毒虫叮咬后的中毒是怎么回事？

李平

中科院上海药物研究所

Molecular Cellular Development Biology, University of Michigan

关键词：中毒、离子通道、毒素蛋白

大家欣赏古装电视剧时经常看到有人中毒的桥段。我个人对以下几个中毒场景印象较为深刻，如《射雕英雄传》里老顽童周伯通在桃花岛上被东邪黄药师的毒蛇咬破小腿中毒倒地，《天龙八部》里段誉在蜀地被一窝蜜蜂刺伤后全身异常疼痛，《三国演义》中曹操三儿子曹冲被毒鼠咬后中毒身亡等。生活中，我们也常听到大量的类似事件发生，如新闻中某人被蝎蜇后中毒的报道，以及周围人被蜂蜇蛇咬后中毒的事件。一直以来，我就很好奇为什么人中了类似蛇蝎之毒后为什么会产生麻木、疼痛，严重的会导致瘫痪，截肢甚至死亡。后来这些问题在我读博士期间得到了解答。众所周知，这些毒虫体内能够产生某些毒素。这些毒素都属于蛋白质多肽类的生物大分子，因此生命科学中将其统称作毒素蛋白。大部分中毒的原因是这些毒素蛋白与人体内离子通道蛋白相互作用，阻断离子通道对离子的通透性能，因而阻碍离子通道发挥正常生理作用。由于离子通道是维持人类神经系统正常功能的生理基础，因此毒素蛋白阻断离子通道即会导致麻木和疼痛等不适感。为了简便地理解这个机理，我们需要明白离子通道这个名词概念。

从命名角度理解，离子通道是只允许离子通过的通道，类似于高速公路的过山隧道。它是表达于细胞膜上的一类生物蛋白质大分子物质，其主要分布于人体各组织的神经细胞中。细胞内外离子无时无刻不在进出细胞，而离子通道严格把控进出细胞各种离子的种类和数量，以此调整细胞内外各种离子的比例。控制钠离子通透的通道叫钠离子通道，控制钾离子通透的通道叫钾离子通道。当细胞内部拥有大量的钠离子，外部拥有大量的钾离子时，人体神经系统处于较为平静的状态，机体感觉较为正常。当细胞内外这种离子分布发生变化时，人体神经系统就会发生功能紊乱，机体就出现不适感，如麻木和疼痛。离子通道是影响细胞内外离子分布的重要因素之一。当离子通道被毒素蛋白堵住后，细胞内外离子不能在离子通道的控制下有序进出细胞，于是就出现麻木和疼痛等感觉。

毒虫的种类有许多，最为常见的是蜜蜂、毒蛇、毒蜘蛛、蝎和蜈蚣，除此之外还有毒蛙、毒蜗牛、海螺、海蜇、毒水母等。这些毒虫体类产生的毒素蛋白也完全不一样，它们作用的离子通道种类也不相同，因此导致的机体不适感也有所差别。有些蜜蜂和毒蛇产生的毒素蛋白能够堵住钾离子通道，这类中毒会使机体产生疼痛感。另外一些特殊毒蛇和非洲毒蛙的毒素蛋白能够堵住钠离子通道，这类中毒会使机体产生麻木感。还有一些剧毒的毒素蛋白可以以很低剂量与离子通道保持相互作用，长时间地阻断离子通道，致使人体神经系统功能无法立即得到恢复，因而出现中毒瘫痪甚至死亡症状。

然而，毒素蛋白并不是一无是处、只能对人类产生伤害的物质。随着对毒素蛋白和离子通道的深入研究，科学家们正创造性地改造毒素蛋白，致力于将某些毒素蛋白变成对人类健康有利的药物。如澳大利亚科学家，正努力从南太平洋中的海螺毒素蛋白中筛选出可以治疗疼痛的蛋白类药物，这一系列的工作已初见曙光。或许，不远的将来即会出现服用毒素蛋白治好病症的场景，这也是不无可能的。

图一：毒素蛋白作用于离子通道

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