Все є отрута і все є ліки. Тільки доза робить речовину ліками або отрутою
Парацельс
Саме жаба і відношення до неї
В Європі жабам не пощастило. Як їх тільки не обзивають! Одну з поширених у в нас жаб, сіру, ще називають «коровніцей»: за повір'ям, вона нібито забирається в хлів і висмоктує молоко у корів. Навіть добрий Ханс Крістіан Андерсен в «Дюймовочці» наділив жабу такими епітетами, як «огидна», «бридка», «потворна». І правда - вирячені очі, великий рот, волога, в бородавках, шкіра дійсно можуть викликати огиду. А вже якщо сяде на груди - так серце стисне, що ні зітхнути. Звідси і назва хвороби серця - стенокардії: грудна жаба. Всі сили зла уособлює вона. У Василіска, міфічного жахливого змія, тулуб жаби, і висиджує його з яйця жаба. Рага у латишів і литовців, Стрига у германців - відьми, які беруть вигляд жаби.
А ось в Азії, навпаки, жаба - це божество. У в'єтів вона - подавач дощу, у китайців - богиня місяця, у даосів трьохлапа жаба - символ багатства, в корейській міфології - головний домашній дух, який відає господарством і приносить багатство.
Якщо перейти від міфології до сучасності, то можна тільки здивуватися, як мало ми знаємо про ті жаби. Не всі здогадуються, що ці істоти приносять величезну користь, винищуючи безліч шкідливих комах. Ми просто не бачимо цього - адже жаби харчуються вночі. У тій же Англії садівники навіть купують їх сотнями, щоб випускати в своїх садах.
Для реабілітації цих тварин ми розповімо ще про одну маловідому особливість жаб - їх отруті. Багато живих істот виробляють отруту і мають якісь органи для її введення в тіло жертви або нападника хижака. У змій це зуби, у бджіл - жало. Жаби теж виробляють для захисту отруту. Її виділяють залози - ті самі бородавки, що розкидані по всій їх шкірі, головним чином на голові, за очима. Яд безперешкодно витікає на поверхню шкіри і, потрапляючи на слизові оболонки рота, носа, очей хижаків, викликає потужну реакцію роздратування, аж до блювоти і загибелі. Після цього у більшості тварин пропадає бажання нападати на повільну істоту з бородавчастої шкіркою. Харчуватися жабами можуть лише деякі тварини: велетенська саламандра, кільчастий вуж й деякі інші. Жаб не чіпають і дрібні паразити: комарі і москіти, кліщі і п'явки, а також мікроорганізми - виділення залоз також мають сильним антибіотичну дію. До речі, слід зазначити ще одну кричущу несправедливість - не викликають жаби бородавок, а, навпаки, можуть сприяти їх зникненню з шкіри людини.
З огляду на перевірену століттями істину, що отрути в малих дозах можуть приносити користь, не варто дивуватися застосуванню отрути жаб в древній народній медицині. Зрозуміло, перш за все в східній. Протягом тисячоліть в Китаї, Японії, Тайвані застосовують препарати з жаб'ячої шкіри, звані в Китаї «чан-су», а в Японії - «сен-зі». Ці тверді темно-коричневі коржі - хороший засіб від зубного болю, запалення слизових, кровоточивості ясен. Вони до цих пір входять в офіційну фармакопею деяких країн Сходу.
А що Європа? У 1888 році італійський лікар С.Стадеріні опублікував роботу про успішне застосування жаб'ячої отрути для місцевого знеболювання при операціях на очах. На початку минулого століття ця речовина привернула до себе увагу засновника російської фармакології Н. П. Кравкова. Досліди на тваринах підтвердили цілющі властивості отрути жаб, і вчений виступив за її впровадження в медичну практику. Цікаво, що в цьому його підтримував і перший російський лауреат Нобелівської премії, академік І. П. Павлов. Однак говорити про використання отрути наукової медициною було ще рано: мало було відомо про її властивості і зовсім нічого - про хімічний склад і механізми дії.
З чого ж складається жаб'яча отрута?
На це питання ми і сьогодні не можемо дати вичерпну відповідь, оскільки вчені досі знаходять в ній все нові компоненти. Серед багатьох з'єднань, спочатку виявлених в отруті, лише одне було добре знайоме дослідникам. Це адреналін - гормон, що виділяється залозами людини і тварин і викликає підвищення кров'яного тиску і тонусу судин, а також посилення серцебиття. Одночасно з отрути було виділено багато близьких до адреналіну по стимулюючим властивостям індолпохідних з'єднань - їх назвали буфотенін (від латинського «Буфо» - жаба). Буфотенін відносяться до алкалоїдів і навіть викликають галюцинації. Подібні структури також зустрічаються в нашому організмі - триптамін, серотонін.
І все ж головним дійовим початком жаб'ячого отрути виявилися не адреналін і не буфотенін, а зовсім інша група сполук, які теж стимулюють ослаблену серцеву діяльність. Ці речовини, буфадієноліди, близькі за будовою до серцевих глікозидів, які виділяються з рослин і використовуються для боротьби із захворюваннями серця. Геніни (нецукрові частини глікозидів) тих і інших - стероїдні сполуки, похідні ціклопентанпер-гідрофенантрена. Однак якщо геніни серцевих глікозидів - C23-стероїди - мають в якості бокового ланцюга пятичленне ненасичене лактонове кільце і називаються карденоліди, то буфадієноліди - С24-стероїди - мають бічний ланцюгом двічі ненасичене шестичленне кільце.
Цікаво, що буфадієноліди жаб'ячої отрути і глікозиди рослин ріднить не тільки хімічну будову, а й токсичність. Рослини, що містять серцеві глікозиди, і самі ці глікозиди також відомі як сильні отрути. Однак в малих кількостях вони надають на хворе серце благотворну дію. Серцеві препарати з глікозидами, одержувані з наперстянки (дігітоксігенін), строфанта, конвалії та інших рослин, широко застосовуються в кардіологічній практиці.
Може бути, і отрута жаби стане цінним лікарським засобом? Ще в 1904 році Н.П. Кравков вводив собакам отруту сірої та зеленої жаб - і серце тварини починало скорочуватися рідше, але сильніше, як після введення препарату дигіталису (наперстянки). У той час дигиталис був єдиним засобом для лікування хронічної серцевої недостатності, і фізіологам хотілося розширити арсенал таких препаратів. Пізніше, в 1967 році, видатний американський кардіолог К.К.Чен, досліджуючи дію на серце отрути різних видів жаб, також виявив їх стимулюючі властивості. На жаль, дослідник не знайшов перспектив для практичного застосування, оскільки ефект був короткочасним, а потрібні були кошти для постійного застосування хронічними хворими.
Дослідження жаб'ячої отрути
Дослідження отрути жаб поновилися в зв'язку з інтенсивним розвитком кардіохірургії та реаніматології, коли лікарям потрібні були ліки термінового дії, стимулюючий ефект яких наступає відразу після введення. Більшість дослідників в Японії, Англії, США спробували виділити з отрути жаб окремі буфадієноліди. Їх спіткало розчарування: ізольовані, ці речовини мало відрізнялися за ефективністю від рослинних або синтетичних серцевих глікозидів. Крім того, вони виявилися більш токсичними, а їх отримання - більш трудомістким.
Незважаючи на це, дослідженням жаб'ячого отрути зайнялися співробітники кафедри фізіології та біохімії людини і тварин Нижегородського державного університету. Тут традиційно досліджують зоотоксіни, тобто отрути різних тварин. На відміну від іноземних вчених, вони обрали інший шлях: не виділяти компоненти, а зберегти в лікарському препараті весь хімічний спектр отрути. При цьому керувалися припущенням, що його склад був еволюційно підібраний так, щоб якомога ефективніше впливати на основні інтегруючі системи організму ворога: серцево-судинну, нервову, респіраторну. Тому сумарний препарат повинен діяти на хворе серце більш ефективно і різноманітно.
Результати випробувань отрути жаб
На першому етапі досліджень вияснили, що отрута жаби в нетоксичних дозах стимулює ізольоване серце не тільки жаб, але і теплокровних тварин - кішок і щурів. Відразу після додавання отрути в розчин, що омиває серце, протягом 15-60 хвилин (в залежності від дози) збільшувалася сила його скорочень (інотропний ефект) і частішав ритм (хронотропний ефект). Важливо відзначити, що у відносно більшій мірі зростала сила скорочень, ніж частота, а при менших дозах отрути збільшувався лише перший показник. Багато що з застосованих хворими серцево-активні засоби, підвищуючи силу скорочень, одночасно роблять частішим серцевий ритм, що призводить до зайвих витрат енергії і провокує аритмії - порушення ритму серця. Таким чином, отрута жаби як кардіостимулятора відразу показав свою перевагу. Крім того, вона підвищувала швидкісні характеристики міокарда: швидкість скорочення (систолічний ефект) і швидкість розслаблення (діастолічний ефект), а також знижувала кінцевий діастолічний тиск в шлуночках серця. Це дуже важливо, оскільки при підвищенні швидкості скорочення і розслаблення у серця скорочується час роботи і збільшується час відпочинку (діастола) при більш повному спорожненню шлуночків. Завдяки подовженій діастолічної паузі ємність шлуночків серця збільшувалася, відповідно збільшувався і обсяг викинутої крові при наступному скороченні.
Також з'ясували, що основний внесок в інотропний ефект ізольованого серця вносять буфадієноліди. Разом з тим більш швидке настання ефекту проявлялося при спільному застосуванні обох фракцій, буфадієнолідів і буфотенінів.
Попереду було найскладніше - зрозуміти, яким чином отрута призводить до таких наслідків. На відміну від катехоламінів і подібних до них речовин, вона не впливає на мембранні бета-адренорецептори серця, взаємодія з якими приводить до активації скорочення кардіоміоцитів, відповідно і до инотропного ефекту.
Може бути, буфадієноліди блокують мембранну Na-К-АТФази - фермент, який виводить з клітки натрій з використанням енергії АТФ? Саме так поводяться схожі на них серцеві глікозиди. При цьому підвищується внутрішньоклітинний вміст іонів кальцію, так як замість нього з конкурентного механізму виводиться натрій. Для вивчення транспортних процесів в якості моделі клітинної мембрани застосовують шкіру жаби. З її допомогою встановили, що буфадієноліди гальмують активний транспорт іонів натрію, інактивуючи сульфгідрильні групи Na-К-АТФази, і тим самим затримують кальцій в клітці.
Не менш цікаво було подивитися, що відбувається з кальцієм, адже він запускає скорочення клітин серця - кардіоміоцитів. Виявилося, що кальцій, який входить в клітку при її збудженні, не дуже важливий для прояву стимулюючого ефекту отрути. Коли отруту додавали в розчин, що омиває ізольовані волокна міокарда жаби, їх скорочення посилювалися, а електричні характеристики потенціалу дії, що залежать від потоку кальцію (амплітуда, тривалість), не змінювалися. Скорочення відбувалося і тоді, коли додаванням кадмію блокували канали, через які кальцій потрапляє в клітину. З іншого боку, попередня обробка серця жаби реактивом, що зв'язує як позаклітинний, так і внутрішньоклітинний кальцій, запобігала або сповільняла розвиток інотропного ефекту отрути. Значить, внутрішньоклітинного кальцію, що міститься в цистернах саркоплазматичного ретикулума (СПР), досить для скорочення. Якщо ж внутрішньоклітинний кальцій зв'язували, скорочення не відбувалося. З цього випливало, що при дії жаб'ячого отрути активується викид кальцію з внутрішньоклітинних депо.
Таким чином, за характером кардиостимулюючої дії отруту жаби можна віднести до групи сердечноактивних лікарських засобів - кардіотоніків. Дійсно, як видно з дослідів, в основі позитивного інотропного ефекту може бути наступний ланцюг: помірна блокада активності Na-К-АТФази клітинної мембрани - гальмування Na-Са-обміну - підвищення рівня активованого внутрішньоклітинного кальцію (викид кальцію з СПР) - збільшення скорочувальної функції міофібрил кардіоміоцитів - систолічний інотропний ефект. Разом з тим у отрути жаби були виявлені властивості, що дозволяють віднести його і до інших груп кардіотонічних засобів. Встановили, що препарат збільшує енергозабезпечення міокарда (це діють адреналін і буфотенін), гальмує перекисне окислення ліпідів (стероїдна структура буфадієноліди з функціональними групами - дуже ефективна пастка вільних радикалів) і забезпечує кращу схоронність ультраструктури тканин серця.
Перевіривши ефекти отрути на ізольованому серці, вивчили його дію при введенні в організм тварин. У кроликів, кішок і собак внутрішньовенне введення отрути в нетоксичних дозах посилювало активність серцево-судинної системи: підвищувало електричну активність серця, серцевий викид, артеріальний тиск. У дослідах на кішках введення отрути призводило до підвищення об'ємної швидкості коронарного кровотоку, а паралельно підвищувався артеріальний тиск, збільшувався вміст кисню в тканинах. Введення отрути в кровотік наркотизованним собакам різко підвищувало максимальний тиск в лівому шлуночку серця, збільшувало швидкість скорочення і розслаблення його стінки, вкорочувало систолу шлуночка - інакше кажучи, ефекти, виявлені на ізольованому серці, збереглися і при введенні в цілісний організм. При цьому за силою дії фракція буфадієнолідів перевершувала цілісну отруту, однак вона краще стимулював серцеву діяльність, ніж відомі серцеві глікозиди (строфантин, корглікон та ін.) і катехоламіни (адреналін та ін.). Зокрема, при посиленні серцебиття не частішав серцевий ритм і не виникали аритмії.
Властивості отрути жаб при захворюваннях серця
Отримавши уявлення про те, як отрута зеленої жаби діє на ізольоване серце і на організм, ми вирішили перейти до наступного етапу досліджень - вивчити її властивості при захворюваннях серця в дослідах на тваринах. Якщо собакам перев'язували коронарну артерію (це відома модель ослаблення активності серця), то виявлялося кардіостимуліруючу дію отрути - серцева діяльність нормалізувалася швидше, ніж при використанні серцевого глікозиду коргликона. Ще більш ефективним виявився отрута при реанімації тварин. Так, у собак, в умовах гіпотермії організму (температура тіла 28 С), шляхом стискання судин, що підходять до серця, викликали зупинку серця тривалістю 50 хвилин (моделювання хірургічної операції на «сухому серце»). Запуск роботи серця і відновлення функцій системи кровообігу після «операції» здійснювали шляхом внутрішньоартеріального нагнітання крові, що містить отруту жаби (досвід) або адреналін (контроль) і загальних реанімаційних заходів (масаж серця, штучне дихання, зігрівання).
У дослідах з жаб'ячою отрутою ритм серця відновлювався вже через 3-7 хвилин, тоді як при використанні адреналіну - тільки через 10-15 хвилин. До того ж в дослідах з адреналіном ритм серця часто все ж залишався неправильним, з аритміями. При аналізі ультраструктури міокарда тварин після закінчення досліду виявилося, що кардіоміоцити збереглися добре, в той час як в контролі при використанні адреналіну в міокарді було багато мікрокрововиливів і некрозів.
Аналогічні дані були отримані і на іншій моделі загрозливих станів - десятихвилинної клінічної смерті щурів, спричиненої крововтратою з сонної артерії. Внутрішньоартеріальне нагнітання власної щурячої крові з отрутою жаби призводило до більш ефективного відновлення функцій організму. Крім кардіостимулюючого ефекту (збільшення сили і частоти скорочень) в отруті жаб виявили захисну антиаритмічну дію. При моделюванні у тварин аритмій серця (введенням токсичних доз аконітину, електричним впливом на певні структури мозку або безпосередньо серця) внутрішньовенне введення препарату відновлювало серцевий ритм.
Результат дослідження - препарат на основі отрути жаби
Переконавшись у перевагах отрути перед адреналіном та іншими засобами, використовуваними зараз в реанімації, запропонували використовувати отруту жаби в медичній практиці і самі почали роботу зі створення нового кардіостимулюючого лікарського засобу під назвою буфотін. Розроблено було технологічні умови очищення, стабілізації і стерилізації ін'єкційного розчину отрути зі збереженням його основних дійових компонентів, перевірили препарат на безпеку.
З поширені двох видів жаб - звичайної (Bufo vulgaris) та зеленої (Bufo viridis), отрути розрізняються незначно. Тоді створили методику отримання жаб'ячої отрути в виробничих кількостях без нанесення шкоди жабам. Зокрема, для відбору секрету з великих (паротідних) залоз застосували малотравматичний ультразвуковий пінцет. Спеціальні дослідження, проведені на мічених жабах, показали, що на наступний рік отрута в їх паротідних залозах утворювався в нітрохи не менших кількостях.
На підставі проведених досліджень запропонували нове кардіостимулюючий лікарський засіб, та отримано патент і дозвіл Фармакологічного комітету МОЗ РФ, необхідні для проведення клінічного вивчення. На сьогодні частина клінічних випробувань успішно завершена. Так, в одній з лікарень «Швидкої допомоги» при лікуванні серцевої недостатності у 46 хворих буфотін ефективно підвищував і приводив в норму показники скоротливості серцевого м'яза. Збільшення показників скоротливості серця і стабілізація артеріального тиску відбувалися без почастішання серцевого ритму, що вигідно відрізняє препарат від катехоламінів. До того ж було встановлено, що буфотін володіє більшю широтою терапевтичної дії, тобто в широкому інтервалі доз має терапевтичний ефект без негативних побічних явищ.
Було присвячено чимало часу вивченню отрути жаби. Результати дозволяють сподіватися, що отриманий з нього препарат може зайняти гідне місце в ряду кардіотоніків термінового дії для лікування екстремальних станів організму. Буфотін, поєднуючи в собі властивості відомих сердечноактівних засобів, має перед ними перевагу як в швидкості настання ефекту, так і в його тривалості, а також в більш дбайливому впливі на ритміку серця, енергетику і мікроструктуру міокарда. Ссподіваємося, що препарат буде затребуваний в кардіохірургії і реаніматології. Та й до самої жабі люди будуть ставитися з більшою повагою.
