TÍNH CHẤT VÀ TÁC DỤNG CỦA ĐỘC TỐ TỰ NHIÊN VÀ NỌC ĐỘC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA KHOA HỌC SINH HỌC

MƠN ĐỘC HỌC MƠI TRƯỜNG

CHƯƠNG 17. TÍNH CHẤT VÀ TÁC DỤNG CỦA ĐỘC TỐ TỰ
NHIÊN VÀ NỌC ĐỘC

GVHD: TS. Nguyễn Ngọc Hà

Người thực hiện:
Huỳnh Thị Trúc Quân
Lớp CNSH khóa 2020
SĐT: 0855351231
Email:

TP.HCM, 2021


MỤC LỤC

MỤC LỤC........................................................................................................................... i
17.1. CHẤT ĐỘC, ĐỘC TỐ, VÀ NỌC ĐỘC....................................................................1
17.2. CÁC VAI TRÒ TỰ NHIÊN CỦA ĐỘC TỐ VÀ NỌC ĐỘC.....................................1
17.3. CÁC VỊ TRÍ CHỦ YẾU VÀ CƠ CHẾ TÁC ĐỘNG CỦA ĐỘC TỐ.........................2
17.3.1. Ảnh hưởng đến hệ thần kinh...............................................................................2
17.3.2. Ảnh hưởng đến tim mạch....................................................................................4
17.3.3. Ảnh hưởng đến gan và thận................................................................................4
17.3.4. Cytotoxin............................................................................................................4
17.3.5. Ảnh hưởng đến các phân tử truyền tín hiệu thứ hai.............................................5
17.3.6. Độc tố gây viêm và gây ung thư..........................................................................5

17.4. ĐỘC TỐ TRONG CÁC TỔ CHỨC ĐƠN BÀO........................................................5
17.4.1. Độc tố vi khuẩn...................................................................................................5
17.4.2. Độc tố liên quan đến bệnh kiết lỵ Amebic..........................................................5
17.4.3. Độc tố của tảo roi................................................................................................6
17.5. ĐỘC TÍNH CỦA THỰC VẬT BẬC CAO................................................................6
17.5.1. Nấm....................................................................................................................6
17.5.2. Thực vật có hoa...................................................................................................6
17.6.3. Thực vật gây viêm da khi tiếp xúc......................................................................8
17.7. ĐỘC TỐ VÀ NỌC ĐỘC CỦA ĐỘNG VẬT.............................................................8
17.7.1. Độc tố và nọc độc của bò sát và lưỡng cư...........................................................8
17.7.2. Độc tố và nọc độc của cá.....................................................................................9
1


17.7.3. Độc tố và nọc độc của động vật chân đốt..........................................................10
17.7.4. Độc tố và nọc độc của nhuyễn thể.....................................................................11
17.7.5. Độc tố và nọc độc của ruột khoang...................................................................12
17.7.5. Động vật biển không xương sống mang độc khác.............................................12
17.8. ĐIỀU TRỊ ĐỘC TỐ VÀ NỌC ĐỘC........................................................................13
17.8.1. Các quy trình sơ cứu khi nuốt phải chất độc.....................................................13
17.8.2. Các liệu pháp miễn dịch....................................................................................13
17.8.3. Sử dụng chất độc để làm thuốc.........................................................................13

2


17.1. CHẤT ĐỘC, ĐỘC TỐ, VÀ NỌC ĐỘC
Chất độc (poison) là những chất vơ cơ hay hữu cơ có nguồn gốc thiên nhiên hay
tổng hợp, khi nhiễm vào cơ thể đạt đến nồng độ nhất định có thể gây độc cho cơ thể sống
(vi dụ độc trên da ếch).

Độc tố (toxin) được dùng để chỉ các chất độc được sản sinh (có nguồn gốc) từ các
q trình sinh học của cơ thể và được gọi là độc tố sinh học (biotoxin).
Nọc độc (venoms) là chất tiết có chứa hỗn hợp các chất có hoạt tính sinh học, bao
gồm các protein và peptit - với một tỷ lệ nhỏ bao gồm axit amin, muối và chất dẫn truyền
thần kinh ( ví dụ nọc độc rắn).
17.2. CÁC VAI TRÒ TỰ NHIÊN CỦA ĐỘC TỐ VÀ NỌC ĐỘC
Các chất độc mạnh nhất thường là protein. Sự sinh tổng hợp độc tố protein không
cần cơ chất hoặc chất xúc tác, chỉ cần một khuôn mRNA xác định trình tự axit amin của
độc tố. Các chất độc tương tự về mặt hóa học được tạo ra bởi các sinh vật không liên quan
về mặt phân loại tương đối phổ biến. Một số động vật da gai (sao biển và hải sâm) tổng
hợp glycoside sterol, có tính chất hóa học và dược lý rất giống với saponin tìm thấy trong
thực vật.
Sinh vật dự trữ chất độc trong các cơ quan chuyên biệt (không bào thực vật, tuyến
nọc độc động vật) vì: (1) sinh vật có thể tiếp xúc với chất độc của chính nó, các mơ khác
của sinh vật có thể được bảo vệ khỏi sự tiếp xúc với chất độc.(2) chất độc được dự trữ ở
dạng đậm đặc. (3) nọc độc phải được kết nối với một hệ thống vận động, cảm nhận sự
hiện diện của con mồi để được phóng ra lúc cần thiết.
Động vật và thực vật sử dụng độc tố để bắt mồi hoặc bảo vệ chống lại kẻ thù. Chức
năng độc tố ở vi sinh vật khơng rõ ràng, ví dụ hiện tượng thủy triều đỏ khi mật độ tảo cao
dẫn đến độc tố trong nước biển gây ra cá chết hàng loạt. Có ý kiến cho rằng những chất
độc này đóng vai trị là chất điều hịa sự phát triển hoặc chuyển hóa của tế bào và hiếm
khi hoạt động như một chất độc.

1


17.3. CÁC VỊ TRÍ CHỦ YẾU VÀ CƠ CHẾ TÁC ĐỘNG CỦA ĐỘC TỐ
17.3.1. Ảnh hưởng đến hệ thần kinh
Vì hệ thống thần kinh hoạt động như một mạng lưới giao tiếp tổng thể chi phối
hoạt động của tất cả các tế bào, mô và cơ quan của cơ thể, vì thế nó là mục tiêu chính của

các chất độc, nhằm mục đích thay đổi nhanh chóng hoạt động của sinh vật đích. Ban đầu,
đi gai (dendrites) phát ra từ sợi trục của tế bào thần kinh đáp ứng với các chất dẫn
truyền thần kinh được giải phóng từ các tế bào thần kinh lân cận bằng cách tạo ra một
điện thế khớp nối khử cực; tạo ra một điện thế hoạt động, sau đó di chuyển đến phần cuối
của sợi trục, nơi chất dẫn truyền thần kinh lại được giải phóng để kích hoạt hoặc ức chế
một số tế bào tác động (Hình 17.1).

Hình 17.1. Các vị trí phổ biến của tác động chất độc thần kinh tại điểm nối thần kinh
cơ của động vật có vú.
Độc tố có thể ảnh hưởng đến (A) điện thế hoạt động thần kinh, (B) giải phóng chất dẫn
truyền thần kinh từ đầu cuối thần kinh, (C) phản ứng khử cực màng của các thụ thể dẫn
truyền thần kinh đối với chất dẫn truyền thần kinh, (D) điện thế hoạt động của cơ và (E)
khớp nối của màng cơ khử cực với sự giải phóng canxi từ lưới cơ chất, qua trung gian của
sự xâm nhập ngang của màng tế bào (ống T).
Cấu tạo của thần kinh có sợi trục dẫn xung động và sợi nhánh để nhận các xung
động từ sợi trục thần kinh và truyền đến các sợi nhánh do một chất trung gian hoá học đặc
2


biệt là Acetylcholin. Nó tác động lên độ thấm ion của màng tế bào, làm thay đổi điện thế
của màng. Phần tích điện dương (+) của phân tử Acetylcholin bị hút trong tâm tích điện
âm (-) của bộ phận thụ cảm của nơron sau gây nên sự thay đổi điện thế của màng tế bào
thần kinh thụ cảm và sinh ra một xung tác mới. Khi chỉ có một xung tác thần kinh thì
lượng Acetylcholin tiết ra khoảng 1-2 mg. Acetylcholin là chất trung gian hoá học tại các
xinap thần kinh trước hạch của hệ thần kinh thực vật (giao cảm và phó giao cảm), ở các
cúc tận cùng của các dây thần kinh vận động chi phối các cơ vân, ở các điểm nối tế bào
thần kinh trong não. Có hai loại receptor chịu tác động của acetylcholin, đó là thụ thể
muscarinic và thụ thể nicotinic. Acetylcholin được tạo từ Acetyl CoA ở các nhánh tận của
dây thần kinh (tiền xinap) và cholin từ dịch ngoại bào. Sau khi tác động lên các receptor
đặc hiệu ở màng tế bào hậu xinap, Acetylcholin sẽ bị thuỷ phân bởi men acetyl

cholinesterse (AChE). Nếu tốc độ phân huỷ chậm sẽ gây sự ứ đọng Acetylcholin dẫn đến
gây độc và phá huỷ nghiêm trọng hệ thần kinh, có thể chết.

Hình 17.2. Hình ảnh phân tử của thụ thể nicotinic acetylcholine được tìm thấy trong
màng cơ xương.
Thụ thể là một pentamer bao gồm bốn tiểu đơn vị polypeptide khác nhau; cả hai tiểu đơn
vị α cần ACh để mở kênh ion ở trung tâm. Ba vị trí tiềm năng liên kết của độc tố lên thụ
thể nicotinic là: phân tử circular (A), vị trí nhận biết chất dẫn truyền thần kinh
(acetylcholine); phân tử triangular (B), rìa của protein thụ thể, can thiệp vào sự tương tác
của nó với lớp lipid kép; phân tử square (C), độc tố xâm nhập và trực tiếp chặn kênh ion
liên kết thuận nghịch với cùng một vị trí mà khơng cần kích hoạt antagonists. Bên cạnh vị
trí nhận biết ACh, cịn có những vị trí khác trên phức hợp protein mà tại đó chất độc có
3


thể hoạt động. Ví dụ, nhiều độc tố alkaloid nhỏ có thể xâm nhập vào kênh ion và cắm nó
một cách vật lý. Các chất độc khác có thể liên kết tại mặt phân cách giữa các tiểu đơn vị
polypeptit và lớp lipid kép liền kề.
Có một số độc tố cực mạnh kích hoạt hoặc ức chế các kênh truyền ion canxi này.
Kênh ion là mục tiêu của một số độc tố tự nhiên, độc tố này thường hoạt động ở nồng độ
thấp hơn nhiều so với các loại thuốc tác động trên cùng một vị trí.
17.3.2. Ảnh hưởng đến tim mạch
Hệ thống tim mạch dễ bị tổn thương bởi nhiều chất độc tự nhiên tác động lên các
kênh ion trong cơ tim hoặc cơ trơn. Sự xâm nhập của chúng vào hệ tuần hoàn mạnh lên
đáng kể nếu chúng lan vào các mô xung quanh vết cắn; nhờ enzyme hyaluronidase, giúp
phá vỡ axit hyaluronic trong mô liên kết. Một số nọc độc cũng chứa các protein gây xuất
huyết, chống đơng máu và tan máu, có thể gây mất nhiều thể tích máu, phù nề mơ và tiêu
tế bào.
17.3.3. Ảnh hưởng đến gan và thận
Hệ thống tĩnh mạch cửa gan đầu tiên đưa các chất được hấp thụ từ đường tiêu hóa

đến gan. Cơ quan này chứa nhiều enzym dị hóa và do đó có khả năng chuyển hóa bất kỳ
loại hợp chất ngoại sinh nào, thường là ở dạng ít hoạt động hơn hoặc độc hại hơn. Tuy
nhiên, các chất chuyển hóa thậm chí có thể độc hơn các tiền chất phân tử của chúng
Thận tương đối dễ bị ảnh hưởng bởi một số chất độc, đặc biệt là những chất độc đi
vào ống thận bằng cách lọc ở cầu thận nhưng không được tái hấp thu dễ dàng. Điều này
khiến chúng tập trung trong nephron và nước tiểu, tăng cường khả năng phá hủy tế bào
thận.
17.3.4. Cytotoxin
Nhóm chất độc phổ biến nhất. Cytotoxin thường ảnh hưởng đến các quá trình sống
như tổng hợp protein, sao chép DNA, tổng hợp RNA, q trình phosphoryl hóa oxy hóa
(chuyển hóa) hoặc cân bằng điện giải tế bào.
Cytolysin làm sự mất cân bằng thẩm thấu, gây sưng tấy tế bào và sau đó là ly giải
tế bào. Các cytolysin mạnh nhất tạo ra các lỗ lớn trên màng tế bào cho phép nhiều protein
4


cũng như các chất có trọng lượng phân tử thấp thốt ra ngồi. Những chất khác hoạt động
giống như chất tẩy rửa, phá vỡ tổ chức lớp lipid kép của màng tế bào.
17.3.5. Ảnh hưởng đến các phân tử truyền tín hiệu thứ hai
Hầu hết các phản ứng truyền tín hiệu qua trung gian thụ thể được kết hợp gián tiếp
với một tác nhân hiệu ứng, như kênh ion, phân tử truyền tín hiệu,... Một số chất độc đã
được phát hiện là có thể làm thay đổi đặc biệt hệ thống tạo ra cAMP. Một số hoạt động
gián tiếp bằng cách ảnh hưởng đến các protein liên kết nucleotide guanosine (cái gọi là
G), điều chỉnh adenylate cyclase.
17.3.6. Độc tố gây viêm và gây ung thư
Nhiều sinh vật ít vận động như thực vật và một số động vật biển tổng hợp các chất
gây viêm. Những chất này có thể tương tự với chất trung gian hóa học nội sinh, chẳng hạn
như histamine, prostaglandin hoặc phospholipid, hoặc có thể giải phóng chất trung gian
nội sinh khỏi basophils và các tế bào khác làm trung gian cho các quá trình viêm.
17.4. ĐỘC TỐ TRONG CÁC TỔ CHỨC ĐƠN BÀO

17.4.1. Độc tố vi khuẩn
Vi khuẩn có mặt ở khắp nơi trên trái đất. Tuy nhiên, có một số lồi phân bố cục bộ
như vi khuẩn biển Vibrio vulnificus-gây nhiễm trùng đe dọa tính mạng ở những người ăn
động vật có vỏ hoặc bơi ở biển bị trầy xước da dễ bị nhiễm trùng. Trong một nghiên cứu
gần đây, nhiều bệnh nhân có mơ bị thương phát triển thành hoại tử hoặc bệnh gan; khoảng
20% đã chết.
17.4.2. Độc tố liên quan đến bệnh kiết lỵ Amebic
Nhiễm amip nước ngọt, Entamoebae histolytica, có thể gây viêm màng não nguy
hiểm đến tính mạng, hoặc viêm ruột kết và áp xe ruột. Tổn thương mô chỉ xảy ra trực tiếp
tiếp xúc vật lý của sinh vật nguyên sinh với tế bào đích của nó. Sau đó, hình thành một
peptide gọi là amobapore - gây sưng và ly giải tế bào đích.

5


17.4.3. Độc tố của tảo roi
Một số loài tảo biển độc hại, trong một số trường hợp số lượng tảo tăng mạnh gây
ra hiện tượng tảo độc nở hoa. “Thủy triều đỏ” - nước chứa số lượng lớn tảo có màu đỏ, có
thể gây ra cái chết hàng loạt cho cá và các động vật biển khác.
17.5. ĐỘC TÍNH CỦA THỰC VẬT BẬC CAO
17.5.1. Nấm
Ít hơn 1% các lồi nấm độc đối với con người. Nấm thuộc chi Amanita nguy hiểm
nhất. Chúng chứa hai độc tố peptit mạch vòng được gọi là amatoxin và phallotoxin. Hai
peptit này ổn định ở nhiệt độ cao, vì vậy chúng tồn tại trong quá trình nấu nướng. Tiêu thụ
một cây nấm Amanita phalloides có thể gây chết người. Chúng đặc biệt độc với gan vì có
khả năng được hấp thụ qua cơ chế vận chuyển axit mật. Khi chúng xâm nhập vào tế bào
nhu mơ gan, chúng sẽ ức chế enzym phiên mã chính RNA polymerase trong nhân, do đó
làm tắt khả năng thay thế các protein của tế bào, tế bào liên tục bị phá vỡ dẫn đến hoại tử
gan và tử vong.
17.5.2. Thực vật có hoa

Cardiac Glycoside và Saponin
BẢNG 17.1. Một số thực vật có hoa phổ biến, độc tố Alkaloid hoặc peptit của chúng
và các triệu chứng chính liên quan đến việc nuốt phải của chúng.
Độc tố
Solanine

Loại hợp
chất
Saponin

Oleandrin

Cardiac
glycoside

Grayanotoxi
n

Diterpene

Coniine

Piperidine

Lupinine

Quinolizidin
e

Thực vật

Khoai tây

Các triệu chứng

Nhức đầu, sốt, đau bụng, nôn mửa
xuất huyết, tiêu chảy
Cây trúc đào
Nhức đầu, buồn nôn, nôn mửa,tiêu
(tất cả các bộ
chảy, nhịp tim chậm, không đều
phận)
mạch, hôn mê, suy hô hấp
Rhododendron, Tiết nước bọt, nôn mửa, hạ huyết áp,
Azalea (tất cả
co giật, suy nhược
các bộ phận)
Poison
Run, yếu vận động, nôn mửa, tiêu
hemlock (tất cả chảy, giãn đồng tử, nhịp tim chậm,
các bộ phận)
hôn mê
Lupin (tất cả
Nôn mửa, tiết nước bọt, buồn nơn,
các bộ phận,
chóng mặt, nhức đầu, đau bụng
6


Cicutoxin

Complex
alcohol

Ricin

Peptide

Viscotoxin

Peptide

đặc biệt là hạt)
Water
hemlock(tất cả
các bộ phận,
đặc biệt rễ)
Đậu thầu dầu
(hạt nhai)

Run, giãn đồng tử, co giật, ức chế hô
hấp

Đau trong miệng; khởi phát chậm:
đau bụng, nôn mửa, tiêu chảy nặng,
tán huyết, suy thận
Tầm gửi (tất cả Nôn mửa, tiêu chảy, hạ huyết áp,
các bộ phận,
nhịp tim chậm
đặc biệt là quả
mọng)

Độc tố alkaloid
Phổ biến nhất là nicotin, chất kích thích các thụ thể cholinergic. Nicotin dạng cơ
bản nhanh chóng khuếch tán qua da, chất này khá. Một hợp chất dị hợp vịng khác là
coniine, một alkaloid chính trong lọ thuốc độc hemlock. Một chất độc alkaloid là
tubocurarine hoạt động như một chất đối kháng cạnh tranh của ACh và nicotine tại điểm
nối thần kinh cơ của cơ xương.
Thực vật có hoa chứa độc tố peptit và độc tố protein
Một số loại thực vật chứa độc tố protein có thể gây chết người khi uống hoặc tiêm
qua đường miệng. Hạt mân cơi có màu đỏ chứa một protein 70 kD được gọi là abrin, là
một chất ức chế tổng hợp protein của ribosom. Hạt thầu dầu chứa ricin, một loại protein
tương đồng có cùng cơ chế hoạt động và khả năng gây chết người. Những chất độc này
giống như độc tố bạch hầu, được cấu tạo bởi hai chuỗi polypeptide: chuỗi A là chất ức chế
tích cực tổng hợp protein, trong khi chuỗi B cần thiết để liên kết với màng tế bào và kích
thích nội độc tố. Các triệu chứng ngộ độc bởi hai chất độc này biểu hiện khá chậm trong
24 giờ đầu tiên sau khi ăn phải, nhưng nếu nạn nhân ăn phải một vài hạt, họ có thể bị đau
nhiều trong vài ngày và sau đó chết (Bảng 17.1) . Các chất độc nằm trong hố hạt xơ; nếu
nó khơng bị phá vỡ bằng cách nhai, độc tố có thể khơng phát tán nhiều.
17.6.3. Thực vật gây viêm da khi tiếp xúc
Nhiều loại thực vật và động vật có khả năng gây phản ứng viêm. Các hợp chất tự
nhiên khác gây ra phản ứng quá mẫn chậm gọi là viêm da tiếp xúc. Trường hợp được biết
7


đến nhiều nhất là độc cây thường xuân, cây sồi độc, hoặc cây sơn độc. Khi tiếp xúc với
những thực vật này chúng tiết ra hợp chất là urushiols là hợp chất 4-alkyl-substituted
dihydroxyphenyl (catechols), chất này ít gây viêm trong lần tiếp xúc đầu tiên, nhưng sau
đó gây ra phản ứng miễn dịch chậm. Cơ chế liên quan đến quá trình oxy hóa ban đầu
thành quinone, sau đó phản ứng với các protein của da và trở thành một chất sinh miễn
dịch. Các tế bào Langerhans của da được kích thích di chuyển đến tuyến ức, nơi chúng

kích thích sản xuất các tế bào lympho tuyến ức có khả năng đáp ứng với urushiol. Sau đó,
các tế bào lympho của tuyến ức này di chuyển đến da và tham gia vào phản ứng viêm khi
tiếp xúc với các hợp chất urushiol.
17.7. ĐỘC TỐ VÀ NỌC ĐỘC CỦA ĐỘNG VẬT
17.7.1. Độc tố và nọc độc của bị sát và lưỡng cư
Có bốn họ rắn độc. Nọc độc giống loài rắn lục (họ Crotalidae) và loài rắn lục sừng
(họ Viperida). Rắn hổ mang (Elapidae) và rắn biển (Hydrophiidae) có chung các đặc tính
sinh hóa và dược lý.
Nọc rắn có tác dụng cục bộ lớn trên các vết cắn và hệ tim mạch. Sự sưng tấy mô
(phù nề) là kết quả của các độc tố xuất huyết protein, tấn công vào nội mô mao mạch, làm
cho tế bào máu cũng như protein huyết tương bị rò rỉ. Proteinmyotoxin gây ra sự dự trữ
canxi nội bào trong cơ xương, có thể gây hoại tử cơ. Các enzym hyaluronidase và
collagenase phá vỡ mô liên kết, làm nọc độc lây lan ra.
Nọc độc của rắn đuôi chuông Brazil, Crotalus durissus terrificus, sở hữu một chất
độc thần kinh mạnh gọi là crotoxin, làm tê liệt các đầu dây thần kinh ngoại vi, gây mất
khả năng dẫn truyền thần kinh cơ và tê liệt. Nọc độc rắn hổ mang hoặc rắn biển gây
ngừng hô hấp trước khi xuất hiện tổn thương mô cục bộ hoặc hệ thống tim mạch rõ ràng.
Chất độc thần kinh chủ yếu xuất hiện ở các loài elapid và hydrophiid là chất độc thần kinh
alpha (α- neurotoxin). Đây là một polypeptit gồm 65–80 gốc axit amin được liên kết chéo
với bốn hoặc năm liên kết disulfua. Chất độc hoạt động như một chất đối kháng cạnh
tranh của chất dẫn truyền thần kinh acetylcholine (ACh) tại điểm nối thần kinh cơ xương,
chất độc thần kinh alpha liên kết rất chặt chẽ vì kích thước phân tử lớn của nó cho phép
8


nhiều điểm tiếp xúc với thụ thể nicotinic. Mặc khác lồi rắn này cịn tạo ra một loại độc tố
protein lớn hơn gọi là beta-bungarotoxin ức chế sự giải phóng ACh từ đầu cuối thần kinh
vận động, hai chất độc này khi hợp tác với nhau có thể làm giảm sự dẫn truyền thần kinh
cơ xuống bằng không. Bên cạnh các peptit gây độc thần kinh alpha sau synap, các loại
nọc độc thường chứa phospholipase A và một peptit được gọi là cardiotoxin, là một

cytolysin có xu hướng tấn cơng các tế bào cơ tim. Cardiotoxin phá vỡ cấu trúc hai lớp của
lipid màng, và do đó làm cho các lipid này trở thành chất nền dễ tiếp cận hơn cho
phospholipase A.
Hầu hết các lồi lưỡng cư có độc tố trên da như một số chất bảo vệ hóa học chống
lại những kẻ săn mồi, nhưng chỉ một số loài gây nguy hiểm cho con người. Một số loài
ếch Nam Mỹ nhiệt đới có màu sắc rực rỡ sở hữu độc tố cực mạnh, chạm vào chúng có thể
chống. Cóc của chi Bufo có nọc độc rất mạnh ở da và tuyến mang tai sau mắt. Các thành
phần độc hại chính là Cardiac glycoside được gọi là bufotoxin, nhưng cũng có các amin
sinh học, bao gồm epinephrine và bufotenin, một dạng methyl hóa của chất dẫn truyền
thần kinh serotonin.
17.7.2. Độc tố và nọc độc của cá
Các lồi cá có nọc độc chiếm tỉ lệ nhỏ, nọc độc được sử dụng để phịng thủ để
ngăn chặn những kẻ săn mồi. Có lẽ những lồi cá có nọc độc thường gặp nhất là cá da
trơn và cá đuối. Cá đuối có gai lưng gần gốc đuôi; giống như nọc độc của cá da trơn, nọc
độc của cá gai và cá đuối có thể chứa một số độc tố protein khiến cơ trơn co lại và gây
viêm. Độc tố của cá đuối gần đây đã được phân lập và được chứng minh là một loại
protein lớn giúp tăng cường giải phóng chất dẫn truyền thần kinh từ các đầu cuối thần
kinh. Mặc dù những vết này khá khó chịu nhưng chúng hiếm khi đe dọa đến tính mạng và
thường có thể được điều trị bằng thuốc chống viêm như thuốc kháng histamine và
corticosteroid.
Tetrodotoxin là một trong những độc tố cá mạnh nhất. Chúng có trong cá nóc.
Những người say trong khi ăn cá nóc thường sẽ có cảm giác ngứa ran và tê ở vùng miệng

9


trong vòng một giờ sau khi ăn, xuất hiện hiện hiện tượng yếu cơ và có thể bị liệt hồn
tồn.
Một số độc tố khác như ciguatoxin-chất kích hoạt các kênh natri được tạo điện áp
trong các tế bào thần kinh và cơ. Nó gây ra nhiều triệu chứng như mất tập trung, ngứa ran

và tê môi, yếu tay và/hoặc chân, ngứa, đau khớp và các triệu chứng tiêu hóa như tiêu chảy
17.7.3. Độc tố và nọc độc của động vật chân đốt
Nhóm động vật này bao gồm các lồi động vật khác nhau như bọ cạp, nhện và côn
trùng. Nhiều loài động vật chân đốt sử dụng các chất hoạt tính thần kinh làm chất xua
đuổi, chất báo động hoặc chất độc. Cơn trùng là nhóm lớn nhất về đa dạng sinh học, chỉ
có một tỷ lệ nhỏ các lồi có độc tố, hầu hết các lồi bọ cạp và nhện thường sử dụng chất
tiết nọc độc để bắt con mồi và ngăn chặn động vật ăn thịt.
Nọc độc của bọ cạp là phần lớn là chất độc peptide. Bọ cạp nhanh chóng cố định
con mồi của chúng bằng cách tiêm một hỗn hợp phức tạp gồm các peptit hoạt động trên
các kênh natri và kali, sau đó tạo ra điện thế hoạt động. Có hai loại (alpha và beta) chất
độc liên kết tại các vị trí 3 và 4 trên bề mặt bên ngoài của kênh natri. Cả hai đều tăng
cường khả năng kích thích điện thế bằng cách giữ kênh natri mở, ngay cả khi điện thế của
màng gần giống như ở trạng thái nghỉ (âm khoảng 60–90 mV trên bề mặt bên trong của
màng).
Các độc tố alpha của bọ cạp làm bất hoạt một quá trình theo đó kênh natri mở sẽ
tắt khi có sự khử cực màng. Điện thế hoạt động cực ngắn (khoảng một mili giây) được
biến thành một tín hiệu dài bất thường có thể vài trăm mili giây. Gây ra sự giải phóng lớn
các chất dẫn truyền thần kinh tại các đầu dây thần kinh ngoại vi trên xương và cơ. Hậu
quả gây ra tình trạng dễ bị kích động, co giật, tê liệt và đôi khi tử vong. Các chất độc beta
của bọ cạp theo một cơ chế khác cũng gây hưng phấn hệ thần kinh ngoại vi bằng cách
kích thích các dây thần kinh và cơ tạo ra liên tiếp các điện thế hoạt động để đáp ứng với
từng kích thích khử cực. Các chất độc beta làm giảm tốc độ kênh natri đã mở trở lại trạng
thái nghỉ. Bọ cạp thế giới cũ thường chỉ chứa độc tố kênh natri loại alpha, trong khi các
loài ở thế giới mới thường chứa cả hai chất độc thần kinh alpha và beta.
10


Nhện góa phụ đen ( Latrodectus sp.) chủ yếu gây độc thần kinh do chúng chứa một
loại độc tố protein mạnh gọi là alpha-latrotoxin. Loại protein này giúp tăng cường giải
phóng chất dẫn truyền thần kinh từ các đầu cuối thần kinh, và thậm chí có thể gây suy

giảm túi tiết ở đầu cuối thần kinh. Nạn nhân đồng bị co thắt cơ xương và kích thích tự chủ
(gây đổ mồ hôi, tiết nước bọt, buồn nôn và tăng huyết áp). Nọc độc của nhện nâu ẩn dật
( Loxoceles sp.) chứa một loại enzyme, sphingomyelinase, gây tổn thương mô. Mặc dù
nọc độc này ít nguy hiểm hơn nọc độc góa phụ đen, nhưng nó có thể gây hoại tử mơ đáng
kể tại vị trí vết cắn.
Nọc độc ong là một hỗn hợp cực kỳ phong phú của các enzym và độc tố. Enzyme
quan trọng là phospholipase A, hoạt động cùng với chất tẩy peptit được gọi là mellitin để
phá vỡ các phospholipid trong màng sinh chất, do đó giải phóng các axit béo prolytic và
lysolecithin. Nọc độc của ong cũng chứa enzym hyaluronidase, có tác dụng phá vỡ mơ
liên kết và do đó tạo điều kiện cho nọc độc lan truyền từ vị trí bị chích. Nọc độc của ong
cũng chứa hai chất độc peptide, apamin và peptide phân giải tế bào mast, nhằm ngăn chặn
các kênh điện thế hoạt hóa canxi và kali.
Kiến lửa ( Solenopsis) chứa các nọc độc alkaloid piperidine, có tác dụng ngăn chặn
kênh ion thụ thể nicotinic. Các thành phần protein được cho là ít nhất một phần gây ra
cảm giác đau đớn liên quan đến vết đốt. Có thể xuất hiện mụn mủ khó chịu và một số mô
nhỏ hoại tử tại vết đốt, kéo dài thời gian khó chịu đến vài ngày. Vai trò của các ancaloit
(được gọi là solenopsins) Tác động của phản ứng viêm liên quan đến vết đốt của kiến lửa
khơng hồn tồn rõ ràng, nhưng solenopsin được biết là nguyên nhân giải phóng
histamine từ basophils.
17.7.4. Độc tố và nọc độc của nhuyễn thể
Bạch tuộc ăn thịt con mồi bằng việc tiết nước bọt. Trong khi tất cả các loại nọc độc
của bạch tuộc khác đều chứa độc tố protein khơng gây nguy hiểm cho con người, lồi
bạch tuộc vịng xanh tiết ra tetrodotoxin, loại độc tố tương tự mà cá nóc.
Động vật có vỏ sử dụng bộ xương ngồi nhằm chống lại kẻ thủ nhưng cũng làm
chúng hạn chế du chuyển. Một nhóm động vật chân bụng gọi là “ Cones” mang nọc độc
11


có khả năng làm tê liệt con mồi. Nộc đọc này ở dạng peptide hoặc protein với hỗn hợp
các chất điều khiển kênh iom gồm đối kháng thụ thể nicotinic (α-conotoxins), thuốc đóng

kênh natri (µ-conotoxin), thuốc đóng kênh canxi (ω-conotoxin) và thuốc đóng kênh
glutamate (conantokin)
17.7.5. Độc tố và nọc độc của ruột khoang
Loài ruột khoang lớn và ghê gớm nhất có khả năng thải nọc độc ra bên ngồi da
nạn nhân, được tìm thấy trong các lớp Scyphozoa (sứa) và Hydrozoa. Tất cả (10.000) lồi
thuộc họ này đều có khả năng gây độc. Lồi sứa, Chironex fleckeri nguy có khả năng làm
chết người chỉ trong vài giây. Hầu hết các lồi sứa khác cũng có thể gây ra những vết đốt
rất khó chịu, nhưng chúng hiếm khi đe dọa đến tính mạng.
Một trong những chất độc biển mạnh nhất, palytoxin, được tìm thấy trong
zoanthids, (lồi hải quỳ nhỏ thuộc địa được tìm thấy ở các rạn san hơ nhiệt đới). Chất độc
này, hoạt động bằng cách chuyển hóa natri-potassiumpump thành một kênh ion, được
tổng hợp bởi một loại vi khuẩn trong zoanthid. Hải quỳ sở hữu nhiều loại độc tố peptide
và protein ảnh hưởng đến các kênh ion trong các tế bào kích thích điện theo cách tương tự
như bọ cạp. Trên thực tế, độc tố của hải quỳ liên kết với cùng một vị trí trên các kênh
natri như ở độc tố alpha của bọ cạp, và làm chậm q trình khử hoạt tính natri. Một số
lồi hải quỳ cũng chứa độc tố peptit nhỏ hơn có tác dụng ngăn một số kênh kali nhất định.
Hầu hết các loài hải quỳ cũng chứa các protein có tác dụng phân giải tế bào mạnh được
gọi là actinoporins, giúp thấm qua màng tế bào và cuối cùng là nguyên nhân gây chết tế
bào.
17.7.5. Động vật biển không xương sống mang độc khác
Một số lồi nhím biển (chủ yếu ở Thái Bình Dương) có gai độc hoặc các cơ quan
có nọc độc giống như hoa được gọi là pedicellaria có tác dụng bảo vệ bề mặt của nhím
biển khỏi kẻ săn mồi hoặc sinh vật bám vào.
Một số loài giun biển khá độc. Chúng bao gồm một số loài giun phân đoạn, thuộc
ngành Annelida. Độc tố của một loài xuất hiện ở vùng biển Nhật Bản, nereistoxin, đã trở
thành một loại thuốc trừ sâu hữu ích trong nơng nghiệp vì nó ngăn chặn các thụ thể
12


nicotinic cholinergic. Giun lơng thường được tìm thấy ở các rạn san hơ gây ra một vết đốt

khá khó chịu, có thể là do tiết ra các chất gây viêm cùng với sự kích ứng khó chịu do các
lơng mịn bám trên da. Một loài giun đốt khác, được sử dụng làm mồi câu cá ở khu vực
New England, là sâu máu Glycera dibranchiata. Những chiếc "nanh" vịi của lồi giun khá
lớn này tiêm một loại độc tố protein kích thích giải phóng chất dẫn truyền thần kinh từ
các đầu dây thần kinh và cũng thường gây hoại tử một số mô.
17.8. ĐIỀU TRỊ ĐỘC TỐ VÀ NỌC ĐỘC
17.8.1. Các quy trình sơ cứu khi nuốt phải chất độc
(1) Loại bỏ nguồn chất độc hoặc nạn nhân khỏi nguồn chất độc. (2) Loại bỏ và hạn
chế sự hấp thụ của chất độc (ví dụ: giữ khơng khí trong lành, rửa sạch, gây nôn, rửa ruột,
hạn chế tiếp xúc). (3) Liệu pháp hỗ trợ (ví dụ: thơng khí, xoa bóp tim ngoài, rửa nước
muối / oxy, thuốc)
17.8.2. Các liệu pháp miễn dịch
Huyết thanh kháng nọc rắn (antivenins) là huyết thanh chứa các globulin kháng
độc tố có khả năng trung hịa đặc hiệu một hoặc một số loại nọc rắn, được sản xuất từ
huyết thanh động vật (cừu hoặc ngựa) khỏe mạnh đã được miễn dịch với loại nọc rắn đó
(huyết thanh kháng nọc rắn đơn giá) hoặc với một số loại nọc rắn (huyết thanh kháng nọc
rắn đa giá). Sau khi loại bỏ các protein không phải là IgG, các IgG được phân cắt bởi
enzym pepsin hoặc papain tạo thành các mảnh Fab (antigen binding fragment) nhỏ hơn.
Có nhiều loại huyết thanh kháng nọc rắn đơn giá và đa giá được dùng để điều trị
rắn độc cắn, được sản xuất ở các vùng khác nhau trên toàn thế giới phù hợp với các loài
rắn bản địa. Điều quan trọng là cần dùng huyết thanh kháng nọc rắn đặc hiệu phù hợp với
loại rắn độc đã cắn. Các huyết thanh kháng nọc rắn hiện nay chủ yếu có tác dụng với nọc
độc của một trong hai hoặc cả hai nhóm: nhóm rắn hổ (Elapids-Elapidae), bao gồm rắn
hổ mang, rắn san hô (coral snakes).., và nhóm rắn lục (Vipers-Viperidae) bao gồm
cooperhead, rắn đi chuông và rắn nước mocassins.

13


17.8.3. Sử dụng chất độc để làm thuốc

Nọc độc của các lồi rắn, ong, bọ cạp, cóc, nhện… có thể cướp đi sinh mạng con
người trong chốc lát. Tuy nhiên, khoa học đã biết cách tận dụng chính những chất độc này
giúp chữa một số bệnh hiểm nghèo. Ngày càng có nhiều độc tố được dùng làm tiền chất
để điều chế các loại thuốc có khả năng cứu sống con người. Ví dụ, độc tố cá nóc
tetrodotoxin gây chết người trong cá nóc, chất này phá vỡ hệ thần kinh và gây tê liệt cơ
quan hô hấp và nhịp tim, các nhà y học đã dùng chính loại nọc độc này để điều chế thuốc
giảm đau mạn tính, thường được dùng trong hóa trị liệu. Các nhà nghiên cứu từ trung tâm
ung thư John Theurer đã phát hiện ra rằng hiệu quả giảm đau từ chất độc trên cao gấp
3.000 lần so với morphin, mặt khác nó khơng gây tác dụng phụ.

14