В одной австралийской кубомедузе вида Chironex fleckeri достаточно яда, для того чтобы погубить 60 человек всего за 3 минуты. Поэтому ожог её двухметровых щупалец в большинстве случаев приводит к быстрой смерти неудачливого пловца или сёрфера.
“Согласно статистике, за последние 30 лет из-за яда этого существа пострадало больше всего людей”, — рассказывает автор исследования Эйнджел Янагихара (Angel Yanagihara), биохимик университета Гавайев (University of Hawaii at Manoa).
Смертоносная кубомедуза встречается в водах океана на всём протяжении от Австралии до Вьетнама. Длина похожих на ленты щупалец медузы доходит до 2-3 метров. При встрече существа с зазевавшимся пловцом, дайвером или сёрфером щупальца опутывают его. Сотни тысяч похожих на миниатюрные гарпуны стрекательных клеток при этом впиваются в человека, наполняя его тело смертоносным ядом.
“Яд попадает в кровь, которая с каждым ударом сердца разносит его по всему организму”, — говорит доктор Янагихара. В результате человек довольно быстро умирает от остановки сердца. Медики до сих пор не знают, как спасать людей. Противоядия не было, единственное, что они могли сделать – это попытаться побороть возникающие симптомы (например, повышенное или пониженное давление).
“Обычно всё лечение заключается в борьбе врачей с проявляющимися проблемами, эдакая гонка на время”, — рассказала Эйнджел.
Учёные, конечно же, пытались выяснить, что происходит с человеком, когда яд C. fleckeri проникает в его кровь. Оказалось, что некое химическое соединение из смертоносного коктейля медузы образует на стенках кровеносных сосудов кольцеобразные структуры, из-за чего в них появляются дырки, через которые вытекают какие-то вещества.
Янагихара и её коллеги решили узнать, какие соединения покидают кровоток. Для этого они собрали образцы крови человека, овец, крыс и мышей и смешали их с ядом австралийской медузы, а затем провели электрические измерения, чтобы установить, что за вещества проникают сквозь стенки сосудов.
Учёные выяснили, что происходит яд заставляет ионы калия покидать эритроциты, в результате они выходят в плазму крови – жидкую среду, в которой плавают все клетки крови. По всему выходило, что именно этот процесс мешает правильному сокращению мышц сердца. (Поясним: для нормальной работы мышечной ткани необходимо правильное соотношение уровней калия внутри и вне клеток, за счёт этого и происходят сокращения.)
Определившись с этим этапом, команда Янагихара начала разбираться с дырками в стенках сосудов. Своей формой они напомнили американским биологам структуры, образуемые некоторыми бактериями. Эйнджел обратилась к литературе и выяснила, что ранее медики боролись с этой напастью при помощи соединений цинка. Ради интереса учёные попробовали нейтрализовать с их помощью действие яда кубомедузы.
Для этого исследователи ввели двум группам грызунов яд. Одной из них в качестве противоядия также был назначен глюконат цинка, являющийся довольно распространённой добавкой (его назначают недоношенным младенцам). Как и ожидалось, животные из контрольной группы погибли в течение часа. В то же время “вылеченные” цинком мыши, к удивлению американцев, остались живы на протяжении всего эксперимента.
В своей статье, опубликованной в открытом доступе в журнале PLOS ONE, биологи делают вывод, что препарат цинка не даёт ионам калия покидать красные кровяные тельца. Если похожие результаты будут получены в ходе последующих экспериментов, то эту “биодобавку” можно будет назначать и пострадавшим от ожогов медузы людям.
Добавим, что группа Янагихара планирует продолжить исследования не только в направлении поиска противоядия. Биологи выяснили, что токсины кубомедузы, которые вызывают перфорацию кровеносных сосудов, очень похожи на некоторые бактериальные токсины и вещества, которые вызывают септический шок. Кроме того, учёных заинтересовал биоматериал стрекательных клеток C. fleckeri.
“Мы изучаем не только яд и возможные противоядия, но и пытаемся усвоить знания, которые нам даёт эта древняя биология”, — подводит итог доктор Янагихара.