Глава 5. Ядовитые амфибии

Земноводные, или Амфибии (Amphibia) - самый малочисленный класс позвоночных, насчитывающий более 4000 видов, которые объединяют в три отряда: Безногие (Apoda), Бесхвостые (Anura) и Хвостатые (Caudata). Ядовитые представители известны у двух последних отрядов, из которых в нашей фауне встречаются жабы, жерлянки, чесночницы (среди Anura) и саламандры (среди Caudata).

Своеобразие биологии амфибий заключается в сочетании черт строения наземных и водных организмов. Несмотря на наличие у земноводных легких, большую роль в дыхании играет газообмен через кожу. Кожа у земноводных голая, и это способствует свободному газообмену в кровеносных сосудах, образующих в ней густую сеть. Для облегчения газообмена кожа амфибий постоянно покрыта слизью, выделяемой многочисленными кожными железами. Кроме слизистых желез в коже имеются и ядовитые, секрет которых обладает сильным токсическим действием и защищает влажную кожу амфибий от заселения микроорганизмами.

Амфибии относятся к невооруженным активно-ядовитым животным, поскольку их ядовитый аппарат лишен ранящих приспособлений, необходимых для активного введения яда в тело врага. Унаследовав от первичноводных организмов кожные слизистые железы, амфибии утратили их вооружение (ядовитые колючки и шипы рыб), но не приобрели ядовитых органов, связанных с ротовым аппаратом, как это наблюдается у змей. Последнее в значительной мере объясняется особенностями питания амфибий, в рационе которых преобладают мелкие беспозвоночные. Выработка раздражающих и ядовитых веществ - одна из наиболее древних защитных функций эктодермы (сравните с ядовитым аппаратом кишечнополостных, иглокожих и др.). Можно думать, что специализация слизистых кожных желез амфибий привела к возникновению ядовитых альвеолярных желез, которые у некоторых видов сгруппировались в морфологически обособленные паротиды. Обращает на себя внимание, что редукция ранящего аппарата у амфибий отразилась на химической природе секретируемых ими ядов. У амфибий на первое место здесь выступают токсические стероидные алкалоиды, не разрушающиеся в организме жертвы пищеварительными ферментами при попадании через рот, и, следовательно, способные оказать токсическое действие.

Яды амфибий обладают широким спектром биологической активности, а некоторые из них, например жабий яд, представляют интерес для медицины.

В СССР многие земноводные находятся под охраной закона.

Редкие или сокращающиеся в числе виды внесены в Красную книгу СССР. Тем не менее хозяйственная деятельность человека ведет к сокращению численности амфибий, в том числе и ядовитых.

Пятнистая саламандра - Salamandra salamandra L.

Рис. 56. Пятнистая саламандра Salamandra salamandra

Экология и биология. В СССР встречается в горных и предгорных районах Карпат (Львовская, Ивано-Франковская, Черновицкая и Закарпатская области).

Длина (вместе с хвостом) - 22-28 см. Короткие, но сильные лапы имеют 4 пальца на передней и 5 - на задней конечности. Выделяются большие черные глаза, позади которых расположены бобовидные ядовитые железы - паротиды. Окраска яркая: на блестяще-черном фоне разбросаны ярко-желтые пятна неправильной формы, непостоянного размера и расположения.

Встречается до высоты 2000 м над уровнем моря. Предпочитает лесные склоны, берега горных рек и ручьев, буреломы буковых лесов. Днем скрывается в мшистой подстилке леса, в норах, в трухлявых пнях, под камнями. Активна ночью. При высокой влажности - после дождя - покидает убежище и в дневное время. Плохо переносит высокие температуры (20- 26 °С), при понижении температуры до 2-4 °С впадает в оцепенение. Питается мелкими беспозвоночными: дождевыми червями, слизнями, кивсяками, насекомыми. Самки рождают в воде около 50 личинок в несколько приемов на протяжении 7-10 сут. Личинки имеют длину 26-28 мм и массу 0,2 г. В августе - сентябре метаморфоз личинок заканчивается, жабры исчезают, и они переходят к наземному существованию.

Благодаря наличию ядовитых желез врагов у саламандры мало.

Строение ядовитого аппарата. Ядовитые железы имеют альвеолярное строение, типичное для амфибий (рис. 57). Каждая альвеола имеет выходное отверстие наружу, закрытое эпителиальной пробкой. В железе содержится 20-30 альвеол. Стенки альвеол состоят из секреторного эпителия. В процессе деления секреторных клеток дочерние клетки вытесняются в просвет железы и там распадаются, образуя вязкий белый секрет, имеющий специфический запах миндаля или чеснока. Накапливающийся секрет тормозит деление секреторного эпителия, но после опорожнения железы секреция возобновляется вновь. Снаружи железа окружена эластичной соединительной тканью, но лишена собственных мышечных элементов. При сокращении мышц головы и шеи и натяжении кожи повышается давление в паротидах, эпителиальная пробка выталкивается и секрет изливается наружу.

Рис. 57. Схема строения ядовитой железы жабы: 1 - слизистая пробка; 2 - эпидермис; 3 - железистая клетка

Ядовитый секрет саламандры обычно получают путем механического выдавливания с помощью пинцета. Во избежание попадания яда на слизистые оболочки глаз, носа и рта рекомендуется надевать защитные очки и марлевые маски. Можно получить ядовитый секрет и с помощью электрической стимуляции железы. Для этого через ванночку с дистиллированной водой, куда помещают предварительно обмытую саламандру, пропускают электрический ток напряжением 20-25 В в течение 5-10 с. Эту операцию повторяют 2-3 раза с интервалом в несколько секунд. Полученный секрет высушивают в темноте над СаСl₂ . В высушенном виде он не теряет своих свойств годами. Электрическое "доение" является более щадящим по сравнению с механическим, так как после него наполнение железы наблюдается уже через 5 сут, тогда как при механическом - через 14 сут.

Картина отравления. Для человека яд саламандры не представляет опасности, кроме специальных случаев (получение яда и др.). У животных, отравленных ядом саламандры, наблюдается беспокойство, мидриаз, развитие периодических судорожных припадков. Под действием яда у животных прогрессивно ослабевают рефлексы, вплоть до полного исчезновения, дыхание становится слабым, наблюдаются сердечные аритмии. В терминальной фазе наступают параличи, особенно задних конечностей. Как правило, смерть наступает в течение 5 ч от остановки дыхания. При вскрытии отмечаются кровоизлияния в легких, сердце, мозге.

Химический состав и механизм действия яда. В состав яда входят стероидные алкалоиды: самандарин, самандарон, циклонеосамандарон и др., а также серотонин и гемолитические белки. Характерной чертой строения алкалоидов яда саламандры является наличие семичленного азепинового гетероцикла и оксазолидинового кзльца:

самандарин

Яд обладает нейротоксическим, сердечно-сосудистым и бактерицидным действием. Токсичность цельного яда (DL₅₀) для мышей 20-30 мг/кг при в/б введении. Самандарин активнее цельного яда, его DL₅₀ составляет 19 мг/кг для лягушек, 3,4 мг/кг для мышей и 1 мг/кг для кроликов. Саламандры, помещенные в аквариум с гуппи или карпами, вызывают их гибель. Прыткая ящерица, укусившая саламандру в область паротид, погибает через 30 с, а обыкновенная гадюка - через 4 мин.

Яд очень активно всасывается через неповрежденные слизистые покровы и при таком способе введения вызывает гибель летучих мышей, крыс, морских свинок, кошек, собак. Судорожный синдром, характерный для яда саламандры, эффективно предупреждается и снимается препаратами бензодиазепинового ряда (седуксен и др.). Этот факт в сочетании с наличием в алкалоидах яда азепинового гетероцикла позволяет предположить, что яд является источником природных лигандов бензодиазепиновых рецепторов ЦНС позвоночных животных. Наблюдаемое при отравлении самандарином и цельным ядом повышение АД может быть связано с прямым воздействием на сосудодвигательный центр. Самандарин обладает также местноанестезирующим действием. Наконец, следует отметить выраженную антимикробную и фунгицидную активность цельного яда и его алкалоидов, среди которых наиболее активен самандарон. По некоторым данным, яд обладает бактериостатическим действием по отношению к патогенным микроорганизмам: золотистому стафилококку, палочке сибирской язвы и холерному вибриону.

Практическое значение. Может представить интерес как источник нейротропных алкалоидов и соединений с бактерицидным и фунгицидным действием.

Жабы - Bufo

Экология и биология. Среди жаб нашей фауны наиболее крупной (до 200 мм) и широко распространенной является серая, или обыкновенная жаба (Bufo bufo L). В пределах СССР встречается в средней полосе, в Крыму, на Кавказе, в Сибири, на Дальнем Востоке. Вид ее хорошо знаком каждому: бурая сверху и грязно-белая или желтоватая снизу (рис. 58).

Рис. 58. Обыкновенная жаба Bufo bufo

Бугристая кожа зеленой жабы (В. viridis Laur) окрашена сверху в серовато-оливковые тона (рис. 59). Менее крупная, чем обыкновенная жаба; ее длина достигает 14 см, а на Кавказе - 7,5 см. Встречается в европейской части СССР, Средней Азии, Казахстане, на востоке - до Алтая. В горы поднимается до 4500 м над уровнем моря.

Рис. 59. Зеленая жаба Bufo viridis

Камышовая жаба (В. calamita Laur) (рис. 60) и похожая на нее монгольская жаба (В. raddei Str.) имеют светлую полосу вдоль спины и менее бугристую кожу. Монгольская жаба встречается в лесостепном Предбайкалье и Забайкалье, на юге Дальнего Востока. Камышовая жаба распространена на западе страны. Восточная граница ее ареала доходит до Минска и Бобруйска.

Рис. 60. Камышовая жаба Bufo calamita

Жабы ведут наземный образ жизни, проводя в водоемах только период икрометания. Охотятся в ночное время, предпочитая периоды с повышенной влажностью. В рационе в основном представлены наземные беспозвоночные. Икру откладывают в водоемы, в одной кладке бывает до 12 800 яиц у зеленой и 6800 у серой жабы. Через 40-55 сут головастики претерпевают метаморфоз и превращаются в сеголеток длиной 14-16 мм. У серой жабы половозрелость наступает на 3-4-й год жизни, а в неволе отмечены случаи продолжительности жизни до 36 лет.

Строение ядовитого аппарата. Кожа жаб содержит в себе множество ядовитых желез, среди которых выделяются две крупные надлопаточные железы (околоушные, или паротиды). Наличие ядовитых желез в кожных покровах жаб, не защищенных с поверхности от повреждения кровососущими насекомыми, является основным средством защиты от эктопаразитов. Строение ядовитых желез подробно изучено у зеленой жабы. Железа залегает под эпидермисом в губчатом слое кожи. Бобовидная по форме, она имеет типичное для амфибий альвеолярное строение (см. рис. 57). В каждой железе насчитывается 20-50 простых альвеолярных долек. Альвеолы снабжены выводным протоком, ведущим на поверхность кожи. В результате деления секреторные клетки вытесняются в полость альвеолы, где разрушаются и образуют гетерогенный секрет, содержащий фрагменты клеток и их яд. К центру железы секрет становится мелкозернистым. Выводной проток закрыт эпителиальной пробкой. Каждая паротида содержит до 0,07 г ядовитого секрета. Мелкие ядовитые железы, обильно расположенные на дорсальной части головы, тела (за исключением лопаток) и ног, имеют простое альвеолярное строение и открытые выводные протоки. При нападении хищника первыми срабатывают мелкие ядовитые железы, рефлекторно выделяющие секрет с резким специфическим запахом, горьким вкусом, вызывающим жжение и рвоту. Надлопаточные железы играют важную роль при снижении физиологической активности жабы, например во время зимней спячки. При сдавливании железы эпителиальная пробка выталкивается и ядовитый секрет может с силой выбрасываться наружу, иногда на расстояние до 1 м.

Жабий яд получают путем выдавливания из паротид с помощью пинцета с мягкими браншами, либо проводя стеклянной пластинкой по спине жабы. Свежеполученный яд жабы представляет собой вязкую белую жидкость с характерным запахом. Выбрызгивающийся секрет высушивают над СаСl₂ в тени и затем очищают. При высыхании он превращается в пластинки желтовато-коричневого цвета, которые сохраняют свою токсичность и физиологическую активность в течение многих лет.

Картина отравления. Отравление животных, чаще всего собак, характеризуется обильным выделением слюны, тахикардией, аритмиями, отеками легких, судорогами и в тяжелых случаях смертью. У человека попадание яда на слизистые, особенно глаз, вызывает сильное раздражение, боль, конъюнктивит и кератит.

Первая помощь. Удаляют ядовитый секрет путем обильного промывания.

Химический состав и механизм действия яда. Физиологически активные вещества яда жаб по своей химической природе могут быть отнесены к нескольким группам соединений. Среди них важное значение имеют производные индола (триптамин, серотонин, буфотенин и др.). Буфотенин - диметильное производное триптамина (N, N-диметил-5-окситриптамин), кроме того, обнаружена его четвертичная соль - буфотенидин. Есть указания на присутствие в яде катехоламинов, в частности адреналина.

Основное значение в токсических эффектах яда имеют кардиотонические стероиды, которые представлены свободными и связанными генинами (буфогенинами). Генины жабьего яда - производные циклопентанпергидрофенантрена, имеющие в качестве боковой цепи шестичленное лактонное кольцо (так называемые буфидиенолиды). Кроме них в яде присутствуют в качестве минорных компонентов карденолиды, гомологи буфодиенолидов, но имеющие пятичленное ненасыщенное лактонное кольцо. Карденолиды близки по строению с агликонами сердечных гликозидов наперстянки. Среди связанных генинов наиболее полно изучен буфотоксин - эфир буфогенина с дипептидом субериларгинином:

буфогенин

буфотоксин

В качестве буфогенина в буфотоксине присутствует буфодиено-лид буфоталин. Яды различных видов жаб отличаются по набору буфодиенолидов, входящих в состав буфотоксинов. Так, например, в яде зеленой жабы присутствует резибуфогенин, но отсутствуют буфоталидин и маринобуфагин, обнаруженные в яде серой жабы. Из ферментов в яде в достоверных количествах имеется только фосфолипаза А₂.

Жабий яд обладает широким спектром физиологической активности, обусловленным своеобразием его химического состава. По реактивности к яду можно выделить три группы животных. Первую из них составляют грызуны (мыши, крысы, кролики), отравление которых сопровождается расстройством кровообращения и дыхания, токсическими судорогами и параличом конечностей. Ко второй группе относятся собаки, у которых на первый план выступают нарушения со стороны сердечно-сосудистой системы. Третья группа представлена амфибиями, для которых характерно развитие паралича задних конечностей и тетануса передних. Повышение артериального давления при отравлении ядом может быть следствием прессорного эффекта буфотенина и адреналина. Следует отметить, что буфотенин обладает выраженным галлюциногенным действием и его передозировка ведет к развитию психозов, близких к вызываемым известным галлюциногеном диэтиламидом лизергиновой кислоты. Кардиостимулирующее действие яда, в основном, связано с входящими в его состав буфодиенолидами. Последние оказывают ингибирующее действие на транспортную АТФ-азу миокарда аналогично известным эффектам сердечных гликозидов. Однако в отличие от растительных гликозидов (карденолидов) буфодиенолиды обладают большей активностью. Важным свойством жабьего яда является стимулирующее действие на дыхание. В эксперименте введение яда позволяет восстановить дыхательные движения даже после полной остановки дыхания. Яд оказывает действие на передачу возбуждения в вегетативных ганглиях, нервно-мышечных синапсах и ЦНС. При введении буфалина наблюдаются судороги на фоне увеличения содержания в мозге ацетилхолина.

В нетоксических дозах жабий яд обладает антигельминтным, противошоковым, радиозащитным и противоопухолевым действием. Кардиотропные свойства яда позволяют рассматривать его как перспективный источник новых лекарственных средств.

Практическое значение. В Японии и Индии выпускаются лекарственные препараты на основе яда жаб.

Жерлянки - Bombina

Экология и биология.Краснобрюхая жерлянка (Воmbinа bombina L.) распространена в Центральной и Восточной Европе, на востоке доходя до Урала. На западе ареалы краснобрюхой и желтобрюхой жерлянок (Bombina variegata L.) граничат в долинах Днестра и Прута, где проходит восточная граница ареала желтобрюхой жерлянки, обитающей в Средней и Южной Европе. На Дальнем Востоке встречается дальневосточная жерлянка, распространенная на севере до 50° с. ш. и на западе до 130° в. д.

Спина у краснобрюхой жерлянки окрашена в светло-серый или бурый оттенок. Брюшко ярко-оранжевое с синевато-черными пятнами неправильной формы (рис. 61). Длина - до 60 мм. Вне периода размножения предпочитает очень влажные места. На севере ареала весь весенне-летний период проводит в воде. Икрометание происходит в течение всего лета. Развитие головастиков заканчивается через 3 мес. В середине июля - начале августа появляются сеголетки длиной 11-20 мм и массой 0,4-1,4 г. Основная масса сеголеток гибнет в период выхода на сушу (пересыхание водоемов и др.) и во время первой зимовки. Зиму переживает, таким образом, не более 2-6 % жерлянок. Но роль хищников в этом невелика, так как ядовитые железы хорошо защищают жерлянок. При опасности жерлянка принимает характерную позу, опрокидываясь на спину, выпячивая брюшко и выворачивая конечности так, что становится хорошо заметной яркая окраска нижней части тела. Наиболее часто такую позу занимает желтобрюхая жерлянка (рис. 62). При этом жерлянки выделяют секрет в виде белой пены, обладающей едкими свойствами.

Рис. 61. Краснобрюхая жерлянка Bombina bombina

Рис. 62. Желтобрюхая жерлянка Bombina variegata

В отличие от краснобрюхой жерлянки желтобрюхая нередко поднимается в горы до высоты 1900 м над уровнем моря и особенно многочисленна на высоте 200-300 м. Большую часть активного периода проводит в воде или около водоема. Гораздо менее прихотлива к качеству воды и обитает в минерализованных или загрязненных нефтепродуктами водоемах.

Дальневосточная жерлянка (Bombina orientalis Baul.) имеет оранжевое или красное брюшко с темными крапинами. Сверху чаще серая с темными пятнами. Предпочитает места со скоплением валежника и мощной лесной подстилкой, где прячется днем. Икрометание проводит в водоемах с мая по конец июля. На зимовку уходит в октябре.

Питаются жерлянки в основном водными беспозвоночными, но в отдельных частях своих ареалов поедают и наземных (жуки, двукрылые, дождевые черви). Некоторые животные, например прудовая лягушка, змеи, птицы, охотятся на жерлянок, но в большинстве случаев - это вынужденная пища.

Картина отравления. Для человека яд жерлянок мало опасен. При попадании на слизистые покровы ощущается боль, жжение, в некоторых случаях - озноб и головная боль. У животных наблюдается кратковременное возбуждение и учащение дыхания, сменяющееся длительной, вплоть до наступления смерти, депрессией.

Химический состав и механизм действия яда. Пенистый ядовитый секрет жерлянок, названный в начале века фринолизином, в настоящее время изучен более подробно. В его состав входят N-метильные дериваты серотонина: буфотенин и буфотенидин, а также гемолитический белок (M_r ∼ 84 000), состоящий из двух субъединиц и полипептид бомбезин. Кроме того, обнаружена амилазная, фосфатазная, протеолитическая активность и лизоцим-подобное действие.

Бомбезин - полипептид, состоящий из 14 аминокислотных остатков

Структура полипептида

оказывает сильное стимулирующее действие на секрецию гастрина. В зависимости от способа введения в/в или в/ж усиливает или подавляет внешнесекреторную функцию желез желудка и поджелудочной железы. Подчеркнем, что у млекопитающих бомбезин является физиологическим регулятором пищеварительных желез и обнаружен в мозге и вегетативной нервной системе. Скармливание мышам яда краснобрюхой жерлянки в дозе 5000 мг/кг вызывает смерть в 75 % случаев. Отравление сопровождается эритропенией, снижением концентрации гемоглобина и значения цветного показателя. При ингаляционной затравке в концентрации 6,2 мг/л мыши погибали на 3-5 сут. На вскрытии обнаружен ателектаз и геморрагические очаги в легких.

Обыкновенная чесночница - Pelobates fuscus Laurenti

Рис. 63. Обыкновенная чесночница Pelobates fuscus

Средней величины амфибии, длиной до 80 мм. Гладкая кожа на спине окрашена в желто-бурый цвет с темными пятнами и красноватыми точками. Многочисленные железы, расположенные в коже, содержат секрет, издающий чесночный запах.

Распространена от Средней Европы до Аральского моря и юга Западной Сибири. Встречается в Крыму, на Северном Кавказе, на севере поднимается до линии Ленинград - Казань.

Предпочитает мягкие грунты, в которые очень быстро закапывается почти в вертикальном положении с помощью задних ног. Как и другие амфибии, размножается в воде. Период зимней спячки длится до 200 сут. Питается муравьями, пауками, жужелицами.

Ядовитый секрет токсичен для мелких животных. У человека вызывает раздражение слизистых оболочек. Химический состав и механизмы действия практически не изучены.