jad

Jad – toksyczna wydzielina gruczołów jadowych bezkręgowców (np. skorpionów, pająków, niektórych owadów błonkoskrzydłych, parzydełkowców, ślimaków morskich, jeżowców) oraz kręgowców (np. płaszczek, skorpen, ropuch, drzewołazów, węży z rodziny zdradnicowatych, żmijowatych i wężowatych, heloderm, ryjówek, dziobaków australijskich) wykorzystywana głównie w celu obezwładnienia zdobyczy bądź odstraszania potencjalnych drapieżników. Jad zwierzęcy stanowi mieszaninę organicznych związków chemicznych (polipeptydów i białek enzymatycznych) zaburzających funkcjonowanie układu nerwowego (neurotoksyny), układu mięśniowego (miotoksyny) lub układu krwionośnego (hemotoksyny) bądź prowadzących do martwicy tkanek (nekrotoksyny). Jad wprowadzany jest do organizmu innego zwierzęcia przy udziale wyspecjalizowanych narządów raniących (np. szczękoczułków, kolców jadowych, żądeł, zębów jadowych). Wydzieliny gruczołów jadowych niektórych gatunków (np. pająków, węży) stanowią zagrożenie dla zdrowia i życia człowieka, w związku z czym wykorzystywane są do produkcji antytoksyn neutralizujących ich szkodliwe działanie. Jady stosowane są także w leczeniu przewlekłego bólu, cukrzycy, nadciśnienia, zakrzepicy i chorób nowotworowych.

Gruczoły jadowe

Jad jest toksyczną wydzieliną gruczołów jadowych występujących u licznych przedstawicieli bezkręgowców i kręgowców, zasiedlających różnorodne środowiska lądowe lub wodne oraz pełniących w swym siedlisku charakterystyczne role ekologiczne – drapieżnika bądź ofiary.  Gruczoły jadowe posiadają pajęczaki (skorpiony, pająki, zaleszczotki), niektóre błonkówki  (np. pszczoły, osy), wije (pareczniki, np. skolopendry), parzydełkowce (np. kostkomeduzy), ślimaki morskie (stożki) i jeżowce. Jadowite kręgowce spotykane są wśród ryb (np. płaszczki, skorpeny, ostrosze, skabery), płazów (np. ropuchy, liściołazy, drzewołazy), gadów (np. węże zdradnicowate, żmijowate i wężowate, helodermy) i ssaków (np. ryjówki, samce dziobaka).

Jad wprowadzany jest do organizmu innego zwierzęcia (lub człowieka) dzięki połączeniu gruczołów jadowych z wyspecjalizowanymi narządami raniącymi, do których zaliczane są:

• kolec jadowy na ostatnim segmencie zaodwłoka (telsonie) (skorpiony);
• dwuczłonowe szczękoczułki zakończone ruchomym pazurem (pająki);
• duże nogogłaszczki przekształcone w kleszczyki (zaleszczotki
• żądło na końcu odwłoka powstałe z przekształconego pokładełka (pszczoły, osy);
• parzyste szczękonóża zakończone ząbkami lub pazurkami (skolopendry);
• komórki parzydełkowe z licznymi parzydełkami (kostkomeduzy, żeglarz portugalski
• krótkie kolce zakończone kleszczykami (pedicellaria) (jeżowce
• kolce jadowe zlokalizowane na ogonie (płaszczki), na promieniach przedniej płetwy grzbietowej (skorpeny, ostrosze) lub parzystych płetw piersiowych (sumik koralowy) bądź na pokrywach skrzelowych (skabery);
• zęby jadowe leżące na przedzie szczęki górnej (nieruchome u węży zdradnicowatych, ruchome i składane do tyłu u żmijowatych), w tylnej części szczęki górnej (wężowate) bądź na żuchwie (jadowite jaszczurki – helodermy);
• ostrogi rogowe w tylnej części kończyn tylnych (samce dziobaka australijskiego).

Wydzieliny gruczołów jadowych większości gatunków zwierząt jadowitych mają znaczenie obronne i wykorzystywane są głównie w celu odstraszania potencjalnych drapieżników. Jady niektórych gatunków (pająków, skorpionów, węży) służą do obezwładniania i uśmiercania zdobyczy; zawarte w nich enzymy (np. hialuronidazy) wspomagają procesy trawienia tkanek miękkich upolowanej ofiary. Jadowite ostrogi dziobaków australijskich wykorzystywane są wyłącznie podczas okresu godowego do prowadzenia walk terytorialnych z innymi samcami.

Szczękoczułki ptasznika australijskiego (Atrax robustus). Źródło: shutterstock

Skład chemiczny jadu zwierzęcego

Jad zwierzęcy stanowi złożoną mieszaninę organicznych związków chemicznych (głównie substancji białkowych o charakterze antygenów), które po wniknięciu do organizmu innego zwierzęcia (m.in. wskutek ukłucia, ugryzienia, oparzenia, użądlenia lub ukąszenia) wywołują reakcję immunologiczną polegającą na produkcji swoistych przeciwciał (immunoglobulin).

• białka enzymatyczne – proteazy (np. endopeptydazy), enzymy trombinopodobne (antykoagulanty, prokoagulanty), oksydoreduktazy (np. oksydaza L-aminokwasowa), fosfolipazy (np. fosfolipaza A), hialuronidaza, acetylocholinoesteraza, fosfodiesterazy, kalikreinopodobne proteazy serynowe, metaloproteinazy;
• toksyny polipeptydowe (toksyczne białka nieenzymatyczne) – wiperatoksyna (żmije), krotaktyna (grzechotniki), α-kobratoksyna (kobry), hannatoksyna (kobra królewska), erabutoksyna (węże morskie), α-bungarotoksyna (niemrawiec prążkowany);
• toksyny steroidowe (toksyczne alkaloidy steroidowe) – batrachotoksyna (liściołazy) salamandryna (salamandry), tetrodotoksyna (np. najeżki, ślimaki morskie, ośmiornice Hapalochlaena, ropuchy Atelopus, żaby Brachycephalus ephippium, traszki Taricha), bufogeniny (np. bufotalina, bufotenina, marinobufotoksyna) (ropuchowate).
• peptydy małocząsteczkowe – terafototoksyny ptaszników
• W skład jadu zwierzęcego wchodzą również różnorodne związki organiczne i nieorganiczne, z których najważniejsze są aminy (np. histamina, dopamina, oktopamina, serotonina), kwasy organiczne (np. kwas cytrynowy) i kationy metali (np. kationy potasu, K⁺, kationy sodu, Na⁺).

Gruczoły jadowe żmii zygzakowatej połączone są przewodami z kanalikami biegnącymi we wnętrzu zębów jadowych, dzięki czemu ich wydzielina (jad) może zostać wprowadzona do organizmu ofiary podczas ukąszenia. Źródło: shutterstock

Oddziaływanie jadu zwierzęcego

Wydzieliny gruczołów jadowych są płynną mieszaniną enzymów, toksycznych polipeptydów lub steroidów oraz związków małocząsteczkowych wywołujących określone, synergistyczne efekty biologiczne w zaatakowanym organizmie. Ich toksyczne działanie zależy w znacznym stopniu od gatunku jadowitego zwierzęcia, wprowadzonej dawki jadu oraz miejsca zranienia.
 

• jady neurotoksyczne (neurotoksyny) – zaburzające funkcjonowanie ośrodkowego układu nerwowego i nerwów obwodowych, wywołujące skurcze mięśni, drgawki, konwulsje, odrętwienie bądź niewydolność krążeniowo-oddechową prowadzącą do śmierciHapalochlaena), kostkomeduz (np. osa morska), jeżowców i węży zdradnicowatych (np. kobry, mamba czarna, niemrawiec prążkowany, koralówki, węże morskie);
• jady hemotoksyczne (hemotoksyny) – prowadzące do uszkodzenia funkcji układu krążenia w wyniku uszkodzenia wyściółki naczyń krwionośnych prowadzącego do miejscowych lub rozległych krwotoków wewnętrznych, zaburzeń krzepnięcia krwi lub rozpadu erytrocytów (hemolizy) prowadzącego do niewydolności układu krążenia (tzw. zapaści krążeniowej); hemotoksyny występują w jadzie pszczół (apitoksynie), parzydełkowców (np. żeglarz portugalski), węży z rodziny żmijowatych i niektórych przedstawicieli rodziny wężowatych (np. boomslang, wąż gałązkowy);
• jady kardiotoksyczne (kardiotoksyny) – uniemożliwiające prawidłowe działanie serca przez blokowanie aparatu kurczliwego komórek i włókien mięśniowych prowadzące do zaburzeń rytmu serca (arytmii) bądź paraliżu mięśnia sercowego; kardiotoksyny obecne są w jadzie niektórych węży zdradnicowatych (np. mamby, kobra chińska);
• jady miotoksyczne (miotoksyny) – zaburzające funkcjonowanie układu mięśniowego w wyniku uszkodzenia mięśni (zablokowania aparatu kurczliwego komórek i włókien mięśniowych), paraliżu (zahamowania przewodnictwa nerwowo-mięśniowego) bądź martwicy mięśni; miotoksyny obecne są w jadzie grzechotników (np. grzechotnika straszliwego) bądź jadowitych jaszczurek (np. helodermy meksykańskiej);
• jady nekrotoksyczne (nekrotoksyny) – prowadzące do rozpadu komórek w miejscu ukąszenia lub ugryzienia skutkującego miejscową bądź rozległą martwicą (nekrozą) tkanek; jady nekrotoksyczne produkują niektóre pająki (np. pustelnik brunatny, pająk żółty, pająki bolas) i niektóre grzechotniki (np. żararaki).

Większość zwierząt jadowitych nie stanowi dużego zagrożenia dla zdrowia i życia człowieka, wywołując w razie zranienia miejscowe obrzęki, opuchliznę, zaczerwienie lub dolegliwości bólowe o różnym nasileniu. Jad niektórych gatunków, w przypadku braku podjęcia szybkiego leczenia, może jednak doprowadzić do rozległych uszkodzeń narządów wewnętrznych, niewydolności krążeniowo-oddechowej, postępującej martwicy tkanek bądź śmierci.

Zmiana martwicza w miejscu ugryzienia pustelnika brunatnego (Loxosceles reclusa). Źródło: shutterstock

Zastosowania jadów zwierzęcych

Wydzieliny gruczołów jadowych skorpiona Androctonus australisAtrax robustus) i wałęsaka brazylijskiego (PhoneutriaChironex fleckeriszkaradnicy (Synanceia verrucosaCrotalus), kobry egipskiej (Naja haje), tajpana australijskiego (Oxyuranus scutellatus), mamby czarnej (Dendroaspis polylepis), grzbietopręga jadowitego (Enhydrina schistosaBitis gabonica), żmii zygzakowatej (Vipera berus) oraz nielicznych wężowatych, np. boomslanga (Dispholidus typus) są niezbędne do produkcji antytoksyn neutralizujących ich szkodliwe oddziaływanie na organizm człowieka.

Jad niektórych gatunków skorpionów wykorzystywany jest w diagnostyce i leczeniu chorób nowotworowych; jady neurotoksyczne wytwarzane przez ślimaki morskie (stożki) stosowane są w leczeniu zaburzeń neurologicznych (np. padaczek). Jad pszczoły miodnej (Apis mellifera) (tzw. apitoksyna) jest stosowana w leczeniu stanów zapalnych i chorób skóry (np. atopowego zapalenia skóry, trądziku, łuszczycy). Jady licznych węży wykorzystywane są w leczeniu bólu przewlekłego, nadciśnienia tętniczego, zakrzepicy, arytmii serca i chorób nowotworowych. Jad helodermy arizońskiej (Heloderma suspectum) stosowany jest w terapii cukrzycy typu 2.

Pozyskiwanie jadu kobry w celu produkcji antytoksyny. Źródło: shutterstock