为啥有毒动物自身不中毒？原来它们练成三大“防毒秘笈”

发表于 3年以前 | 总阅读数：906 次

资料图

一只毒箭蛙携带的毒液足以杀死10个成年人，有趣的是，这些青蛙并不是天生有毒，它们通过吞食昆虫和其他节肢动物，从而获得有毒的化学物质。

如果这种毒液非常致命，为什么毒箭蛙摄入体内却没有死亡呢？在很长一段时间里，毒箭蛙避免自体中毒的能力令科学家感到迷惑不解。

最新研究报告对毒箭蛙进行了分析，它们擅长使用蟾毒素，该毒素通过干扰钠离子进出细胞来发挥作用，而细胞吸收钠离子是身体最重要的生理功能之一。当大脑向身体发送信号时，是通过电流发送的，这些信号将大脑指令传递至身体各个部位，例如：告诉四肢如何运动，告诉肌肉产生收缩，心脏产生跳动等。这些电信号是由带正电荷的离子（例如钠离子）流入带负电荷的细胞而产生的，离子通过叫做离子通道的蛋白质门进出细胞，当这些离子通道被破坏时，电信号就无法在体内传递。

蟾毒素可使离子通道保持开放状态，导致带正电的离子自由流入细胞，如果无法关闭，整个身体系统就会丧失传输大脑电信号的能力。正常情况下，身体需要离子通道打开和关闭，从而产生运行大脑或者心脏肌肉的电力，如果通道保持开放，就没有心脏活动，就没有神经元活动或者收缩活动，基本上一位成年人摄入毒箭蛙体内的毒液，就会立即死亡。

那么，毒箭蛙和其他有毒动物是如何避免自身中毒的呢？有毒动物有三种防止自身中毒的策略，最常见的一种是基因突变，它们会轻微地改变毒素目标蛋白质（钠离子门）的形状，使毒素不再与自身蛋白质结合在一起，例如：染色丛蛙携带一种叫做地棘蛙素的毒素，该毒素能模仿一种有益信号化学物质——乙酰胆碱。依据2017年发表在《科学》杂志上的一项研究报告，染色丛蛙在它们的乙酰胆碱受体上进化出适应性，能轻微地改变这些受体的形状，使自己的身体可以抵御毒素。

防止自身中毒的第二个策略常用于有毒动物捕食过程，它们具有完全清除体内毒素的能力，该机制与避免自身中毒并不一定相同，这仅是动物避免被所吃食物中毒的另一种方式。

第三个策略被称为“毒素隔离”，有毒动物进化形成一种捕获和吸收毒素的系统，从而确保毒素不会对动物造成影响。实验中科学家复制了毒箭蛙钠离子通道，并用毒素处理它们，他惊讶地发现钠离子通道对毒素没有任何抵抗力，这些有毒动物应该被“毒死”，因为它的钠离子通道无法抵抗毒素的破坏作用，毒箭蛙体内毒素无法持续存在。基于这些研究结果，科学家猜测Phyllobates蛙很有可能采取“毒素隔离”策略，通过一种叫做“蛋白质海绵”的结构来避免自身中毒，它们的身体可能会产生一种蛋白质，能够吸收并捕获毒素，这意味着毒素从一开始就没有机会到达那些脆弱的蛋白质通道。

美国牛蛙也使用“毒素隔离”策略，它们会产生一种叫做Saxiphilin的蛋白质，它能够结合和阻止岩蛤毒素。目前，科学家对Saxiphilin颇感兴趣，现已展开研究计划作为一种潜在的解决方案，用于中和人类供水系统中有害藻花产生的毒素。