澳大利亚是世界上一些最危险的野生动物的家园。任何在澳大利亚东部户外活动的人都要小心蛇、蜘蛛、猛禽、鳄鱼、致命的锥体蜗牛和微小的有毒水母。
但不是所有人都知道的是,甚至有些树也会害了你。
专家对澳大利亚东北部刺树的毒液进行了研究,发现这些危险的植物会给粗心的流浪者注入化学物质,就像蝎子、蜘蛛和锥体蜗牛的刺中发现的化学物质一样。
带刺的树木
在澳大利亚东部的森林里,有一些有毒的荨麻树,人们经常践踏它们的栖息地。这些树在当地古比古比人的语言中被称为gympie-gympie(中文翻译为金皮树),在植物学拉丁语中被称为Dendrocnide(意思是“树刺”)。
叶子或茎不经意的瞬间触碰手臂,就足以引起数小时或数天的疼痛。据报道,在某些情况下,疼痛会持续数周。
一开始,金皮树的刺痛就像火一样,然后几个小时后,疼痛就会消退,让人想起受影响的身体部位被砰的一声关上的车门卡住了。最后一个阶段被称为异位性疼痛,会在刺痛后的几天内出现,在此期间,一些无害的活动,如洗澡或抓挠受影响的皮肤,会重新引发疼痛。
树木是如何引起疼痛的?
疼痛是一种重要的感觉,它告诉我们有些事情是错误的,或者有些事情应该避免。疼痛还造成巨大的健康负担,严重影响我们的生活质量和经济,包括鸦片危机等次要问题。
为了更好地控制疼痛,我们需要更好地了解它。一种方法是研究诱发疼痛的途径,这是通过更好地定义金皮树的致痛机制来实现的。
这些植物是如何引起疼痛的?事实证明,它们与有毒动物有很多共同之处。
这种植物覆盖着被称为毛状体的空心针状毛,毛状体用硅加强。像普通的荨麻一样,这些毛状物含有有毒物质,但它们一定有其他的物质来维持那么多的疼痛。
早期对石斛属植物的研究发现了一种名为莫瑞丁(moroidin)的分子,人们认为这种分子会引起疼痛。然而,在给人体注射吗啡苷的实验中,并没有引起完全刺痛的一系列明显的疼痛症状。
找到罪魁祸首
专家研究了澳大利亚巨大的刺树——Dendrocnide excelsa的刺毛。我们从这些毛发中提取精华,将它们分离成各自的分子成分。
在实验室测试时,其中一个分离的部分引起了显著的疼痛反应。我们发现它含有一个小家族的相关微蛋白,其大小明显大于莫瑞丁(moroidin)。
然后,研究者分析了所有在金皮金皮叶子中表达的基因,以确定哪一个基因可以产生我们神秘毒素的大小和指纹。因此,我们发现即使在实验室合成并单独应用时,也能复制疼痛反应的分子。
石斛的基因组也被证明含有类似的编码毒素的基因。这些树突肽被命名为金皮潮(gympietides)。
什么是金皮潮(Gympietides)
金皮潮具有复杂的三维结构,通过分子内形成的打结形状的连接网络保持稳定。这使得它非常稳定,这意味着一旦注射到受害者体内,它很可能在很长一段时间内保持完整。事实上,有传闻称,即使是保存在植物标本室的100岁有刺的树标本,仍然会产生疼痛的刺痛。
令人惊讶的是,这些金皮潮的3D结构与蜘蛛毒素和锥蜗牛毒液的形状相似。这是这些毒素如何发挥作用的重要线索,因为众所周知,蝎子、蜘蛛和锥体蜗牛的类似毒液肽会影响神经细胞中的离子通道结构,而离子通道是疼痛的重要介质。
具体来说,金皮潮会干扰人体传导疼痛信号的重要途径,即电压门控钠离子通道。在受金皮潮影响的细胞中,这些通道不能正常关闭,这意味着细胞很难关闭疼痛信号。
全面的了解可能会带来新的治疗方法
澳大利亚带刺树产生的神经毒素在分子结构和注射方式上都类似于毒液。把这两件事放在一起看,两种截然不同的进化过程似乎汇聚在了相似的解决方案上,从而赢得了制造痛苦的最后阶段。
在这个过程中,进化也为我们提供了一个宝贵的工具来理解痛苦是如何产生的。金皮潮影响离子通道和神经细胞的确切机制目前正在研究中。在调查过程中,我们可能会找到控制疼痛的新途径。
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