Изобретение относится к медицинской технике. Для увеличения количества собираемого яда устройство состоит из твердой пластины 1, на бортиках 2 которой закреплена резиновая пленка 4. Пластина 1 и резиновая пленка 4 имитируют сопротивление живой ткани введению жала скорпиона, что увеличивает отдачу яда скорпионом. 1и,1.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУ БЛИН (19) (И) g 4 А 61 К 35/56
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
llPH РАНТ СССР
-(21) 4 1,90633/28-14 (22) 04.02.87 (46) 07.03.89. Бюл. В 9 (71) Институт зоологии АН КазССР (72) А.А.Федоров, Ч.К.Тарабаев, В.В.Якоби и Ю.Ж. Тулеушев (53) 615.471 (088.8) (56) Пигулевский С.В. Ядовитые животные. -Л., 1975, с.12-14. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРА ЯДА ОТ СКОРПИОНА (57) Изобретение относится к медицинской технике. Для увеличения количества собираемого яда устройство состоит из твердой пластины 1, на бортиках 2 которой закреплена резиновая пленка 4. Пластина 1 и резиновая пленка 4 имитируют сопротивление живой ткани введению жала скорпиона, что увеличивает отдачу яда скорпионом. 1ил.. 1463301
Составитель Л.Соловьев
Редактор Н.Яцола Техред Л.Сердюкова Корректор Э.Лончакова
Заказ 762/9 . Тираж 644 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 .
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101
Изобретение относится к медицинсй технике, а именно к устройствам я сбора лекарственного сырья, и жет применяться для взятия яда у с орпионов.
Цель изобретения — увеличение количества собираемого яда путем имитации сопротивления живой ткани введению жала.
На чертеже изображено устройство фпя сбора яда от скорпиона, сечение.
Устройство состоит иэ твердой астины 1, имеющей по обе стороны б ртики 2, на которых с помощью жгут в 3 жестко.- закреплены каркас, обнутый резиновой пленкой 4, и ручки
При этом пластина 1 является татором биологической ткани.
Устройство используют следующим бравом.
Скорпиона, находящегося в террауме, раздражают устройствем, засащ яя непрерывно наносить уколы я повитой иглой 6 в эластичную пленку
4 . В природе скорпион выделяет яд дишь в том случае, когда игла ядовитого аппарата погружена в тело л ивотного. Таким образом, тонкая э ластичная пленка имитирует кожные покровы животных, а пластина 1, удаденная от пленки 4 на расстояние.
Меньше размера иглы ядовитого аппаата скорпиона, создает дополнительую имитацию сопротивления живой кани введению жала. Поэтому наличие пластины 1, в которую упирается игла скорпиона при нанесении им удара по пленке, способствует полному выделению яда. В результате отдача яда скорпионом увеличивается в три раза по сравнению с применением устройства без пластины между мембранами.
Скорпион В.Eupesus при уколе уст10 ройства без пластины 1 выделял около 0,01 мп яда, а экспозиция укола была меньше 0,5 с. Укол устройства с пластиной имел экспозицию до 8 с, объем выделенного одной особью яда составлял 0,03-0,04 мл.
Этим устройством скорпиона раздражают до тех пор, пока у него не.кон-. чится яд, о чем можно судить по отсутствию попыток укола или наличию
2р редких уколов с непродолжительной экспозицией. После "дойки" скорпионы (при активном питании) восстанавливают запас яда в течение 5-10 сут.
в настоящей главе приведена принципиальная схема прибора для сбора пчелиного яда. Теоретические же основы получения яда не рассматриваются - они достаточно широко описаны в справочниках или, например, в журнале "Пчеловодство", имеющемся в любой библиотеке.
Необходимо изучить весь материал и найти ответы на следующие вопросы:
По электростимулятору:
Частота генерируемых сигналов;
Длительность пачки импульсов;
Длительность пауз между пачками;
Амплитуда импульсов;
Возможность вариации параметров;
Возможность использования магнитофона вместо генератора импульсов;
Конструкция кассеты для сбора яда:
Размер, применительно к вашему улью;
Конструкция кассеты;
Материал токонесущей сетки;
Расстояние между токонесущими проводниками и ядоприемным стеклом;
Хранение кассет.
Методика сбора яда:
Надгнездовой или внутригнездовой способ сбора;
Периодичность сбора яда;
Количество одновременно обрабатываемых с^^1ейств;
Влияние яда на медопродуктивность;
Организация рабочего места для первичной обработки яда;
Первичная обработка яда, необходимые приспособления;
Количество яда, наличие примесей, просеивание;
Когда запрещается проводить отбор яда.
Ответы ва найдете в публикациях. На рис.37 приведена конструкция кассеты ядосборника.
Поверх деревянных пластин намотано по 50 витков провода "нихром" 0.2 мм с обеих сторон так, чтобы витки одной катушки (А) были расположены между витками другой катушки (В) не пересекаясь. Расстояние между соседними витками-4 мм.
Расстояние между проволкой и ядоприемными стеклами - не более 1 мм.Вторые концы катушек- свободны. Ядоприемные стекла должны свободно выниматься для соскабливания яда. На рис.36 приведена принципиальная схема электростимулятора.
В состав схемы входят:
Задающий генератор на DDI, R1, R2, R3, R4, R5, R6, С1, С2, VD1, VD2;
Модулируемый генератор на DD2, R7, R8, СЗ;
Эмиттерный повторитель с регулятором уровня на VT1, R9;
Усилитель мощности на DA1, VT2… VT5;
Цепи питания и коррекции.
Принцип работы заключается в следующем:
На ИС DDI собран регулируемый генератор импульсов, причем R1 изменяет длительность импульса, а R2- паузу между импульсами. DD2 определяет частоту заполнения огибающей, регулировка частоты производится резистором R7.
С выхода эмиттерного повторителя VT1, комплексный сигнал подается на вход усилителя мощности, собранного по схеме с двухполярным питанием. Отличительная особенность усилителя- большая выходная мощность (до 20 Вт),что позволяет подключать к нему до 100 ядоприемных кассет одновременно.
Усилитель настройки не требует и, при исправных деталях начинает работать сразу, при этом, за счет симметрии схемы, усилитель не искажает входную последовательность импульсов.
при отсутствии входного сигнала, на входе 6 DA1 и в точке соединения эмиттеров VT4, VT5 должно быть нулевое напряжение относительно корпуса. Регулировка "нуля" производится резистором R16.
Частота- 500 Гц;
Длительность- 30 сек;
Пауза- 30 сек;
Длительность воздействия на пчел- 2 часа;
Периодичность- 1 раз в 10 дней;
Количество стимуляций за сезон- 3-4 раза;
Амплитуда импульсов на ядоприемном стекле- 40 Вольт (при сухой погоде); 25 Вольт (при влажной погоде);
Метод сбора- надгнездовой, по две ядосборные кассеты на улей;
При выходной мощности 20 Вт одновременно обслуживается 100 ульев.
Пчелиный яд является ценнейшим сырьем для фармацевтической промышленности, поэтому к сбору яда необходимо подходить со всей серьезностью и аккуратностью. Качество собранного яда сильно влияет на его закупочную цену. Необходимо также помнить, что производить отбор яда во время главного взятка (сбора меда) н^ьзя.
Пчелиный яд - бесцветная густая жидкость, с резким запахом, горьким жгучим вкусом - секрет ядовитых желез медоносных пчел. Большая ядовитая железа расположена в нижней части брюшка, представляет собой разветвленную трубку и грушевидный резервуар. Ее секрет имеет кислую реакцию. Малая ядовитая железа находится у основания салазок жала, представляет собой короткую трубочку. Ее секрет имеет щелочную реакцию. Смешивание секретов большой и малой ядовитых желез обеспечивает образование пчелиного яда в момент ужаления.
Железы и жало имеются только у матки и рабочих пчел, у которых яд выделяется с 6-7 дневного возраста, но наиболее активно в 10-18-дневном возрасте. Накопление яда наблюдается с 3 до 20 дневного возраста. В железе накапливается около 0,2 мг яда. Ядоносные резервуары достигают наибольшей заполненности на 14-20-е сутки после отрождения рабочей пчелы и сохраняют свой объем в течение ее жизни. При отборе яда у пчел до 20 суточного возраста с сохранением целостности ядоносного аппарата яд в ядоносном резервуаре может восстанавливаться за счет секреции ядовитых желез. Систематически отбирая яд у пчелы, можно получить от нее в 2 раза больше яда, чем она нарабатывает его обычно, без расходования. В течение жизни рабочая пчела может секретировать в среднем 0,3 мг яда.
Наибольшего развития ядовитая железа достигает у летних (июльских) пчел, она меньше у весенних (май) и осенних (сентябрь). Длина ядовитой железы, характеризующая степень ее развитости, соответствует степени агрессивности пчел разных рас. Наибольшая длина железы у среднерусских, наименьшая - у серых горных кавказских; краинские пчелы занимают промежуточное положение. Среднерусские пчелы с первых дней жизни имеют развитые железы, а у серых горных кавказских они достигают наивысшего развития к 14-му дню.
Яд растворим в воде, в растительных маслах. Тяжелее воды: относительная плотность 1,8-1,13. Содержит 30-48 % сухих веществ. Устойчив при замораживании. Разрушается окислителями (Н2О2), этиловым спиртом, концентрированными кислотами, щелочами, солнечным светом.
Химический состав пчелиного яда представлен ферментами, пептидами, биогенными аминами, имеется ацетилхолин, липиды, нуклеиновые, соляная, ортофосфорная кислоты, сахара.
Примерный состав сухих веществ пчелиного яда по В.Г. Чудакову (1979) следующий: меллиттин - 40-50 %, апамин - 3,4-5,1 ; прочие пептиды -до 16; гиалуронидаза - 20; фосфолипаза А - 14; аминокислоты - до 1; гистамин - 0,5-1,7; жиры и стерины - до 5; глюкоза - 0,5; фруктоза - 0,9%; органические кислоты - 0,4-1,4 г-экв/л; прочие компоненты 4-10 %.
Фермент гиалуронидаза способствует проникновению яда в организм, так как увеличивается проницаемость клеток кровеносных капилляров, ускоряет расщепление гиалуроновой кислоты оболочек клеток, что ведет к снижению сопротивляемости организма к инфекциям.
Фермент фосфолипаза А ускоряет реакцию отщепления одного остатка жирной кислоты в молекулах фосфолипидов (лецитинов). В результате образуется токсичное вещество - лизолецитин, который вызывает гемолиз (разрушение эритроцитов), повреждает мембраны клеток и клеточных органелл, разрушает факторы свертывания крови, в состав которых входят фосфолипиды. Действуя на мембраны митохондрий, лизолецитин нарушает клеточное дыхание. Фосфолипаза А усиливает воспалительный процесс, вызываемый ядом.
Оба фермента вызывают у чувствительных людей аллергию к яду пчел.
Пептид мелитин в больших дозах вызывает гемолиз и спазм гладких мышц кровеносных сосудов и внутренних органов. Обладает противомикробным действием. Усиливает выработку гормонов гипофиза и надпочечных желез - кортизола и кортизона, действие которых оказывает противовоспалительный эффект. За счет этого лечат ревматизм и полиартрит малыми дозами яда (0,05-2 мкг/мл). Меллиттин повышает устойчивость теплокровных к рентгеновским лучам. В больших дозах (4-6 мг/кг) угнетает центральную нервную систему, работу сердца, вызывает смерть.
Пептид апамин вызывает возбуждение нервной системы, судороги. Усиливает возбуждение и угнетает торможение нервных импульсов. Увеличивает функцию надпочечников, повышает содержание биогенных аминов, адреналина, кортизола, кортизона. Повышает кровяное давление.
Оба пептида подавляют иммунную систему. Обладают противовоспалительным действием. Кроме этих пептидов, обнаружены пептид 401 (МСД-пептид), серотонин, адолапин. Последний пептид - единственный, который оказывает болеутоляющее действие.
Минеральные вещества (3-4 %) представлены Сa, К, Р, Fe, Zn, Сu, S, больше других в пчелином яде обнаружено Mg.
Первые исследования пчелиного яда в России были выполнены в Горьковском госуниверситете профессором Н.М. Артемовым (Пчелиный яд: физиологические свойства и терапевтическое применение, 1941). Он выявил активизирующее влияние пчелиного яда на неспецифическую защиту организма путем воздействия на гипофизарно-надпочечную систему.
Пчелиный яд обладает нейротронными свойствами, блокируя передачу возбуждения в симпатических ганглиях вегетативной нервной системы и затрудняя передачу через спинной мозг.
Малые дозы яда стимулируют изолированное сердце, токсические - угнетают, вызывая нарушения сердечного ритма, проводимости возбуждения в сердце.
Пчелиный яд обладает гемолитическим действием.
Лечебное действие яда основано на его воздействии на систему гипофиз-надпочечники. Под влиянием тропных гормонов гипофиза в кровь выделяются гормоны желез-мишеней, что обеспечивает нормализацию обменных процессов, повышается сопротивляемость организма.
Воздействие пчелиного яда на человеческий организм строго индивидуально. Аллергическая реакция возникает у большинства людей после 1-2 ужалений. Аллергические реакции это реакции немедленного типа, они возникают в течение 1 - 2-х или в первые 5 часов после ужаления. По степени тяжести они делятся на легкие, средней тяжести и тяжелые. Легкая аллергическая реакция проявляется в образовании отека на месте ужаления, который держится в течение 7 - 10 дней. Температура поднимается до 38°С, появляется зуд, крапивница, отеки на лице - все это держится несколько часов, затем проходит самостоятельно. Аллергическая реакция средней тяжести сопровождается следующими симптомами: спазм гладкой мускулатуры внутренних органов, боли в животе, понос, рвота, боли в пояснице, затруднено дыхание, приступы удушья с затрудненным свистящим выдохом, сильная слабость, пульсирующая головная боль, кратковременная потеря сознания. Тяжелая аллергическая реакция может последовать за проявлениями реакции легкой и средней степени или наступает стремительно через 3 - 5 минут после ужаления, когда наблюдается потеря сознания, судороги, непроизвольное мочеиспускание и дефекация, падение кровяного давления, состояние коллапса.
При ужалении 200-300 пчелами у человека возникает токсическая реакция. Летальный исход наблюдается при ужалении одновременно 500 пчелами из-за паралича дыхательного центра.
Качество пчелиного яда как исходного сырья для фармацевтической промышленности регламентируется ТУ 46 РСФСР 67-72 «Яд пчелиный сырец» и Фармакопейной статьей ФС 42-2683-89.
Сухой пчелиный яд - порошок из чешуек и крупинок от серовато-желтого до бурого цвета, вызывающий раздражение слизистых оболочек, чихание. При высушивании потери яда в массе не должны быть более 12 %, нерастворимый в воде остаток - не более 13 %, гемолитическая активность - в пределах 60 с и фосфолипидная активность - до 8 мг.
Основой получения пчелиного яда является воздействие на рабочих пчел каких-либо раздражителей, вызывающих реакцию ужаления и обеспечивающих целостность жалоносного аппарата. В настоящее время используется электростимуляция в технологии отбора пчелиного яда.
Современная технология получения пчелиного яда на пасеках предполагает использование следующего оборудования: аккумулятор, электростимулятор, ядосборные рамки или кассеты, коммутатор, катушки проводов, контейнеры для транспортировки ядосборных рамок и стекол, сушилка для стекол с ядом, бокс и устройство для очистки яда.
Аккумулятор 12 В является источником питания, откуда электрический ток подается на преобразователь, генерирующий частоту импульсов 1,0 0,2 кГц. С выходной обмотки трансформатора через переключатель сигнал подается на ядосборные рамки. Работой преобразователя управляет схема запирания, которая является электронным ключом, фиксирующим деятельность пачки импульсов и паузы. Принцип действия электростимуляторов основан на преобразовании постоянного тока в импульсный.
В настоящее время выпускаются различные электростимуляторы, отличающиеся своими характеристиками. Широко используются электростимуляторы «Bis-3» и «Пчелка» производства рижских кооперативов. Первый рассчитан на подключение 10 ядосборных рамок, второй - сорока. Серийное производство стимуляторов УЯС-1 налажено на опытном заводе «Лентеплоприбор» (г. Санкт-Петербург), «Апис-50» - на Новороссийском заводе «Прибой».
УЯС-1 имеет световую и звуковую сигнализацию наличия выходных импульсов (исправности прибора). Питание осуществляется как от аккумулятора, так и от сети. Устройство комплектуется блоками управления и ядосборными рамками от 1 до 5 штук.«Апис-50» рассчитан на подключение до 30 ядосборных рамок.
Первый отечественный серийный стимулятор с рамками-ядоприемниками серии «НИИХ ГГУ» демонстрировался сотрудниками кафедры физиологии Нижегородского государственного университета на Международном конгрессе по пчеловодству в 1971 г.
В настоящее время разработана технология «Сполох» (Ошевенский Л.В., Крылов В.Н., 1997), принцип работы которого основан на поиске оптимального раздражителя, провоцирующего пчел к ужалению без повреждения функциональных систем организма.
Диапазон частот электрораздражителя, вызывающих реакцию пчел без повреждения нервно-мышечной системы, составляет 200-5000 Гц, причем максимальная амплитуда может достигать 70-90 Вольт. Оптимальной амплитудой авторы считают 30 Вольт. При этом максимальная частота электродов (загрязняющихся прополисом) достигается при соотношении длительности импульсов к длительности пауз от 0,5:1,5 до 1:1. Важным моментом этой технологии является создание сигнала, отличающегося от периодического. Поэтому указанные частоты и амплитуда вырабатываются в стимуляторе по принципу «белого шума». Нарушение ритмичности сигнала при приближении его к сигналу шума приводит к увеличению производительности устройств для получения яда, при этом возбудимость пчел после стимуляции не изменяется.
В то же время возбудимость пчел при стимуляции периодическим сигналом возрастает через сутки при снижении непосредственно после стимуляции. Вероятно, это связано с неадекватным влиянием на центральную нервную систему насекомых и является причиной снижения медо- и пыльцепродуктивности при раздражении пчел стимуляторами периодических прямоугольных импульсов.
Для точного дозирования величины сигнала используется устройство «Сполох К», которое обеспечивает точную настройку любого электростимулятора с учетом состояния пчелиной семьи, температуры и влажности.
Устройство имеет вид линейки с электродами. Потенциал электродов линейно возрастает от одного ее конца к другому. Пчелы, пересекая линейку, получают удары тока разной величины, чем обеспечивается разное количество ужалений по длине индикатора. Информация с линейки считывается автографическим методом. Авторы установили, что яд, реагируя с фотоэмульсией, оставляет отпечаток в виде пятен с низкой оптической плотностью, пропорциональной его количеству на отрезках линейки-индикатора.
Ядосборные рамки по своим размерам соответствуют конструкции улья, но наиболее универсальны рамки 435 х 230 мм. В верхнем (470 мм) и нижнем (435 мм) брусках сечением 16 х 12 мм вырезают пазы (10 х 5 мм), в середине которых делают пропил (5 х 2 мм). В пазы вставляют опорную пластину из алюминия, дюраля или стали толщиной 2 мм. Вокруг пластины через бруски натягивают в 2 ряда ни хромовою проволоку (0,3 мм), пропуская ее по поперечным пропилам обеих брусков, расположенным через 3 мм друг от друга. Всего помещается от 70 до 110 витков (около 60 м проволоки). На верхнем бруске закрепляют проволоку с одной стороны гвоздиками или болтиками, с другой - к проволоке крепят электрический изолированный провод с вилкой или специальным разъемом. По обе стороны от опорной пластины вдвигаются в рамку 2 стекла. Расстояние между стеклом и проволокой 0,4-0,6 мм, но не более 1 мм. Применяют специальные кассеты в виде надставок, оснащенные только электродами и стеклами без рамок. Электроды из нихромовой проволоки натянуты попарно на расстоянии 3 мм, а от плоскости ядосборных стекол - 1 0,1 мм. В кассете один выход к электростимулятору. Наружные размеры кассет соответствуют размерам магазинов и устанавливают их как обычные магазинные надставки.
Пчелы, попадая на электроды ядосборных устройств, замыкают электрическую сеть, подвергаются слабому воздействию электрического тока и жалят, выдвигая жало в пространство между проволокой и стеклом. Яд выливается на поверхность стекла, образуя подтек, который высыхает за 10-15 минут.
Ядосборные стекла из шлифованного 3-х или 4-миллиметрового стекла предварительно моют поверхностно-активными веществами и стерилизуют 70 %-м этиловым спиртом. Ядосборные рамки со стерильными стеклами транспортируют в специальных контейнерах-кассетниках для постановки в улей.
Способы отбора яда различаются по месту размещения ядосборных устройств. Внутриульевой способ предполагает постановку ядосборных рамок вертикально внутри гнезда между сотами или горизонтально под расплодным корпусом, на пол улья, над сотами гнезда. Внеульевой способ с размещением ядосборных устройств около летка и на краю пасеки с использованием приманивающих пчел подкормок не получил распространения из-за малого количества получаемого яда, а также из-за загрязнения его примесями, снижающими качество продукта (пыльца и прочее).
Размещают рамки с 2 сторон расплодной части гнезда на расстоянии около 20 мм от ближайшего сота или на высоте 10 мм от брусков гнездовых рамок при отборе яда над гнездом. Рамки и кассеты ставят в гнездо непосредственно перед получением яда после окончания лета пчел или рано утром за 1 час до массового вылета пчел.
Максимально допустимое воздействие током - 3 часа (по 1 часу с перерывом 15 минут). Через 15-20 минут после электростимуляции ядосборные устройства вынимают без применения дымаря и помещают в специальный контейнер для транспортировки.
Параметры раздражения пчел подбирают с учетом погодных условий (уменьшают напряжение на электродах с 30 до 24 В и частоту импульса с 1000 до 800 Гц при повышении влажности воздуха), а также породы пчел, их физиологического состояния, силы пчелиной семьи, количества ядосборных устройств в улье и их конструкции.
Яд отбирают от семей, имеющих не менее 10улочек пчел и 6-7сотов с расплодом, за 30-40 дней перед главным медосбором, не чаще 1 раза в 10-12 дней. Семьи не должны испытывать дефицит в белковом корме. Возможен однократный отбор яда сразу после медосбора. Обязательно наличие поддерживающего взятка в период отбора яда.
Не рекомендуется получать яд при высокой влажности воздуха (после дождя) и в холодный период. Для предотвращения гибели расплода из-за резкого повышения температуры в гнезде и для уменьшения выкучивания пчел из улья на время отбора яда убирают из ульев утепление, увеличивают просветы верхних и нижнего летков.
Оптимальным считается следующий режим воздействия на пчел электрическим импульсным током: продолжительность импульса - 2 с, пауза - 3 с, напряжение - 24-30 В, частота импульса - 1000 Гц.
Длительность паузы должна быть всегда больше, чем длительность импульса, что дает пчеле возможность уйти от повторного воздействия.
Отобранные из улья ядосборные устройства переносят в лабораторию. Яд счищают лезвием бритвы или скребком в специальном застекленном боксе. При необходимости перед этим применяют принудительную сушку ядосборных устройств в камере с электротепловентилятором при температуре не более 400С.
Сухой яд просеивают через капроновое сито (0,3 мм) в баночки из темного стекла с притертыми пробками, стерилизованные 70 %-м этиловым спиртом и маркированные этикеткой «Пчелиный яд сырец, масса … г». Баночки хранят в эксикаторах (сухой яд гигроскопичен) при 150С в течение суток, при - 200С - более суток.
При всех операциях с пчелиным ядом избегают попадания на него солнечного света и контакта с ним работающих операторов. Обязательна защита слизистых и верхних дыхательных путей марлевой повязкой, респиратором и пылезащитными очками. Соскабливание, просеивание и фасовка пчелиного яда должны проводиться в стерильных ручных боксах.
Правила получения пчелиного яда на пасеках и его тестирования в лабораториях представлены в следующих нормативных докментах: «Положение о работе на пасеках при производстве пчелиного яда», «Положение о работе с ядом в полевой лаборатории по тестированию», «Инструкция по технике безопасности работ с пчелиным ядом и хранение его образцов».
За сезон получают от семьи 1-2 г яда без снижения ее медопродуктивности или до 10 г с потерей производства меда.
В республике Молдова при отборе яда в утренние часы (с 5 до 9 часов) с продолжительностью сеанса 45-60 минут и периодичностью 1 отбор в 12 дней максимальная продуктивность составляла 767 мг яда за 1 сеанс и 3,5 г яда за сезон с 1 пчелиной семьи.
Качество получаемого яда определяется породой пчел, силой семьи, сроками отбора, суточным приносом нектара, количеством и расположением ядосборных рамок или кассет, периодичностью электростимуляции. Наибольшее количество яда с максимальной гемолитической активностью можно получить от пчел среднерусской расы. Максимальная ядопродуктивность пчел и биологическая активность яда обеспечиваются при содержании сильных семей в условиях продолжительного пчеловодного сезона, при наличии постоянного поддерживающего взятка, при внутригнездовой постановке 2 ядосборных рамок или кассет между крайними медовыми сотами. Установка ядосборных кассет у летка, над или под гнездом, а также «тотальная электростимуляция» менее эффективны.
В настоящее время накоплен большой опыт по использованию пчелиного яда. На его основе производятся лекарственные средства: апифор (таблетки для электрофореза); мази апизартрон, вирапин, апировен, меливенон; для подкожных инъекций - венапиолин, апитоксин, апикаин. Препараты пчелиного яда снимают острые боли и воспалительные процессы при ревматоидном артрите, радикулите, используются при лечении ишиаса, воспалений тройничного и седалищного нервов, различных неврозов, оказывают тонизирующее действие на сердечную мышцу, понижают свертываемость крови, повышают содержание гемоглобина в крови.
В Научно-исследовательском инсти-
туте пчеловодства разработана научно
обоснованная технология получения пче-
линого яда-сырца на пасеках. Используя
эту технологию, за разовую стимуляцию
можно получить в среднем 700 мг высо-
кокачественного пчелиного яда-сырца от
одной семьи, а от сильной - до 1,5 г.
Для семей пчел, от которых плани-
руется получать яд, с весны создают весь
комплекс условий, направленный на их
интенсивный рост и развитие. Особое вни-
мание уделяют обеспеченности пчел се-
мей обильным и полноценным белковым
кормом, так как при отборе яда от пчел
снижается содержание белка и жира в их
организме. Кроме того, лишь полноцен-
ное белковое питание молодых пчел во
многом определяет развитие секреторных
клеток ядовитых желез, количество яда
и его биохимический состав (качество).
Получать яд можно только от семей,
прошедших период смены перезимовав-
ших пчел и имеющих массу не менее 2,5 кг
(10 улочек).
Наибольшего развития ядовитая железа достигает у летних (июльских) пчел, она меньше у весенних (май) и осенних (сентябрь). Длина ядовитой железы, характеризующая степень ее развитости, соответствует степени агрессивности пчел разных рас. Наибольшая длина железы у среднерусских, наименьшая – у серых горных кавказских; украинские пчелы занимают промежуточное положение. Среднерусские пчелы с первых дней жизни имеют развитые железы, а у серых горных кавказских они достигают наивысшего развития к 14-му дню.
Яд растворим в воде, в растительных маслах. Тяжелее воды: относительная плотность 1,8-1,13. Содержит 30-48 % сухих веществ. Устойчив при замораживании. Разрушается окислителями (Н2О2), этиловым спиртом, концентрированными кислотами, щелочами, солнечным светом.
В центральных областях России пчелиный яд следует получать со второй половины мая до начала июля и один раз сразу же после окончания главного медосбора (конец июля - начало августа), что определено биологией пчелиной семьи и физиологией пчел. Дело в том, что степень развития ядовитых желез имеет ярко выраженный сезонный характер. Пчелы летней генерации имеют максимально разви-
тые железы и наибольшее количество яда в резервуарах большой и малой ядовитых
желез. У пчел осенней генерации количество яда в организме снижается.
Отбирать яд от пчел следует с интервалом 12 дней, что обусловлено длительностью развития печатного расплода, периодом максимального накопления яда в организме молодых пчел и продолжительностью жизни пчел, отдавших яд.
У летной пчелы после отбора запас яда
не восстанавливается ввиду дегенерации
секреторных клеток ядовитых желез.
Размещают рамки с 2 сторон расплодной части гнезда на расстоянии около 20 мм от ближайшего сота или на высоте 10 мм от брусков гнездовых рамок при отборе яда над гнездом. Яд необходимо отбирать ранним ут-
ром за 2 - 3 ч до начала лёта пчел, когда в
медовом зобике содержится минимальное
количество корма. Отбор яда от пчел в
дневные часы приводит к его сильному
засорению пыльцевыми зернами, кристал-
лами сахара, который попадает на ядо-
сборные устройства при отрыгивании со-
держимого медового зобика, что досто-
верно снижает качество яда.
Продолжительность сеанса по отбору
яда не должна превышать 3 ч. Основное
количество яда (74,2%) получают за пер-
вый час электростимуляции семьи пчел.
После 3 ч воздействия электрическим то-
ком в семье остается не более 10% пчел,
не отдавших яд.
Оптимальный режим воздействия
электрическим импульсным током на
пчел следующий: напряжение - 27 В,
продолжительность импульса - 2 с, пау-
за - 3 с, частота - 1000 Гц. В условиях
повышенной влажности уменьшают на-
пряжение до 24 В, частоту до 800 Гц, про-
должительность импульса до 1 с, паузы
до 1,5 с. В условиях повышенной сухости
воздуха, напротив, увеличивают напря-
жение до 30 В, частоту до 1200 Гц, про-
должительность импульса до 3 с, паузу
до 4,5 с.
Длительность паузы должна быть всегда больше, чем длительность импульса, что дает пчеле возможность уйти от повторного воздействия
Устройства для сбора яда устанавливают и снимают, не используя дым.
Максимальную отдачу яда, не травмируя пчел, и эффективную работу обеспечивают ядоотборные устройства, у которых электроды находятся на расстоянии 3 мм, а зазор между стеклом и электродом - 0,5+0,1 мм (рис. 80).
Рис. 80
Прибор для получения пчелиного яда:
1 - ядоприемная рамка; 2 - верхний и нижний бруски рамки; 3 -
стекло; 4 - аккумулятор; б- мектростимулятор.
Важно, чтобы плоскости стекла и
злектродов совпадали по всей площади
рамки.
Ядоотборные рамки следует устанавливать по две в гнездо (справа и слева от
расплодной части гнезда) и одну поверх
гнезда, это обеспечивает увеличение вы-
хода яда в 3 - 4 раза по сравнению с раз-
мещением одной рамки в гнезде или над
гнездом.
Перед постановкой ядоотборных ра-
мок необходимо сформировать в гнезде
колодцы шириной 50 мм, чтобы обеспе-
чить улочку в месте постановки ядоотбор-
ных устройств шириной 20 мм.
Ядоотборные устройства помещают в
ульи непосредственно перед получением
яда. На заранее установленные устройст-
ва пчелы откладывают воск и прополис,
поэтому необходимо использовать защит-
ные пленки. В этом случае можно увели-
чить выход яда на 40 - 70%. Яд, получен-
ный под пленкой, имеет меньшую влаж-
ность и более высокую гемолитическую
активность, содержит в 10 раз меньше не-
растворимых остатков и в 3,6 раза мень-ше сахара по сравнению с допустимыми
нормами.
На время отбора яда из ульев необхо-
димо удалить утеплительные материалы
и холстики. Яд счищают со стекол в спе-
циальном застекленном боксе, который
защищает слизистую оболочку глаз и
дыхательных путей оператора. Дополни-
тельно оператор одевает марлевую повяз-
ку, закрывающую рот и нос.
Российские химики будут изучать самые необычные и плохо исследованные яды. Зачем им это нужно и какая польза человечеству от изучения отравы, узнал «КШ».
Фиолетовая пушистка смотрит гладкими, похожими на капельки жидкого металла глазками. Из грунта, покрывающего дно террариума, кроме глаз торчат темные мохнатые ножки. Вообще, этот паук из рода пецилотерии обычно живет на пальмах Шри-Ланки. Он строит воздушные гнезда на деревьях, а если неосторожный любитель бананов или кокосов потревожит его покой, паук стремительно пикирует на обидчика, прокусывает кожу и впрыскивает несколько миллиграмм яда. Человек остается жив, но страдает мучительными судорогами - долго, иногда на протяжении многих недель.
В настоящее время пауки, яд которых представляет смертельную опасность для человека, достаточно хорошо изучены, - говорит Антонина Беркут, сотрудник группы молекулярных инструментов для нейробиологии Института биоорганической химии (ИБХ) им. М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН. - Мы же интересуемся необычными ядами наподобие того, что выделяют эти пауки. Интересно изучить его состав и понять, за счет чего так долго проявляется токсичность.
Выпускник биологического факультета МГУ им. Ломоносова, кандидат химических наук, старший научный сотрудник ИБХ РАН.
Именно на изучение необычных свойств ядов, а также ядов мало исследованных животных получили грант РНФ ученые из ИБХ РАН под руководством биохимика Александра Василевского . Многоножки, медузы, морские ежи, скаты-хвостоколы и жуки-листоеды в силу разных обстоятельств нечасто привлекали к себе внимание ученых: кто-то казался не очень опасным, другие обитали там, где долго не ступала нога европейца, а третьих вообще долгое время считали неядовитыми. Ученые будут разбираться, какие именно вещества отвечают в неизвестных ядах за токсичность, и определят молекулярный механизм их действия. В дальнейшем благодаря этому знанию можно будет не только создавать противоядия, но и разрабатывать на основе токсинов лекарства.
Мы подумали, что если в известных ядах обнаружено много интересных с точки зрения применения веществ, то, возможно, мы найдем что-то подобное у малоизученных животных, - рассуждает Александр Василевский. - При отборе мы руководствовались несколькими критериями. Помимо того что оно должно быть мало изучено, животное должно быть доступно, то есть обитать на территории России или продаваться в питомниках или зоомагазинах. Ну, и необходимо, чтобы было указание на какое-то необычное действие токсинов.
Столько может убить бразильский странствующий паук одной порцией своего яда.
Яды животных для ученых, которые любят разгадывать тайны природы, - настоящий Клондайк. Само явление ядовитости - древнейшая форма защиты и химического общения - породило такое количество токсинов и способов защиты от них, что разбираться в них можно десятилетиями. Например, интересно узнать, почему щелезубы - млекопитающие со вздорным характером - не имеют иммунитета к собственному яду и погибают от незначительных царапин, которые иногда наносят сами себе во время драки? Или как так получилось, что некоторые виды, например, обычная свинья, спокойно переносит укус гремучей змеи? Почему яды пауков содержат тысячи компонентов, а яд пчелы - всего два?
Известно, что в южной части Африки обитают жучки диамфидии, - рассказывает Петр Опарин, тоже работающий в группе молекулярных инструментов для нейробиологии. - Аборигены добывают из них высокотоксичное вещество. Это, по всей вероятности, один из самых ядовитых природных токсинов, так как отравленная стрела поражает взрослых слонов и жирафов. Но что это за вещество и как оно работает, никто не знает. Так как в России этими жуками никто не занимается, мы решили изучить их родственников - колорадских жуков. Их гемолимфа также имеет токсический эффект и на животных действует избирательно.
В лаборатории, где изучают яды, опасных существ стараются не держать. Единственное животное, которое здесь обитает постоянно, - шпорцевая лягушка, белесое создание, похожее на крупный вареный пельмень c лапками. Она не ядовита вовсе, но зато с ее помощью удобно оценивать токсичность ядов.
Страшные мохнатые пауки с размахом лап в 15 сантиметров живут в Московском зоопарке под присмотром арахнолога Даниила Осипова, оттуда биохимики, как правило, получают на руки пузырек с ядом. На столе стоит пробирка с прозрачной слегка вязкой жидкостью - это яд одного из самых опасных пауков-птицеедов. Он обитает в Африке и внушил там панический ужас местным жителям своей агрессивностью и стремительностью передвижения. Ученые предполагают, что именно из-за него у человечества развилась арахнофобия. Добыть яд у такого монстра - особое искусство. Начнем с того, что паука доят. «Доильный аппарат» представляет собой специальную коробку для насекомого, углекислый газ и два электрода.
Доение паука - не такая уж и новая технология, её разработали ещё в 50-х. Совсем другое дело - подоить морского ежа.
Паука усыпляют при помощи углекислого газа, затем его ударяют током, и он выделяет яд. Если паука давно не доили, удой может составить 4 миллиграмма яда. В среднем доить насекомое можно два-три раза в неделю, - говорит Антонина Беркут. - Занятие это опасное, поэтому специалист обязательно надевает резиновые перчатки и даже спящего паука держит длинным пинцетом - на всякий случай.
При всей экзотичности процесса доение паука - не такая уж новая технология. Различные методики стали придумывать с тех пор, как химики в 1950-е всерьез занялись изучением яда пауков для поиска противоядий. Свои традиции добычи яда сложились как в бразильском Бутантане, старейшем институте по изучению животных ядов, так и у отечественных ученых, например, в отделе молекулярной нейробиологии ИБХ РАН, возглавляемом академиком Е.В. Гришиным.
Совсем другое дело - подоить морского ежа. С такой необходимостью даже в научном мире люди сталкиваются нечасто. За ежами биохимики идут в зоомагазин. Правда, обычно любители аквариумистики покупают их по одному, а на работу в лабораторию требуется большое количество иглокожих, так что приходится звонить заранее и просить собрать во имя науки крупную партию.
Такова вероятность того, что укус гадюки не приведёт к развитию интоксикации и ухудшению общего состояния.
Сложность в том, что в ежах яда не так много, - объясняет сотрудник Группы молекулярных инструментов для нейробиологии Мария Сачкова. - Чтобы получить несколько грамм - чайную ложку - жидкости, нужно привлекать десятки ежей. Какого-то общепризнанного метода отнятия яда здесь не существует, поэтому данный процесс - сплошное творчество. Мы попробовали, например, применить электростимуляцию: тут важно подобрать правильное напряжение, чтобы разозлить ежа, но не угробить. Второй способ добыть яд - обстричь ядовитые педицеллярии (особые скелетные образования - КШ) на теле животного и затем из них экстрагировать нужное вещество. Но ежи при этом, конечно, уже не выживают.
Часть полученных учеными ядов сразу идет в работу, оставшееся отправляют на хранение: в замороженном виде вещество сохраняет свои свойства месяцами, а в высушенном - десятки лет. Для высушивания яд помещают в особое устройство, вытягивающее влагу. Высушенный яд представляет собой россыпь кристаллов - желтых или белых, как свежевыпавший снег.
В нашем отделе есть «волшебный сундук», где яды хранятся с 70-х годов, - раскрывает местные тайны Антонина Беркут. - В основном яд скорпионов и змей, отловленных в Средней Азии. Иногда мы обращаемся к этим порошкам: чтобы восстановить яд, достаточно добавить определенное количество воды.
«Волшебный сундук» с раритетными ядами стоит в коридоре Института биоорганической химии. Это большой холодильник, мигающий цифрой –70°С. В нем, упакованные в стеклянные банки и пластмассовые коробочки, лежат яды скорпионов и змей. Их собрали тогда, когда изучение биоядов переживало настоящий бум. В СССР, например, постоянно работали девять серпентариев, которые за год собирали 5–7 килограммов сухого змеиного яда.
Во столько яд морских змей токсинее яда самой ядовитой наземной змеи.
Получив возможность изучать вещества на молекулярном уровне, ученые определили, что яды - это сложные коктейли из десятков, а иногда сотен и тысяч различных токсинов. Значительная часть из них - нейротоксины, то есть вещества, действующие на нервные клетки. Внешне их действие очень похоже: у человека наступает паралич мышц, и он умирает либо от остановки сердца, либо от остановки дыхания. Но, несмотря на сходство симптомов, строение токсинов, а также механизм их действия оказались разными. Показательно, что пристальный интерес биологов и химиков именно к нейротоксинам позволил сделать одно из важнейших открытий ХХ века: описать молекулярную систему, обеспечивающую работу нервной клетки.
С помощью нейротоксинов змей и скорпионов, ученые изучили структуры, на которые они воздействуют, - натриевые и кальциевые каналы в мембранах клеток, - рассказывает Александр Василевский. В организме они отвечают за проведение нервных импульсов и сокращение мышц. Токсины прикрепляются к определенного вида каналам, блокируют их работу или, наоборот, активизируют ее и тем самым вносят дисбаланс в работу клеток.
Со временем стало ясно, что мембраны нервных клеток как будто специально «начинены» огромным количеством рецепторов разных видов, которые могут взаимодействовать с огромным количеством токсинов. То есть нейротоксины - это высокоточный молекулярный инструмент воздействия на нервную систему человека. Зная структуру ионных каналов, можно искусственно создавать вещества, способные регулировать работу нервной клетки, например, блокировать прохождение нервных импульсов.
Человеку достаточно получить нанограммы ботулотоксина - и он погибнет.
Одно из интересных с этой точки зрения веществ - латротоксин, названный так в честь паука латродектуса (каракурта, или черной вдовы). Это одно из немногих сильноядовитых членистоногих, обитающих на территории России, - он водится в покрытых полынью астраханских степях, Причерноморье и Приазовье. Впрочем, в жаркие годы некоторые отчаянные особи добираются и до Подмосковья. Особо опасным для человека яд этого небольшого паука делает именно латротоксин, отличающийся от других токсинов строением и действием.
Как правило, нейротоксины - это небольшие белки, пептиды, у которых есть своя мишень в организме жертвы - ионные каналы, - говорит биохимик Петр Опарин. - Латротоксин, в отличие от них, крупный белок, который, как оказалось, сам образует белковые комплексы и из них «производит» собственный канал, встраиваясь в мембрану клетки. Как именно это происходит, до сих пор неизвестно. В результате из нервного окончания начинают массово выбрасываться нейромедиаторы, что приводит к истощению нервного окончания и, как следствие, полному параличу. Мы изучаем, как именно устроен латротоксин, потому что он является уникальным экзогенным внеклеточным ионным каналом, то есть потрясающе сложной транспортной системой. Интересно, что в яде черной вдовы содержатся похожие токсины, безвредные для человека, но смертельные для насекомых. Этот эффект в дальнейшем можно использовать для создания нового вида инсектицидов, которые поражают вредных насекомых. В условиях, когда вредители научились приспосабливаться к существующим препаратам, на это направление возлагают огромные надежды.
Ученых, занимающихся ядами, все время спрашивают, какой же из них самый сильный. И те все время отвечают разное, потому что разные организмы реагируют на один и тот же яд по-разному. Одни называют палитоксин, который содержится в кораллах и продуцируется вирусом-симбиотом. Он активно поражает коронарные сосуды и останавливает сердце. Другие вспомнят тетродотоксин, которым начинены внутренности японского деликатеса - рыбы фугу. До сих пор от яда рыб этого семейства погибают несколько человек в год: их не успевают довезти от ресторана до больницы. Но все-таки самые сильные токсины - бактериальные. Их производят бактерии Clostridium botulinum - крошечные микроорганизмы, которые любят селиться в бабушкиных грибочках и консервированном мясе. Чтобы отравиться насмерть, человеку достаточно получить несколько сотен тысяч молекул этого вещества, это миллионные доли грамма.
Правда, в некоторых случаях самый страшный токсин может вылечить. Не зря исходное слово «фармакон» в переводе с греческого означает и лекарство, и яд. Например, хлоротоксин сегодня рассматривают как агент для лечения онкологических заболеваний. Он содержится в яде желтого палестинского скорпиона. От его уколов в Северной Африке каждый год гибнут десятки человек, в основном дети. Тем не менее именно хлоротоксин в малых количествах взаимодействует с клетками глиомы - опухоли мозга - и блокирует их подвижность, то есть останавливает развитие метастазов.
Показательно, что близкий гомолог хлоротоксина первыми выделили ученые Института биоорганической химии еще в 70-е годы, - рассказывает Мария Сачкова. - Но тогда просто определили, что он является нетоксичным для млекопитающих. Когда мы увидели публикации, доказывающие противораковую активность хлоротоксина, то решили проверить в этом направлении наш токсин и получили похожие результаты. Сейчас мы работаем с клеточными культурами и готовим материалы к публикации.
Не менее интересные результаты дает и работа биохимиков с ядами других скорпионов. Оказалось, что токсины можно использовать для лечения аутоиммунных заболеваний - рассеянного склероза, ревматоидного артрита и диабета первого типа.
Хотя причина многих из этих заболеваний до сих пор неизвестна, механизм их развития во многом схож, - рассказывает сотрудник группы молекулярных инструментов для нейробиологии Алексей Кузьменков. - Например, доказано, что за аутоиммунность отвечают определенные Т-лимфоциты, и если заблокировать в этих клетках калиевые каналы, то заболевание останавливается. Такой эффект был показан в начале 2000-х годов, и сегодня несколько препаратов проходят клинические испытания. И при этом медики постоянно ищут новые формулы: так как до сих пор эффективной терапии некоторых аутоиммунных заболеваний нет, фармкомпании вкладывают в эту область гигантские средства.
Токсины триумфально ворвались в медицину, но, надо признать, до конкретных фармакологических препаратов на основе биотоксинов дело пока доходит нечасто. Один из ярких примеров такого успеха - болеутоляющее на основе конотоксина, выделенного из яда моллюска конуса. Оно поступило в продажу в 2004 году и считается более сильным, чем морфий. Другие болеутоляющие токсины, находящиеся на стадии доклинических испытаний или уже прошедшие их, выделили сотрудники ИБХ РАН.
Основные сложности при разработке подобных препаратов - их токсичность и низкая эффективность, - объясняет Александр Василевский. - Когда мы оцениваем действие вещества на изолированной культуре клеток, все проходит хорошо, а когда вещество попадает в организм, на него влияют десятки других факторов, которые подавляют его действие. В итоге из потенциальных тысяч соединений годным оказывается одно.
Чтобы найти ту самую «волшебную» молекулу, требуются месяцы работы и самое современное оборудование. После того как ученые отбирают несколько перспективных с точки зрения воздействия веществ, специфику их токсичности проверяют на ооцитах шпорцевой лягушки - они большие, и в них почти нет собственных ионных каналов. Если речь идет о препарате для человека, в ооцит предварительно вводят мРНК человека, которая кодирует интересные ученым ионные каналы. Если токсин оказывается эффективным, ученые определяют его структуру и для дальнейшей работы воссоздают его методами генной инженерии - клонируют в гене бактерии. Иначе никаких пауков не напасешься.
С одной стороны, обнаружить нужный токсин - все равно что отыскать иголку в стоге сена. С другой стороны, обнадеживает тот факт, что иголок может быть огромное количество, а сам стог сена имеет поистине вселенские размеры.
Количество токсинов почти бесконечно,- говорит Василевский. - Представьте: если в яде одного паука порядка тысячи токсинов, а самих пауков 40 000 видов, мы получаем миллионы веществ. Перед нами огромная библиотека, созданная природой. Мы проверяем амбициозную идею, согласно которой в нервной системе можно выбрать любой рецептор и отыскать к нему свой «ключ». Интересно, что пока она подтверждается.
