DOI: https://doi.org/10.1038/s42003-024-06019-6
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38519650
تاريخ النشر: 2024-03-22
المؤلف: Mátyás A. Bittenbinder وآخرون
الموضوع الرئيسي: لدغات الحيوانات السامة والدراسات
نظرة عامة
يمثل تسمم لدغة الثعبان تحديًا كبيرًا للصحة العامة، حيث يؤدي إلى حوالي 2.5 مليون حالة سنويًا، مع تقديرات للوفيات تتراوح بين 81,000 إلى 138,000. الأسباب الرئيسية للوفيات هي سموم العنكبوت التي تسبب اضطرابات قلبية وعائية، سمية عصبية، وإصابة حادة في الكلى، بينما تنشأ الأمراض من السموم التي تلحق الضرر بالأنسجة والتي تدمر الخلايا وتفكك المصفوفة خارج الخلوية. كانت التصنيفات التقليدية لهذه السموم الخلوية تعتمد على الأنسجة المتأثرة (مثل، سموم القلب، سموم العضلات)، والتي تعتبر ظواهرية بدلاً من آلية. تدعو هذه المراجعة إلى تصنيف آلي للسموم الخلوية، مع التأكيد على الآليات الأساسية لتلف الأنسجة الناتج عن السموم وآثارها السريرية.
تسلط المراجعة الضوء على التأثيرات المتنوعة لسموم الثعابين، التي تتكون من ببتيدات وبروتينات تطورت لتعطيل المسارات الفسيولوجية في الفريسة ولكنها تلحق أيضًا ضررًا شديدًا بالبشر. يمكن تصنيف المظاهر السريرية للتسمم إلى ثلاث أمراض رئيسية: السمية العصبية، السمية الدموية، وآثار تلف الأنسجة، بما في ذلك السمية الخلوية. تنتج التأثيرات السمية العصبية عن السموم التي تعطل النقل المشبكي، مما قد يؤدي إلى نتائج خطيرة مثل الشلل التنفسي. فهم هذه الآليات أمر حيوي لتطوير استراتيجيات علاجية جديدة ومعالجة الآثار الاجتماعية والاقتصادية الكبيرة لتسمم لدغة الثعبان، خاصة في الفئات السكانية الضعيفة مثل العمال الزراعيين الشباب الذكور في نقاط ساخنة لدغات الثعابين عبر أفريقيا جنوب الصحراء، وجنوب وجنوب شرق آسيا، وأمريكا اللاتينية.
مناقشة
تؤكد قسم المناقشة في ورقة البحث على الحاجة إلى تسمية معدلة لمكونات السموم الخلوية لتعزيز الوضوح في تصنيف سموم لدغة الثعبان. تاريخيًا، كانت السموم تُصنف بناءً على تأثيراتها، مثل السمية العصبية والسمية الدموية، ولكن هذه الطريقة غير كافية حيث يمكن أن تؤدي فئات السموم المختلفة إلى أمراض مشابهة من خلال آليات جزيئية متميزة. يقترح المؤلفون تصنيفًا آليًا، داعين إلى استخدام مصطلح “سموم ثلاثية الأصابع السامة (3FTx)” ليشمل كل من النشاط وعائلة البروتينات لهذه السموم، مما يقلل من الالتباس. كما يقترحون أن يتم استبدال مصطلح “سموم العضلات” بـ “PLA2s السامة للخلايا” لتعكس بدقة نطاق النشاط الأوسع لهذه الإنزيمات خارج خلايا العضلات.
تحدد الورقة أيضًا آليات عمل مكونات سامة مختلفة، بما في ذلك التأثيرات السامة المباشرة من 3FTxs وPLA2s، التي تعطل أغشية الخلايا وتسبب موت الخلايا. تسلط الضوء على التأثيرات التآزرية لهذه السموم، وخاصة كيف تعزز 3FTxs السامة للخلايا تأثيرات PLA2s، مما يؤدي إلى زيادة السمية الخلوية والألم. بالإضافة إلى ذلك، يناقش المؤلفون دور تحلل المصفوفة خارج الخلوية (ECM) بواسطة الميتالوبروتيناز والهالورونيداز في تسهيل انتشار السموم والمساهمة في تلف الأنسجة. كما يُلاحظ أن الاستجابة الالتهابية التي تثيرها مكونات السموم هي عامل مهم في تفاقم إصابة الأنسجة. بشكل عام، تؤكد النتائج على تعقيد علم الأمراض الناتج عن السموم والحاجة إلى مصطلحات دقيقة للمساعدة في تطوير استراتيجيات علاجية فعالة.
DOI: https://doi.org/10.1038/s42003-024-06019-6
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38519650
Publication Date: 2024-03-22
Author(s): Mátyás A. Bittenbinder et al.
Primary Topic: Venomous Animal Envenomation and Studies
Overview
Snakebite envenoming represents a significant public health challenge, leading to approximately 2.5 million cases annually, with mortality estimates ranging from 81,000 to 138,000. The primary causes of mortality are venom toxins that induce cardiovascular disturbances, neurotoxicity, and acute kidney injury, while morbidity arises from tissue-damaging toxins that destroy cells and degrade the extracellular matrix. Traditional classifications of these cytotoxins have been based on the affected tissues (e.g., cardiotoxins, myotoxins), which are phenomenological rather than mechanistic. This review advocates for a mechanistic classification of cytotoxins, emphasizing the underlying mechanisms of toxin-induced tissue damage and their clinical implications.
The review highlights the diverse effects of snake venoms, which consist of peptides and proteins evolved to disrupt physiological pathways in prey but also inflict severe harm on humans. The clinical manifestations of envenoming can be categorized into three main pathologies: neurotoxicity, haemotoxicity, and tissue-damaging effects, including cytotoxicity. Neurotoxic effects result from toxins that disrupt synaptic transmission, potentially leading to severe outcomes such as respiratory paralysis. Understanding these mechanisms is crucial for developing novel therapeutic strategies and addressing the substantial socioeconomic impacts of snakebite envenoming, particularly in vulnerable populations such as young male agricultural workers in snakebite hotspots across sub-Saharan Africa, South and Southeast Asia, and Latin America.
Discussion
The discussion section of the research paper emphasizes the need for a revised nomenclature for cytotoxic venom components to enhance clarity in the classification of snakebite toxins. Historically, toxins were categorized based on their effects, such as neurotoxicity and haemotoxicity, but this approach is inadequate as different toxin classes can induce similar pathologies through distinct molecular mechanisms. The authors propose a mechanistic classification, advocating for the term “cytotoxic three-finger toxin (3FTx)” to encompass both the activity and protein family of these toxins, thereby reducing confusion. They also suggest that “cytotoxic PLA2s” should replace the term “myotoxins” to accurately reflect the broader activity spectrum of these enzymes beyond muscle cells.
The paper further delineates the mechanisms of action of various cytotoxic components, including direct cytotoxic effects from 3FTxs and PLA2s, which disrupt cell membranes and induce cell death. It highlights the synergistic effects of these toxins, particularly how cytotoxic 3FTxs enhance the effects of PLA2s, leading to increased cytotoxicity and pain. Additionally, the authors discuss the role of extracellular matrix (ECM) degradation by metalloproteinases and hyaluronidases in facilitating toxin spread and contributing to tissue damage. The inflammatory response triggered by venom components is also noted as a significant factor in exacerbating tissue injury. Overall, the findings underscore the complexity of venom-induced pathology and the necessity for precise terminology to aid in the development of effective therapeutic strategies.