Химический состав и биологические свойства пчелиного яда

Пчелиный яд представляет собой сиропообразную желтоватую жидкость кислой реакции с приятным медовым ароматом и горько-жгучим вкусом. Он хорошо растворяется в воде, водных растворах глицерина, растительных маслах, хуже - в этиловом спирте различной концентрации и органических кислотах. Он тяжелее воды (относительная плотность 1,085 - 1,131), Содержит 30 — 48% сухих веществ. На воздухе высыхает, но сухой остаток легко притягивает влагу и отсыревает.

Пчелиный яд - довольно устойчивое вещество, однако разрушается концентрированными кислотами (соляной, серной, азотной), едкими щелочами, перекисью водорода и другими окислителями, этиловым спиртом. Солнечные лучи и повышенные температуры очень быстро понижают его физиологическую активность (вплоть до полного разрушения). Он устойчив к действию низких температур, при замораживании и молекулярной сушке (высушивание замороженного продукта в глубоком вакууме) не теряет своей активности.

Пчелиный яд имеет сложный химический состав. В него входят белковые вещества (среди них ряд ферментов), пептиды, аминокислоты, биогенные амины (гистамин, дофамин, норадреналин), производное четвертичного аммониевого основания — ацетилхолин, липиды (жиры и стерины), минеральные вещества, сахара (глюкоза и фруктоза), нуклеиновые, соляная и ортофосфорная кислоты и др. Спорным является вопрос о наличии муравьиной кислоты. Согласно данным С. Шкендерова, 1985, в пчелином яде она практически отсутствует.

Наиболее важными биологически активными соединениями яда являются ферменты, пептиды и биогенные амины.

Среди ферментов наибольшее практическое значение имеют гиалуронидаза и фосфолипаза А. Гиалуронидаза катализирует процесс расщепления гиалуроновой кислоты — сложного углевода, являющегося связующим, «цементирующим» веществом соединительной ткани. Ей принадлежит важная роль в формировании иммунитета организма. Под действием фермента ускоряется расщепление гиалуроновой кислоты оболочек клеток, увеличивается проницаемость стенок кровеносных капилляров, что в конечном счете ведет к снижению сопротивляемости организма к инфекциям.

Гиалуронидаза пчелиного яда - наиболее активная среди подобных ферментов. Она, как и другие белки, теряет свою активность при повышенных температурах. Ее биологическая роль заключается в содействии проникновению пчелиного яда в организм. Фермент способствует ускорению рассасывания гематом, струпьев, шрамов и других соединительно-тканных затвердений, образующихся при заживлении ран и язв. Его применяют при лечении хронических воспалительных процессов матки и фаллопиевых труб, восстановлении проходимости последних.

Важная биологическая роль принадлежит также ферменту фосфолипазе А₂ (фосфатид-ацилгидролазе), который ускоряет реакцию отщепления одного остатка жирной кислоты в молекулах фосфолипидов (главным образом фосфатидилхолинов, или лецитинов). В результате этого процесса образуется токсическое вещество - лизофосфатидилхолин, или лизолецитин, который вызывает разрушение (гемолиз) эритроцитов крови, повреждает мембраны клеток и клеточных органелл, понижает свертывающую способность крови, так как разрушает факторы свертывания, в состав которых входят фосфолипиды. Действуя на мембраны митохондрий клеток, лизолецитин нарушает также процесс тканевого дыхания. Проникая в организм, фосфолипаза усиливает воспалительный процесс, вызванный пчелиным ядом.

Молекула фосфолипазы состоит из белковой части, в состав которой входят 183 остатка аминокислот, и небелковой, состоящей из остатков углеводов — фруктозы, галактозы, маннозы и глюкозамина. Как и гиалуронидаза, фосфолипаза может вызвать у чувствительных людей аллергию к пчелиному яду.

Яд содержит также ряд других ферментов. Так, лизофосфолипаза катализирует реакцию превращения лизофосфатидилхолина (лизолецитина) в нетоксическое соединение. Биологические и фармакологические роли кислой фосфатазы, α-гликозидазы и некоторых других ферментов еще достаточно не изучены.

Среди высокоактивных компонентов пчелиного яда, определяющих эффективность его лечебного действия, важное место принадлежит группе пептидов. Пептидами называют фрагменты белковых молекул, состоящие из остатков аминокислот, соединенных так называемой пептидной связью. Из пептидов пчелиного яда наиболее высокой биологической активностью обладают мелитин, апамин, пептид 401 (МСД-пептид), адолапин, протеазные ингибиторы, секапин, терциапин и др.

Молекула мелитина состоит из 26 остатков аминокислот, среди которых, найдены лизин, аргинин, треонин, серии, пролин, глицин, глютаминовая кислота, аланин, валин, лейцин, изолейцин, триптофан. Попадая в организм человека и животных, мелитин в больших дозах вызывает гемолиз (разрушение) эритроцитов крови и спазмы гладких мышц кровеносных сосудов и внутренних органов.

Мелитин понижает поверхностное натяжение, что влечет за собой разрушение мембран эритроцитов и лейкоцитов крови, нарушение структуры клеточных органелл — лизосом и митохондрий. При этом ухудшается доставка кислорода тканям, возникает их кислородное голодание. В результате разрушения клеточных мембран освобождаются биогенные амины серотонин и гистамин, которые способствуют развитию воспаления, повышается проницаемость стенок кровеносных капилляров, расширяются сосуды, снижается артериальное давление, расслабляются спазмы бронхов. Исследования последних лет показали, что развитие воспалительного процесса под влиянием больших доз мелитина обусловлено увеличением синтеза в организме гормоноподобных веществ простагландинов, особенно одного из их видов - простациклина, расширяющего кровеносные сосуды и задерживающего образование тромбов. Угнетая активность тромбопластина и вызывая денатурацию фибриногена, мелитин уменьшает свертывающую способность крови.

Доказано, что этот пептид обладает выраженным противомикробным действием, затормаживая рост грамположительных микроорганизмов.

Установлено, что введение пчелиного яда в организм усиливает выработку гормонов гипофиза и надпочечных желез. Увеличивается прежде всего продукция кортизола, кортизона и других гормонов коркового слоя надпочечников, оказывающих энергичное противовоспалительное действие. Это действие обусловлено прежде всего мелитином и объясняет эффективность применения пчелиного яда в качестве противовоспалительного средства, наиболее эффективного при лечении ревматизма и полиартритов.

Следует подчеркнуть, что особенности действия мелитина зависят от его количества: в малых дозах (0,05 - 2 мкг/мл) он стабилизирует мембраны лизосом лейкоцитов и оказывает выраженный противовоспалительный эффект, тогда как введенный в значительно больших дозах (10 мкг/мл) разрушает клеточные мембраны, повышает проницаемость сосудов и способствует развитию воспаления (С. Шкендеров, 1985). Под влиянием малых доз мелитина (10 — 30 мкг/кг) увеличивается выработка в печени высокоактивного гормоноподобного вещества — циклического аденозинмонофосфата, который стимулирует работу желез внутренней секреции.

В последнее время было также обнаружено, что мелитин повышает устойчивость животных к рентгеновским лучам, проявляя таким образом лучезащитное действие. В больших дозах (4 - 6 мг/кг) это вещество является токсичным: угнетает центральную нервную систему, резко повышает кровяное давление, вызывает глубокие нарушения работы сердца (мерцательную аритмию и др.), которые могут привести к смертельному исходу.

Важная биологическая роль принадлежит и другому пептиду - апамину, молекула которого состоит из 18 остатков аминокислот — лизина, гистиди-на, аргинина, треонина, пролина, аланина, цистина, лейцина, глютаминовой и аспарагиновой кислот. В отличие от других пептидов пчелиного яда апамин содержит серу. Особенностью его действия на организм является сильное возбуждение нервной системы, которое при поступлении больших доз яда может приводить даже к судорогам.

Апамин - токсическое вещество. Исследования последних лет показали, что он нарушает передачу нервных импульсов, усиливает возбуждение и угнетает процессы торможения в центральной нервной системе. Под влиянием апамина увеличивается производство биогенных аминов - норадреналина, дофамина и серотонина, которые оказывают возбуждающий эффект прежде всего на гипоталамическую область и кору головного мозга. Апамин активизирует функцию желез внутренней секреции — гипофиза и надпочечников. При внутривенном введении пептида животным у них увеличивается содержание в крови гормонов надпочечных желез - адреналина, кортизола и кортизона. Повышается кровяное давление. Перечисленные гормоны оказывают мощный противовоспалительный эффект. Так же, как и мелитин, апамин подавляет иммунную систему организма.

Пептид 401 (МСД-пептид) во многом действует подобно апамину. Он способствует выделению в свободном виде в организме биогенных аминов гистамина и серотонина, обладающих активным многосторонним биологическим действием. Гистамин является продуктом преобразования (декарбоксилирования) аминокислоты гистидина. Он встречается в тканях обычно в связанном состоянии, расширяет кровеносные сосуды, понижает кровяное давление. При избыточной его продукции в организме может наступить шоковое состояние.

Серотонин — гормон, образующийся из аминокислоты триптофана. Он играет важную роль в сложных процессах возбуждения, торможения, превращения одного вида энергии в другой в центральной нервной системе, является так называемым медиатором, способствующим передаче возбуждения от одной нервной клетки к другой. Серотонин оказывает противосудорожное действие, обладает выраженным защитным эффектом от ионизирующей радиации, вызывает сужение просвета мелких артерий — артериол, повышает кровяное давление. Он усиливает перистальтику кишечника, способствует свертыванию крови.

Пептид 401 повышает проницаемость стенок кровеносных капилляров, возбуждает центральную нервную систему, проявляет отчетливо выраженное противовоспалительное действие, при внутривенном введении понижает кровяное давление. Пептид 401 эффективен в очень малых дозах. При повышении дозировки действует токсически.

Малоизученный пока пептид адолапин — единственный из всех компонентов пчелиного яда оказывает болеутоляющее действие, препятствует агрегации (склеиванию) эритроцитов крови, а следовательно, принимает участие в предупреждении и лечении тромбоза сосудов.

Пептиды секапин и терциапин проявляют успокаивающее действие; противовоспалительной активности они лишены.

Содержание минеральных соединений в пчелином яде составляет 3 — 4% (на абсолютно сухое вещество). Основное место принадлежит магнию, найдены также соединения калия, фосфора, кальция, железа, цинка, меди, серы и некоторых других элементов.

Таким образом, пчелиный яд представляет собой вещество, оказывающее сложное и многостороннее физиологическое и лечебное действие.