Badanie elektrofizjologiczne pokazuje, jak toksyna mrówek powoduje ogromny ból

Naukowcy z Uniwersytetu w Queensland odkryli działanie jadu mrówek, mierząc prąd elektryczny przepływający przez poszczególne kanały w komórkach, aby zrozumieć, w jaki sposób powoduje on ból.

Doktor Angelo Keramidas z Instytutu Biologii Molekularnej Uniwersytetu Kalifornijskiego kierował zespołem, który badał silne użądlenie mrówki zachodnioafrykańskiej (Tetramorium africanum) i odkrył, że toksyna zawarta w jadzie powoduje hiperstymulację kanałów sodowych w komórkach ofiary, co prowadzi do skrajnego bólu.

„To ukąszenie mrówki powoduje kakofonię objawów bólowych, nie tylko silny i długotrwały ból z zaczerwienieniem i stanem zapalnym w miejscu użądlenia, ale także nadmierne pocenie się i gęsią skórkę” – stwierdziła dr Keramidas.

„Zidentyfikowaliśmy charakterystykę tej toksyny za pomocą elektrofizjologii i farmakologii, korzystając ze sprzętu tak czułego, że może rejestrować prąd elektryczny przepływający przez pojedyncze kanały sodowe”.

Gatunek mrówek afrykańskich występuje wyłącznie w tropikalnych krajach Afryki Zachodniej i Środkowej — od Gwinei po Zair — i występuje tam z objawami bólowymi podobnymi do występujących u australijskiej mrówki zielonogłowej.

„Chcielibyśmy również dowiedzieć się, czy mechanizm ten występuje w jadzie innych mrówek, a także owadów, takich jak osy i pszczoły” – powiedział dr Keramidas.

„To badanie jest częścią większego projektu mającego na celu zrozumienie, w jaki sposób jad powoduje ból na poziomie molekularnym.

„Może nam pomóc w opracowaniu nowych sposobów leczenia ostrego i przewlekłego bólu”.

Zespół wykazał już wcześniej, że toksyny mrówek wiążą się z kanałami sodowymi – białkami osadzonymi w błonie komórkowej komórek nerwowych.

„Korzystając z elektrofizjologii, mogliśmy zobaczyć, że toksyna wiąże się z kanałem sodowym i przejmuje wbudowany mechanizm aktywacji tego kanału, powodując nadpobudliwość” – powiedział dr Keramidas.

„Nastąpił napływ jonów ujemnych przyciągniętych do kanału i odpychanie jonów dodatnich, co spowodowało wzmocnienie nadaktywności kanału sodowego – zjawisko, którego nigdy wcześniej nie widzieliśmy.

„Ta nadpobudliwość powoduje ciągłe wysyłanie sygnału bólu, co wyjaśnia dzikość użądlenia mrówki.

„Jad aktywuje wiele kanałów w błonie komórek nerwowych, które pozostają aktywne przez bardzo długi czas i nie można ich zresetować.

„Wierzymy, że nadmierna stymulacja ostatecznie powoduje drętwienie w miejscu użądlenia”.

Badania były opublikowany w Journal of Chemii Biologicznej.