Nebezpečné, užitečné, zářící. Něco o štírech a jejich studiu

Štír (štíří bodnutí) – otrava uštknutím štírem, charakterizovaná bolestí, otokem, paresteziemi [1] [2].

Etiologie [upravit | upravit kód]

Štíři (štíry) žijí v zemích s teplým podnebím. Dosahují délky 2 až 18 cm.

„Ocas“ štíra obsahuje jedovaté žihadlo.

Štíři mohou bodnout při polních pracích, mohou vlézt do bot, do domů a bodat lidi.

Štíři bodnou 1,2 milionu lidí ročně a zabijí 3250 0,27 (1750 %). Z 50 druhů štírů je 3 nebezpečných pro člověka [XNUMX].

Téměř všichni tito smrtící štíři, s výjimkou druhů Hemiscorpius, patří do rodiny Buthidae. Smrtící druh čeledi Buthidae jsou zahrnuty do rodů: Buthus, Parabuthus, Mesobothus, Tityus, Leiurus, Androctonus и Centroroides.

• Buthus žije ve Středomoří, od Španělska po Blízký východ.
• Parabuthus žije v západní a jižní Africe.
• Mesobothus žije v Asii.
• Buthotus (Hottentotta) žije v celé jižní Africe až po jihovýchodní Asii.
• Tityus žije ve Střední Americe, Jižní Americe a Západní Indii.
• Leiurus žije v severní Africe a na Středním východě.
• Androctonus žije od severní Afriky po jihovýchodní Asii.
• Centroroides žije na jihu Spojených států, Mexika, Střední Ameriky a Západní Indie (Centruroides exilicauda žije v Kalifornii, Centruroides sculpturatus – v Mexiku ve státě Sonora a na jihozápadě Spojených států, především v Arizoně, Utahu, Novém Mexiku, Nevadě a Kalifornii).

V SNS se štíři vyskytují na Krymu, na Kavkaze a ve střední Asii. Patří k druhu: štír pestrý (Mesobuthus eupeus, Buthidae), kavkazský štír (Mesobuthus caucasicus, Buthidae), tlustoocasý štír (Androctonus crassicauda, ​​Buthidae), černý štír (Orthochirus scrobiculosus, Buthidae), Kesslerův štír (Liobuthus kessleri, Buthidae), italský štír (Euscorpius italicus, Euscorpiidae), mingrelský štír (Euscorpius mingrelicus, Euscorpiidae), štír krymský (Euscorpius tauricus, Euscorpiidae) a některé další [4].

V zemích Středomoří, tropické Africe a na Středním východě jsou extrémně nebezpečné tři druhy štírů: Androctonus australis, jehož jed může být pro dítě smrtelný; Buthus quinquestriatus (synonymum Leiurus quinquestriatus) A Androctonus crassicauda, na jehož jed umírají ročně stovky dětí (úmrtnost dosahuje 50 %).

Mexiko zaznamenává vysokou úmrtnost na jed štíra Centruroides suffusus. V Jižní Americe jed štírů rodu Tityus Zemře až 25 % obětí.

Scorpion jed [ upravit | upravit kód]

Štíří jed obsahuje silné neurotoxiny a má toxický účinek na centrální nervový a kardiovaskulární systém.

Jed se hromadí ve štírově „ocasu“, totiž v hruškovitém segmentu (telson), zakončeném nahoru zahnutou jehlou, na jejímž vrcholu jsou dva otvory jedovatých žláz.

Aktivní složkou štířího jedu jsou neurotoxické polypeptidy s výraznou druhovou specifitou [5]. Některé (insektotoxiny) působí na hmyz, jiné na savce.

Patogeneze [upravit | upravit kód]

Když štír kousne, ucítíte jen mírně bolestivé bodnutí. Po několik hodin pacient pociťuje mírnou bolest a v místě kousnutí se objeví bolestivý otok. Při vstřebání do krve způsobuje jed dlouhodobé přebuzení nervového systému, což u pacienta vyvolává pocit úzkosti. Mohou se objevit silné bolesti hlavy, nevolnost, zvracení, bolesti žaludku a přední stěny břišní, závratě, křeče jednotlivých svalových skupin, nedostatečná koordinace, slinění, rinorea a hyperhidróza [6]. Místo kousnutí oteče, zčervená, svědí a bolí.

Někdy při kousnutí do spodních částí těla pacient pociťuje nadýmání, říhání, otoky v tříslech nebo podpaží. Po nějaké době se stav pacienta zhoršuje. Z očí začne vytékat hnisavá tekutina, vyčnívá konečník, otéká penis a jazyk, cvakají zuby a objevují se křeče [7].

Kousnutí škorpiónem u dítěte může způsobit problémy s dýchacím centrem, což vede k záchvatům dušení a křečím.

Kousnutí černého štíra během několika minut způsobí silnou, palčivou bolest v oblasti kousnutí. Bolest vyzařuje podél blízkého nervového kmene, dočasně trochu ustoupí, ale pak se opět stane nesnesitelnou. Oběti jsou překonány silnou bolestí a velmi trpí. 20-30 minut po kousnutí se objeví bolest v jazyku a dásních. V těžkých případech je bolest doprovázena křečemi v prstech a jednotlivých svalových skupinách a třesem rukou. Dýchání je obtížné, dušení se zvyšuje, krevní tlak je nízký.

Při kousnutí černým tlustoocasým štírem pacient vždy vykazuje známky těžké otravy. Pokud se mu včas nedostane lékařské pomoci, může nastat smrt v důsledku akutního respiračního selhání [8].

Léčba [upravit | upravit kód]

Během lékařského ošetření je místo kousnutí injikováno 1% roztokem novokainu. Předepište Atropin (0,5-1 ml 0,1% roztoku subkutánně), alfa-adrenergní blokátory, například dihydroergotoxin (0,5-1 ml 0,03% roztoku subkutánně). Při kousnutí tropickým štírem se používají specifická antidotní séra [9].

Poznámky [upravit | upravit kód]

1. ↑ŠTÍŘI, SKORPIONISMUS, STRATEGIE ŽIVOTNÍ HISTORIE A PARTENOGENEZE(nespecifikováno) . Datum přístupu: 28. května 2011.Archivováno z originálu 28. března 2019.
2. ↑Scorpionismus(nespecifikováno) . Datum přístupu: 3. října 2017.Archivováno z originálu 25. dubna 2022.
3. ↑Scorpion bodnutí(nespecifikováno) . Datum přístupu: 28. května 2011.Archivováno z originálu 14. května 2011.
4. ↑SCORPIOS(nespecifikováno) . Datum přístupu: 28. května 2011.Archivováno z ↑(nespecifikováno) . Datum přístupu: 28. května 2011.Архивировано 22. září 2011 года.
5. ↑Štíří bodnutí(nespecifikováno) . Datum přístupu: 28. května 2011.Archivováno z originálu 3. srpna 2011.
6. ↑Léčba uštknutí štírem(nespecifikováno) . Datum přístupu: 28. května 2011.Archivováno z originálu 9. května 2011.
7. ↑Štíří bodnutí(nespecifikováno) . Datum přístupu: 28. května 2011.Archivováno z originálu 13. října 2011.
8. ↑ Kousnutí hmyzem(nespecifikováno) . Datum přístupu: 28. května 2011.Archivováno z originálu 24. února 2013.

Štíři jsou běžní sousedé pro obyvatele horkých zemí, nebezpeční, ale pro vědu zajímaví. Jedná se tedy o jedny z nejstarších pavoukovců, kteří před mnoha miliony let mezi prvními kolonizovali zemi, a jejich jed se může stát základem slibných léků na rakovinu a autoimunitní onemocnění. A to není vše: štíři svítí pod ultrafialovým světlem a mohou měnit složení svých toxinů v závislosti na hrozbě. O tom a mnohem více mluvíme v našem článku.

<strong>Průkopníci členovců</strong>

Členovci jsou jedni z nejstarších bezobratlých, kteří se objevili v primárním oceánu asi před 450 miliony let. Stali se také prvními mnohobuněčnými živočichy, kteří přišli na pevninu po rostlinách.

„Pozemní rostliny, respektive jejich výtrusy a hnijící zbytky, se staly magnetem, který přitahoval první členovce,“ — entomolog a paleontolog, vedoucí výzkumník v Arthropod Laboratory Paleontologického institutu pojmenované po I.M. uvádí v článku pro publikaci „Elements.ru“. A.A. Borisjak RAS Alexandr Valerijevič Chramov.

Přesně určit, kteří tvorové se stali prvními průkopníky na souši, je poněkud obtížnější. Při hledání takových organismů se paleontologové spoléhají na přítomnost orgánů ve starověkých tvorech přizpůsobených k dýchání atmosférického vzduchu. Dříve byly za nejstarší suchozemské živočichy považovány stonožky a pancéřoví pavouci (trigonotarbi), nalezené v nalezištích poblíž anglického města Ludlow, staré asi 425 milionů let. Ale jejich přizpůsobivost životu na souši mohou paleontologové posoudit pouze na základě roztroušených úlomků. Hledání pozůstatků organismů, podle jejichž vzhledu lze přesně určit, že šlo o nejstarší obyvatele země, proto zůstává relevantní.

Nějakou dobu byla za nejstaršího obyvatele země považována mnohonožka Pneumodesmus newmani, objevený poblíž města Stonehaven ve Skotsku. Na fragmentech jeho fosílie byly vidět spirakuly – otvory pro ventilaci průdušnice. Zpočátku bylo stáří vrstev, kde byla mnohonožka nalezena, odhadováno na 428 milionů let, ale poté byla data zpřesněna a fosílie byla „omlazena“ na přibližně 414 milionů let. Zhruba stejného stáří – asi 410 milionů let – jsou za první obyvatele země považováni další členovci – pancéřoví pavouci, jejichž fosilie byly nalezeny v oblasti Rhynie ve Skotsku. U těchto starověkých tvorů, kteří vyhynuli na konci paleozoické éry, bylo zjištěno, že mají plicní vaky.

Studium starověkých štírů je obtížnější. Přestože existují nálezy těchto tvorů, jejichž stáří se odhaduje na 433 a 430 milionů let, jejich zařazení mezi průkopníky pevniny zůstávalo donedávna nejednoznačnou otázkou. Důvod je jednoduchý: ranní štíři se často nacházejí v mělkých mořských sedimentech. Existuje proto názor, že během tohoto období nadále vedli vodní životní styl.

„Avšak i když se v mořských sedimentech najdou zbytky organismu, neznamená to, že tam žil – mohl tam být posmrtně vyplaven. Koneckonců, mnoho vážek a jiného okřídleného hmyzu se nachází v mořských vrstvách. Samozřejmě, že štír, který neumí létat, má mnohem menší šanci, že spadne do vody, ale přesto to není zdaleka nula. Navíc nejranější štíři, považovaní za námořníky, nevykazovali žádné jasně vyjádřené adaptace na vodní životní styl, jako jsou plavání nohou nebo žábry,“ — A.V. Chrámy v již zmíněném článku. Výjimkou z tohoto pravidla je Štír. Waeringoscorpio Westerwaldensis Raný devon s třásněmi po stranách těla, podobný tracheálním žábrám larev vodního hmyzu. Ale jak poznamenává A.V. Chrámy, tato vlastnost mohla vzniknout sekundárně, když se suchozemští štíři snažili ovládnout vodní živel.

Nové důkazy podporující brzký výskyt štírů na souši pocházejí ze dvou fosilií objevených v americkém státě Wisconsin v roce 1985, ale studovaných teprve nedávno. Výsledky studie byly publikovány v roce 2020 v časopise Vědecký zprávy. I když pozůstatky nového druhu, jmen Parioscorpio Venator (“praotec štírů – lovec”), se nacházel i v mělkých mořských sedimentech, jeho organismus, soudě podle znaků, byl přizpůsoben k dýchání atmosférického vzduchu. Ukázalo se, že tito malí (asi 2,5 cm dlouzí) tvorové měli pulmo-perikardiální dutiny. U moderních štírů tyto struktury spojují osrdečník (“vak” pro srdce z pojivové tkáně) a plicní vaky, kterými je pumpována hemolymfa za účelem nasycení kyslíkem. A proto, i když se samotné plicní vaky u „předků lovců“ nedochovaly, s takovou stavbou těla mohly klidně existovat. Dříve byla fosílie se zachovanými plicními vaky, která je „mladší“ než nový nález o téměř 100 milionů let, považována za bezpodmínečný důkaz výskytu štírů na souši.

Venator parioscorpio Ukázalo se, že jsou nejstaršími představiteli své třídy, o kterých věda věděla, jejich stáří je asi 437–436 milionů let – o několik milionů let starší než druh Palaeophonus loudonensis, dříve považovaný za nejstaršího štíra, jehož fosilie byla objevena ve Skotsku. To je zajímavé Venator parioscorpio Svým novodobým protějškům se podobali i jinými znaky – tvarem těla včetně tenkého „ocasu“ s žihadlem a jedovatou žlázou (ve skutečnosti je správnější považovat ji za součást břicha), ale i stavbou střev.

Přestože fosilie neměly orgány pro dýchání pod vodou, vědci se domnívají, že „předchůdci lovců“ mohli vést polovodní životní styl. Pokud je však věk těchto raných štírů vypočítán správně, představují nejstarší zvířata známá vědě přizpůsobená k dýchání atmosférického vzduchu.

<strong>Jed jako lék</strong>

Pestrobarevní štíři (Mesobothus eupeus) jsou běžnými obyvateli Střední Asie, Sýrie, Turecka a lze je nalézt i na jihu Ruska. Pro člověka jsou jedovaté, ale ve většině případů nejsou smrtelné. Jed štíra pestrého přitahuje vědce již řadu let jako zdroj cenných látek pro léky proti infekcím (například malárii), artritidě a zánětům.

Vědci z Institutu bioorganické chemie pojmenovaného po V.I. Leninovi našli nové využití pro „nebezpečný dar“ členovců. MM. Shemyakina a Yu.A. Ovčinnikovův matematický ústav Ruské akademie věd a Katolická univerzita v Lovani v Belgii. Ukázalo se, že jednou ze složek jedu štíra pestrého je bílkovina MeKTx13-3 — je schopen blokovat typ draslíkového kanálu v buňkách, který se podílí na rozvoji autoimunitních procesů a růstu zhoubných nádorů. Upravením proteinu tak, aby působil výhradně na „nebezpečné“ draslíkové kanály, aniž by zasahoval do práce ostatních, získali vědci látku, která by mohla tvořit základ personalizovaného léku na rakovinu a autoimunitní onemocnění. Výsledky studie byly publikovány v časopise Hranice in Farmakologie.

Trochu více o jedech: toxicita a složení jedu štíra se může měnit v závislosti na podmínkách prostředí. K tomuto závěru dospěla skupina australských vědců, kteří výsledky své studie zveřejnili v roce 2017 v časopise Sborník of ο royal Společnost B: Biologický Věda. V rámci experimentu vědci simulovali přítomnost predátorů obratlovců v biotopu některých pokusných štírů.

„O šest týdnů později měli štíři vystavení náhradním predátorům výrazně změněnou chemii jedu ve srovnání se štíry, kteří se s hrozbou nesetkali. Zejména bylo pozorováno relativní zvýšení některých složek toxických pro buňky obratlovců a relativní snížení některých složek účinných proti kořisti bezobratlých. Pokud je nám známo, naše zjištění jsou prvním důkazem adaptivní plasticity ve složení jedu.” — říkají autoři studie.

<strong>Lampa pro sebe</strong>

Zajímavou vlastností štírů je fluorescence. Pod ultrafialovým světlem tito tvorové září modrozeleně. Tento objev byl učiněn v roce 1954. Téměř všechny druhy štírů vykazovaly tuto schopnost, když byly vystaveny UV světlu.

U štírů je za fluorescenci zodpovědná střední, tvrdá a pigmentovaná vrstva kutikuly, exokutikula. Skládá se ze dvou částí: vnitřní exokutikula a hyalinní exokutikula. Hyalinní exokutikula je unikátní „podvrstva“ nacházející se pouze u štírů, sestávající převážně z mukopolysacharidů a lipoproteinů. Obsahuje fluoroforové látky zodpovědné za záři štíra: když jsou vystaveni UV světlu, znovu je vyzařují s delší vlnovou délkou, čímž se záře zviditelní a získá charakteristickou barvu.

Zajímavé je, že při línání štíři odhazují jak epikutikulu (nejkrajnější vrstva kutikuly, tenká a voskovitá, chránící tělo členovce před vysycháním), tak exokutikulu, takže po „znovuzrození“ nemohou tato zvířata několik dní zářit v ultrafialovém světle. Tuto schopnost nemají ani novorození štíři, jejichž kutikuly ještě nezpevnily.

Fluorescence štíra je samozřejmě skutečným darem pro výzkumníky, kteří hledají tyto pavoukovce ke studiu. Ale nedala příroda původně Štírům tento „talent“ pro něco jiného? Koneckonců, z nějakého hlediska může být tato schopnost dokonce považována za škodlivou, protože štíři jsou aktivní v noci a poté, co začnou zářit v měsíčním světle, stanou se viditelnějšími jak pro svou kořist – hmyz (který, jak ukázala studie z roku 2005, vyhýbají se fluorescenčním škorpiónům během úplňku, když je měsíc obzvláště jasný), tak pro nepřátele, kteří sami nemají odpor k hodování na hlodavcích a členovcích.

Dnes vědci hledají vysvětlení, proč štíři tuto schopnost potřebují. Nejjednodušší hypotéza je, že to není potřeba: svítící látky vznikají v tělech štírů prostě jako vedlejší produkty metabolismu. Ale mnohem zajímavější předpoklady byly předloženy jako výsledek několika experimentů zahraničních vědců provedených v letech 2010–2011.

Štíři nejlépe vnímají modrozelené světlo. Jako dobrá pomoc pro tyto členovce při hledání úkrytu se proto jeví možnost používat vlastní tělo jako jakousi baterku, přeměňující slabé UV záření z Měsíce a hvězd na pohodlnou modrozelenou záři. Když je štír na otevřeném prostranství, okamžitě začne hledat úkryt před predátory a instinktivně utíká před světlem. Pokud skončí ve stínu, kde je méně ultrafialového záření, záře jeho kutikuly pohasne a štír pochopí, že skončil na potenciálně bezpečném místě.

Tuto hypotézu potvrdil experiment, který v roce 2010 provedl výzkumník Karl Kluk z California State University (USA). Tělo štírů produkuje omezené množství fluoroforů, ale během procesu luminiscence jsou zničeny a fluorescence slábne. Kluck vystavil polovinu štírů UV záření, dokud nepřestali svítit, a poté testoval jejich chování v podmínkách simulujících noc se slabým ultrafialovým světlem z Měsíce a hvězd ve srovnání s jejich protějšky, které mohly fluoreskovat. Ukázalo se, že fluorescenční štíři byli méně aktivní a snažili se zůstat ve stínu, zatímco nefluoreskující zvířata trávila více času na volném prostranství.

Další potvrzení hypotézy přinesly experimenty Douglase Gaffina, vědce z University of Oklahoma, během nichž zkoumal, jak rychle se štíři pokusí ukrýt pod světelnými paprsky různých vlnových délek. Pod modrozeleným a ultrafialovým světlem se členovci chovali identicky, přestože jejich oči jsou mnohem méně citlivé na UV záření.

Ale to není vše: pravděpodobně pro takovou orientaci „podle skořápky“ štíři nepotřebují oči – jsou prostě schopni „vidět“ svým tělem. Tento předpoklad byl předložen stejným Gaffinem, který provedl další experiment: zakryl oči štírů fólií a pozoroval jejich chování v modrozeleném a ultrafialovém světle. A pokud se u zvířat zhoršilo vnímání prvních „zavázaných očí“, pak se v UV záření nadále vyhýbala světlu a vyhledávala stíny. Na základě toho vědec formuloval hypotézu, že signály z přeměny UV záření na modrozelené světlo mohou být posílány přímo do mozku štíra prostřednictvím nervových shluků umístěných po celém těle členovce.

„Štíři se zavřenýma očima se při vystavení záření 505 nm pohybovali mnohem méně (v modro-zeleném světle. – pozn. autora), než při záření o vlnové délce 395 nm (UV záření. – Poznámka autora.). Pohybovali se také mnohem méně často než zvířata v kontrolní skupině, která neměla zavřené oči. Tyto výsledky naznačují, že fluorescence hraje aktivní roli v procesu vnímání světla u štírů.” — referuje článek v časopise Zvíře Chování. Douglas Gaffin zároveň zdůraznil, že by se na základě výsledků této studie nemělo dělat ukvapené závěry, aby se tato hypotéza konečně potvrdila nebo vyvrátila;

zdroje