Kako deluje strup modrasa

Počitnice so za nami, prihaja jesen, marsikdo je počitnice preživel na morju ali v gorah. A brezskrbni čas se lahko hitro spremeni v nočno moro, če nas piči kača. Kaj bi naredili vi, če bi vas pičil modras? Ali veste, kako poteka priprava protistrupa?

Moj tokratni sogovornik je prof. dr. Igor Križaj, ki je po študiju kemije na Fakulteti za kemijo in kemijsko tehnologijo v Ljubljani del doktorata opravil na Imperial College v Londonu, se po njem izpopolnjeval na Institutu Pasteur v Parizu, danes pa je redni profesor biokemije na Univerzi v Ljubljani in vodja Odseka za molekularne in biomedicinske znanosti na Institutu Jožef Stefan (IJS), kjer preučuje živalske toksine.

RAZISKAVE KAČJEGA STRUPA
Velik poudarek na IJS namenjajo predvsem lokalnim strupenim kačam, kot sta gad in modras. »Toksin je snov, ki jo proizvede živ organizem in škodljivo deluje na drug organizem,« začne razlagati profesor Križaj in mi predstavi, kako pri njih sploh potekajo raziskave. »Strup običajno dobimo v posušeni obliki. Potem ga raztopimo v primernem topilu, ponavadi v pufru z dodatkom določenih stabilizatorjev in inhibitorjev proteinaz.« Se sliši zapleteno? Profesor mi razloži, da so v kačjem strupu številni encimi, ki lahko ob neustreznem hranjenju razgradijo komponente strupa, kar posledično zmanjša njegovo delovanje. »V strupu kač je zelo veliko proteinaz. To so encimi, ki razgrajujejo proteine. Če bi hranili strup pri sobni temperaturi, brez zaviralcev proteinaz, bi slednje razgradile proteinske komponente v strupu, med njimi tudi glavne toksične dejavnike. Zato moramo z vsakim vzorcem strupa ravnati zelo previdno,« poudari moj sogovornik in nadaljuje. »Strup potem analiziramo z različnimi metodami in ga razstavimo na posamezne sestavine. Te sestavine potem raziskujemo naprej: določamo njihove biološke lastnosti, način delovanja in zgradbo.«

KAJ NAREDITI, KO NAS PIČI MODRAS?
Hodimo po gozdu. Piči nas modras. Noga zateče. Kaj pa zdaj? »Najprej moramo rano temeljito očistiti in sterilizirati, saj z ugrizom ponavadi pride tudi do okužbe z bakterijami,« svetuje prof. Igor Križaj. »Dobro je, da se čim manj premikamo, saj s premikanjem pospešimo kroženje krvi po telesu, s tem pa povečamo učinek strupa.« Predvsem pa je pomembno, da čim prej poiščemo strokovno pomoč v najbližji bolnišnici. Tam nas zdravniki opazujejo, lajšajo simptome zastrupitve, po potrebi pa vbrizgajo tudi primeren protistrup.

STRUP MODRASA VPLIVA NA STRJEVANJE KRVI
Kačji strup ni homogena snov, ampak je zmes komponent z različnimi lastnostmi. Toksične komponente strupa lahko pri žrtvi poškodujejo različne organske sisteme.
»V modrasovem strupu so po naših analizah najbolj zastopane molekule, ki delujejo na krvožilni sistem, to je na žile in kri,« mi pove znanstvenik. Glavni učinek zastrupitve človeka z modrasovim strupom je zato bolj ali manj močna krvavitev. Profesor Križaj, ki se že 30 let ukvarja s kačjimi strupi, mi razloži, da sta v strupu modrasa dve komponenti, ki lahko porušita sistem za pravilno strjevanje krvi: hemoragični toksini in hemotoksini. »Hemoragični toksini (hemoragini) poškodujejo stene kapilar, zato pride do izlivanja krvi. Po drugi strani hemotoksini povzročijo, da se kri ne strjuje, kar še ojača krvavitev. Včasih lahko pride tudi do resnih notranjih krvavitev.«
Poleg krvožilnega sistema prizadenejo komponente iz modrasovega strupa tudi srce in mišice, nekatere pa vplivajo na živčevje. »Pri določenem odstotku ljudi, zastrupljenih z modrasovim strupom, je opazen tudi nevrotoksični učinek, ki sicer ni zelo dramatičen. Nevrotoksični simptomi se najbolj pogosto izrazijo tako, da človek ne more normalno dvigovati vek ali pa obračati očesnih zrkel. Strup namreč prepreči delovanje živcev, ki oživčujejo mišice vek in oči.«
Čeprav strupi živali večinoma delujejo škodljivo, so po drugi strani tudi koristni, saj jih lahko uporabimo tako pri zdravljenju ljudi kot v raziskovalne namene. »Toksini so lahko pomembna molekularna orodja za študij podobnih molekul pri ljudeh, ker imajo isti evolucijski izvor, ter molekul, na katere se toksin ob svojem delovanju veže (tarčne molekule).«

ALI KAČJI STRUP UBIJE TUDI KAČO?
»Ali bi kačji strup lahko škodoval tudi sami kači?« me na koncu še zanima. »Pri kačah se je med evolucijo vzpostavil varnostni sistem, ki žival ščiti pred lastnim strupom, če bi po nesreči prišlo do samozastrupitve, npr. zaradi poškodbe ob ugrizu,« mi pojasni profesor Križaj in doda, da se je podoben varnostni sistem razvil tudi pri živalih, ki se s kačami hranijo, kot sta jež in oposum.

- Kaj po vašem mnenju loči uspešnega znanstvenika od povprečnega?
Radovednost. Uspešen znanstvenik mora biti zelo radoveden, mora ostati otrok celo življenje. Pravega znanstvenika vedno zanima bistvo nekega pojava in se ne zadovolji, dokler ne pride stvari do dna.
- Imate številne izkušnje z delom v tujini. Kako pomembno je za znanstvenika delo v tujini?
Mislim, da je nujno potrebno, da gre znanstvenik v tujino. Sam sem del svojega doktorskega študija opravil na Imperial College v Londonu, podoktorski študij pa na Institutu Pasteur v Parizu. Tudi na drugih inštitucijah sem gostoval za krajši čas. To so zelo bogate izkušnje. Interakcije in delovanje v drugih kulturnih okoljih, spoznavanje drugačnih načinov dela, alternativnih pristopov in načinov razmišljanja so izjemno pomembne stvari za uspešen razvoj vsakega človeka, še zlasti vrhunskih ustvarjalcev.
Seveda je zelo zaželjeno, da se znanstvenik iz tujine vrne nazaj domov in prispeva k razvoju okolja, iz katerega izvira. V Sloveniji so za to na žalost zelo slabi pogoji. Elite, ki državo vodijo, se ne zavedajo, da so izobraženi in ambiciozni mladi ljudje največje narodno bogastvo.
- Ali imate kakšne hobije, ki niso povezani z biokemijo?
Zame je znanost hobi. Imam srečo in privilegij, da delam, kar mi je všeč. Ukvarjam pa se tudi z veliko drugimi stvarmi. Od malega se intenzivno ukvarjam s športom: smučanje, košarka, tek. Vsak dan se poskušam vsaj eno uro ukvarjati s športom, saj mi ta predstavlja sprostitev, hkrati pa lahko ob tem razmišljam tudi o znanstvenih problemih. Veliko tudi berem, všeč mi je zgodovina. Zanimajo me sociološke teme in psihologija. Znanje s teh področij mi pride prav pri vodenju programske skupine in odseka.
- Ali se pri svojem delu srečujete z vprašanjem o končnosti-neskončnosti? Ali boste kdaj odgovorili na vsa vprašanja, ki si jih boste zastavili? Bomo kdaj prišli do točke, ko bomo vedeli vse?
Ta vprašanja so se postavljala skozi celotno zgodovino človeštva. Jaz mislim, da ne bomo nikoli prišli do konca. Že zaradi človeške narave, narave znanstvenega razmišljanja, pri katerem vedno gledamo, kaj je za tem, kaj je po tem. Mislim, da si nikoli ne bomo odgovorili na vsa vprašanja, ker vsako vprašanje postavi deset novih. Mislim, da končnega odgovora ne bomo imeli nikoli, tudi zato ne, ker si zaradi neodgovornosti močno skrajšujemo rok trajanja svoje vrste.

KAKO POTEKA PRIPRAVA PROTISTRUPA?
Če nas piči strupena kača, še posebej če je iz tropskih predelov, nam zdravniki vbrizgajo protistrup. Postopek njegove izdelave mi je podrobno razložil profesor Igor Križaj. »Protistrup se pripravi s pomočjo živali, ki imajo velik volumen krvi, na primer konjev. Žival najprej zastrupijo z odmerkom strupa, ki ni smrten (subletalna doza). Tak odmerek živali ne prizadene preveč, sproži pa odziv njenega imunskega sistema, ki zaščiti žival tako, da začne izdelovati protitelesa (imunoglobuline), ki nevtralizirajo delovanje toksinov iz strupa. Odziv imunskega sistema se dodatno spodbudi z več ponovitvami v točno določenih časovnih intervalih. Ko je v krvi živali množina nastalih protiteles največja, se živali odvzame del krvi in iz nje izolira imunoglobuline, ki se jih nato pred klinično uporabo še obdela. Problem se pojavi, če imunski sistem pacienta premočno reagira na tuje, živalske proteine, ki sestavljajo protistrup. To se sicer zgodi zelo redko, predvsem pri ljudeh, ki so preobčutljivi. Takrat lahko pride do zapletov, tudi do življenjsko nevarnega anafilaktičnega šoka.«
Človek v takem primeru tako ne umre zaradi strupa samega, ampak zaradi protistrupa.

Katarina Šoln, Znanost in vera, Ognjišče (2017) 09, str. 102