Silna trucizna ryby z tropików kryje zaskakujący składnik o działaniu na mózg

Niewinnie wyglądająca ryba z tropikalnych wód okazała się żywym laboratorium chemicznym.

W jej truciźnie badacze znaleźli związek, którego nikt się tam nie spodziewał.

To, co dla kąpiących się turystów jest koszmarem – ukłucie jedną z najbardziej jadowitych ryb na Ziemi – dla naukowców stało się źródłem nowych nadziei dla medycyny. Analiza trucizny kamiennej ryby (stonefish) ujawniła obecność cząsteczek działających bezpośrednio na układ nerwowy człowieka, w tym znanego neuroprzekaźnika GABA.

Ryba, której nadepnięcie może skończyć się tragicznie

Kamienne ryby z rodzaju Synanceia, w tym estuariowa (Synanceia horrida) i rafowa (Synanceia verrucosa), żyją w ciepłych wodach rejonu Indo-Pacyfiku, w Zatoce Perskiej i w Morzu Czerwonym. Uznaje się je za najbardziej jadowite ryby na świecie.

Ich ciało przypomina kamień porośnięty glonami. Dzięki temu ryba wtapia się w dno i cierpliwie czeka, aż coś zbliży się na tyle, by uruchomić obronę. Wzdłuż grzbietu ma 13 twardych kolców, połączonych z gruczołami jadowymi. Wystarczy nadepnąć na taki „kamień”, by dostać pełną dawkę trucizny wprost do tkanek stopy czy łydki.

Tak silne i różnorodne objawy sugerowały od dawna, że jad jest niezwykle złożony. Do tej pory koncentrowano się głównie na białkach i enzymach. Teraz badacze przyjrzeli się drobnym cząsteczkom, które często wymykają się standardowym analizom.

GABA w jadzie ryby – pierwsze takie doniesienie

Zespół naukowy wykorzystał zaawansowane metody, takie jak spektroskopia rezonansu magnetycznego jądrowego (NMR) i chromatografia cieczowa sprzężona z spektrometrią mas (LC-MS). Te techniki pozwalają dosłownie „rozebrać” próbkę na części pierwsze i zidentyfikować nawet bardzo małe ilości związków chemicznych.

W jadzie obu badanych gatunków po raz pierwszy stwierdzono obecność GABA – kluczowego neuroprzekaźnika hamującego w ludzkim mózgu.

GABA, czyli kwas gamma-aminomasłowy, decyduje o równowadze pomiędzy pobudzeniem a hamowaniem w układzie nerwowym. To właśnie na jego działanie wpływa wiele leków uspokajających i przeciwlękowych. Do tej pory znajdowano GABA w jadach niektórych os i pająków, ale nie w truciźnie ryb.

Na tym lista zaskoczeń się nie kończy. W próbkach jadu wykryto także:

• cholinę i pochodną O-acetylocholinę – związane z działaniem acetylocholiny, czyli kolejnego neuroprzekaźnika kluczowego dla przewodzenia impulsów nerwowych i pracy mięśni,
• norepinefrynę – hormon i neuroprzekaźnik ważny dla układu krążenia i oddechowego.

Taka kombinacja sprawia, że jad działa na organizm jak bardzo precyzyjny koktajl farmakologiczny. Każda cząsteczka ma swoje zadanie i razem wywołują gwałtowne reakcje serca, naczyń krwionośnych, mięśni i układu oddechowego.

Jak te związki wpływają na ciało człowieka

Gdy kolce kamiennej ryby przebijają skórę, jad trafia głęboko w tkanki. Neuroprzekaźniki i inne składniki błyskawicznie zaczynają działać na komórki nerwowe oraz mięśniowe. To tłumaczy, dlaczego ból pojawia się praktycznie natychmiast i może osiągać ogromne natężenie.

Zidentyfikowane w jadrze neuroprzekaźniki mogą odpowiadać zarówno za ekstremalny ból, jak i za niebezpieczne zaburzenia rytmu serca oraz oddechu.

Naukowcy wskazują kilka potencjalnych mechanizmów:

• norepinefryna pobudza układ współczulny, co może prowadzić do gwałtownego skoku ciśnienia, przyspieszenia tętna i zaburzeń rytmu,
• GABA w nietypowych stężeniach i miejscach może rozchwiać kontrolę nad naczyniami krwionośnymi oraz sercem,
• związki z grupy acetylocholiny oddziałują na receptory nerwowo-mięśniowe, wywołując skurcze, osłabienie lub porażenie mięśni.

Wszystko to nakłada się na działanie toksycznych białek i enzymów. W rezultacie organizm dostaje z wielu stron sygnały, które dezorganizują jego pracę. Stąd tak szerokie spektrum objawów – od lokalnego bólu po zagrażające życiu powikłania oddechowe i krążeniowe.

Nowe tropy dla medycyny i farmacji

Choć jad kamiennej ryby budzi grozę, badacze widzą w nim także ogromny potencjał. Historia medycyny pokazuje, że toksyny bardzo często zamieniają się w leki – wszystko zależy od dawki, sposobu podania i modyfikacji cząsteczki.

Już dziś w użyciu są preparaty stworzone na bazie jadu różnych zwierząt, na przykład:

• kaptopryl – lek na nadciśnienie inspirowany toksyną żmii jararaca,
• Byetta – lek przeciwcukrzycowy wywodzący się z peptydu jaszczurki z rodzaju Heloderma,
• Prialt – silny lek przeciwbólowy oparty na toksynie morskiego ślimaka.

GABA, norepinefryna i acetylocholina są doskonale znane farmakologii, ale ich obecność w naturalnej mieszaninie jadu tworzy zupełnie inne warunki działania. To może podsunąć specjalistom nowe sposoby regulowania pracy serca, naczyń krwionośnych czy przewodnictwa nerwowo-mięśniowego.

Badacze liczą, że dokładne zrozumienie roli poszczególnych składników jadu pozwoli stworzyć celowane terapie – zarówno skuteczniejszą pomoc po ukłuciu, jak i zupełnie nowe leki.

Lepsze leczenie po ukłuciu i nowe kierunki badań

Dzisiejsze postępowanie po kontakcie z kamienną rybą opiera się głównie na szybkiej neutralizacji jadu antytoksyną, uśmierzaniu bólu i stabilizacji krążenia oraz oddechu. Wiedza o tym, że w truciźnie krążą także konkretne neuroprzekaźniki, może zmienić podejście do terapii.

Lekarze i farmakolodzy mogą szukać substancji, które zablokują te cząsteczki na poziomie receptorów lub ograniczą ich przenikanie do tkanek. To z kolei zwiększa szansę na:

• szybsze opanowanie bólu,