Батрахотоксин

Химическая формула — C₃₁H₄₂N₂O₆. Яд имеет стероидную структуру с несколькими заместителями и представляет собой эфир батрахотоксинина А с 2,4-диметилпиррол-З-карбоновой кислотой; батрахотоксин является дериватом стероида прегнина^[1].

Это кристаллическое вещество, растворимое в полярных органических растворителях, нерастворимое в воде. Разлагается в сильнощелочных средах.

В 1960-х годах учёные Джон Дейли (англ. John Daly) и Бернхард Уиткоп (англ. Bernhard Witkop) получили несколько экземпляров древолазов, присланных из Южной Америки.

Собственно чистый батрахотоксин был извлечён из двухцветного листолаза (Phyllobates bicolor) коллективом американских учёных во главе с Бернхардом Уиткопом и Фрицем Мерки в 1963 году. Они также определили химические свойства вещества. Исследования позволили выделить четыре основных компонента — основные токсичные стероидные алкалоиды (батрахотоксин, гомобатрахотоксин, псевдобатрахотоксин и батрахотоксинин А). Структура батрахотоксина была установлена ​​в 1969 году. Были также изучены структура и свойства веществ-компонентов^[2].

Особи ядовитых древолазов для исследований собирались в ходе экспедиций в Колумбию; поскольку при транспортировке яд погибших лягушек разрушался, участницей экспедиции Мартой Лэтам был разработан метод экстракции яда в полевых условиях.

При всём этом работать с батрахотоксином было очень сложно из-за его огромной токсичности и ничтожно малого количества, которое удавалось собрать.

Из всех древолазов батрахотоксины были найдены лишь у пяти видов рода листолазов (Phyllobates), три из которых обитают в Колумбии. Наибольшее содержание яда зафиксировано у листолаза ужасного (Phyllobates terribilis): в одной особи может содержаться до 500 мкг батрахотоксина, 300 мкг гомобатрахотоксина и 200 мкг батрахотоксинина А.

Было трудно установить, каким именно способом накапливается яд в организмах (в коже) листолазов. По состоянию на 2026 год обычно считается, что он может содержаться в некоторых специфических продуктах, поглощаемых листолазами в природной среде обитания. В лабораторных условиях листолазы могут потерять ядовитые свойства^[3]; если же они изначально растут в неволе, они неядовиты.

В 2004 году в Новой Гвинее был обнаружен вид жуков, а затем и другие виды (из рода Choresine семейства Melyridae), которые содержат довольно много батрахотоксинов. Поедая жуков, некоторые местные птицы накапливают батрахотоксин. По предположению учёных, листолазы вполне могут питаться встречающимися в Колумбии близкими родственниками этих жуков (тоже из семейства Melyridae) и именно таким образом, как и птицы Новой Гвинеи, накапливать яд в своём организме^[4].

По другим версиям, яд может синтезироваться самими листолазами или бактериями-симбионтами.

ЛД₅₀ — 0,002 мг/кг (мыши, подкожно), летальный исход — через 8 минут. Смертельная доза для человека составляет всего 2 мкг. Яд настолько силён, что достаточно прикоснуться к коже лягушки-листолаза, чтобы получить смертельное отравление.

Эффективного противоядия не найдено. Сильный антагонист — тетродотоксин (примерно в 10 раз уступает батрахотоксину по ядовитости).

При комбинации с ядом скорпиона токсичность яда повышается в 12 раз.

Токсин полностью устраняет инактивацию потенциалзависимого натриевого канала, так что он остаётся открытым сколько угодно долго. Кроме того, токсин смещает потенциалзависимость активации канала таким образом, что он открывается при потенциале покоя.

Обладает сильным кардиотоксическим действием, вызывая экстрасистолию и фибрилляцию желудочков сердца; свойственно также паралитическое действие на дыхательную мускулатуру, сердечную мышцу и мышцы конечностей. Стойко и необратимо повышает проницаемость покоящейся мембраны нервных и мышечных клеток для ионов Na⁺, вызывая падение электрического потенциала клетки. При этом клетка больше не может передавать нервные импульсы.

Попадая в кровь через слизистую оболочку, рану или трещину в коже, яд вызывает аритмию (экстрасистолию), ведущую к остановке сердца, в результате которой наступает летальный исход.

В 1998 году учёные из Гарвардского университета разработали схему частичного синтеза батрахотоксина, включавшую в себя более 40 стадий. Синтез позволял получить непосредственный предшественник батрахотоксина (т. н. батрахотоксинин А) в виде рацемата.

В 2016 году химики из Стэнфордского университета выполнили полный синтез батрахотоксина. Разработанная ими схема полного синтеза более совершенна (состоит из 25 стадий) и, кроме того, является стереонаправленной (позволяет получать в отдельности оба зеркальных изомера)^[5][6].

Индейцы Южной Америки смазывали ядом стрелы-дротики для духовых трубок перед охотой, проводя наконечником по спинам листолазов. Смерть жертвы наступала через 4—8 минут после попадания одной стрелы.