Kinesisk rödhårig tusenfoting
|
|
| Kinesisk rödhårig tusenfoting | |
|---|---|
| Vetenskaplig klassificering | |
| Rike: | Animalia |
| Provins: | Arthropoda |
| Subfylum: | Myriapoda |
| Klass: | Chilopoda |
| Beställa: | Scolopendromorpha |
| Familj: | Scolopendridae |
| Släkte: | Scolopendra |
| Arter: | |
| Underarter: |
S. s. mutilans
|
| Trinomiellt namn | |
|
Scolopendra subspinipes mutilans
L. Koch , 1878
|
|
.png)
Den kinesiska rödhåriga tusenfotingen , även känd som det kinesiska röda huvudet , ( Scolopendra subspinipes mutilans ) är en tusenfoting från Östasien och Australasien . Den är i genomsnitt 20 cm (8 tum) lång och lever i fuktiga miljöer.
I gamla kinesiska traditioner används denna tusenfoting för sina helande egenskaper. Att sätta ett kinesiskt rött huvud på utslag eller annan hudsjukdom sägs påskynda läkningsprocessen. Den rostade torra tusenfotingen pulveriseras och används i Korea för behandling av ryggsmärtor, furunkler och sår.
S. s. mutilans är känd för att hysa lite aggression mot andra tusenfotingar, en egenskap som är mycket sällsynt bland gigantiska tusenfotingar, och gör att den kan hållas gemensamt. Antimikrobiella aktiviteter av de identifierade föreningarna rapporterades mot grampositiva och gramnegativa bakterier, svampar, virus och parasiter, vilket möjligen förklarar tusenfotings överlevnad i hårda och förorenade miljöer.
Honor är inkubatoriska mödrar, som vaktar äggen genom att vira sina kroppar runt deras klor tills äggen kläcks.
Denna underart skiljer sig från andra S. subspinipes underarter i spination av prefemur av de ventrala benen, ventralt, dorsalt och medialt.
Gift
Gifter från tusenfotingar förblev i stort sett ostuderade, och komponenterna förblir i stort sett okända. Giftet från den kinesiska rödhåriga tusenfotingen innehåller ett litet peptidtoxin som kallas RhTx , vilket ökar aktiveringen av TRPV1 -jonkanalen, vilket orsakar en lokaliserad brännande smärta. Det råa giftet sägs vara giftigt hos möss och inducera trombocytaggregation. Dessutom har ytterligare 26 neurotoxiner som tillhör 10 olika grupper av peptider identifierats. I januari 2018 hittade kinesiska forskare ett motgift mot det smärtsamma giftet från tusenfoting i läkemedlet retigabin , som används för att behandla epilepsi .
De biologiska effekterna av toxiner i tusenfotingsgift är för det mesta okända. En peptid som heter S. s. mutilans gifttoxinpeptid (SsmTP) och S. s. mutilans 6 identifierades i S. s. mutilans gift. SsmTP består av 66 aminosyror och dess sammansättning påminner mycket om neurotoxiner. Peptiden finns i giftkanalen. SsmTP visade sig vara giftigt för celler beroende på den administrerade koncentrationen. Det främjar celltillväxt i låga koncentrationer in vitro (dvs utanför en levande organism), men är cytotoxiskt i höga koncentrationer. En låg koncentration av SsmTP skyddar också celler från oxidativ skada genom att hämma programmerad celldöd ( apoptos ) och den inflammatoriska responsinitiatorn caspase-1 .
Giftsystemets morfologi
Lite är känt om giftet och giftapparaten hos tusenfotingar. Studier på giftkörtel beskrev det som att nagelbandet och epidermis vänds ut och in. Giftkörteln består av många epiteliala sekretoriska enheter, var och en med sitt eget utsöndringssystem som är format som klaffar. Tusenfotingar av ordningen Scolopendromorpha har insprängda radiella tvärstrimmiga muskler mellan de sekretoriska enheterna, där ena änden ansluter till lumen av giftkörteln och den andra änden ansluter till perifera muskler. Dessa muskler kan användas för sammandragning och sammandragning av anthekörteln under giftutstötning. Giftkörtlarna hos Scolopendridae-arter har långsträckta cylindriska former, med lumen som spänner över nästan hela körtelns längd. Lumens långa spann tillåter sannolikt större kontroll över utsöndringen av olika giftkomponenter. Giftkörtlarna sträcker sig längs den yttre krökningen av trochanteroprefemur i varje forcipule.
Giftets unikhet
Tusenfotingsgift innehåller i allmänhet några olika enzymer som skiljer sig mycket från andra leddjur, där metalloproteas , ett enzym som bryter ner protein, spelar en viktig roll. Tusenfotinggift har effekter på skelettmuskler, hjärtmuskler och neuroner, och effekterna tillskrivs de större proteinmolekylerna i giftet.
Gifter av S. s. mutilaner innehåller en mängd olika neurotoxiner, inklusive 26 neurotoxinliknande peptider som tillhör 10 olika grupper. De flesta av de 26 identifierade neurotoxinliknande peptiderna har en annan molekylstruktur jämfört med neurotoxiner som finns i spindlar, ormar, skorpioner, marina konsniglar och havsanemoner. Den funktionella mekanismen för dessa peptider liknar neurotoxinerna hos de nämnda giftiga djuren, men deras primära strukturer förblir unika. Ett fåtal visade sig innehålla insekticida egenskaper och verka på spänningsstyrda natrium-, kalium- och kalciumkanaler. Det visade sig att både renade neurotoxiner och obearbetat tusenfotinggift är mycket insekticida, med det obearbetade giftet som är betydligt starkare än alla renade neurotoxiner i insekticida effekter. Tusenfotingsgift kan ha potential att förse peptidkandidater med potentiella farmaceutiska eller agrokemiska användningsområden på grund av deras höga nivå av biokemisk mångfald.
Beteenden
Rovt beteende
S. s. mutilans , liksom andra tusenfotingar, är ett rovdjur som dödar genom att injicera gift i sitt byte. Gift injiceras för att immobilisera och bryta ner inre vävnader. Gifter från Scolopendridae , inklusive Scolopendra subspinipes mutilans , innehåller neurotoxiner, som misstänks vara en betydande snabbverkande komponent i gift från många tusenfotingar. Denna art livnär sig huvudsakligen på levande djur; växtmaterial konsumeras ibland men dess konsumtion anses vara försumbar. För att få tag i bytet tar den här tusenfotingen tag i bytet med sina främre ben, och förgiftar vanligtvis bytet genom att sticka det med hjälp av häften. Lite kvantitativt ekologiskt och beteendemässigt arbete gjordes för tusenfotingar. Vissa studier har dock funnit att tusenfotingar är mycket selektiva och tenderar att slå mot huvudet eller bröstkorgen istället för buken. Om bettet gjordes på buken, skulle tusenfotingen vanligtvis placera om bytet och slå igen på huvudet eller bröstkorgen. Gifttillgänglighet har en betydande effekt på rovdjursrespons. Att återgå till sin normala attackhastighet efter giftutvinning tar längre tid när man möter större byten.
Forskning om dessa beteenden har föreslagit att anledningen till att tusenfotingar flyttar sitt byte är för att öka hastigheten där neurotoxiner i giftet anländer till bröstkorgsganglierna, där det styr armar och bens rörelser eller hjärnan. Denna förklaring baserades på positionen för sådana ganglier som lokaliseras på den buksidan (dvs. ventrala) sidan av bröstkorgen, och antagandet att injicering av gift i bytesbuken leder till giftutspädning på grund av blandning av vätskor i cirkulationssystemet och tarmar; avståndet dit giftet måste resa för att vara effektivt ökar också, vilket gör det mindre effektivt för att inaktivera bytet.
Två andra koncept har föreslagits för att förklara orsaken till bytesorientering - ett föreslog att gift är en dyr produkt att producera, varför giftkonservering är väsentlig; och det andra konceptet föreslog att om man träffade bytet i den specifika positionen (dvs. rikta in bytet i samma riktning som tusenfotingen) skulle tusenfotingen kunna hålla tillbaka bytet tillräckligt tills giftet träder i kraft.
Defensiva beteenden
Beteendestudier fann att när tusenfotingar attackeras nära deras huvuden, skulle de motanfalla med sina tvångstångar; när de attackerades baktill, skulle de inta en varningsposition, där det sista paret ben (baktill) skulle höjas för att visa prefemorala ryggar (dvs. prefemorala ryggar är korta, taggiga strukturer på de yttersta benen av tusenfotingar; ryggarna är vanligtvis på det bensegment som är närmast kroppen). Tusenfotingar attackerade då och då med hjälp av klorna på sina yttersta ben genom en hackande rörelse efter varningspositionen. När den attackeras i mittsektionen, krullar tusenfotingen i sidled för att nå angriparen med både sina armar och ben på samma gång. Förutom att etablera en varningsposition och sticka för försvar, används de ultimata benen även för att greppa under parningen och fungera som en krok för att hänga sig.
Används av människor
Används inom traditionell medicin
I det moderna Sydkorea, S. s. mutilans och andra Scolopendra -arter används i koreansk traditionell medicin. Tusenfotingen används hela för att behandla olika medicinska problem, inklusive ledproblem (vilket är dess huvudsakliga användning), alopecia areata, stroke, kramper, lymfangit, klumpar eller massor, neoplasmer, giftiga tumörer, karbunkler och ormbett. Dessa tusenfotingar ansågs vara en av de mest utskrivna, medicinskt viktiga och dyra insekts-/leddjursläkemedlen i koreansk traditionell medicin. De ordineras ofta ensamma, trots att leddjursläkemedel vanligtvis ordineras med en blandning av andra medicinska material för önskad effekt.
I Kina, S. s. mutilans är den enda tusenfotingsart som registrerats för klinisk tillämpning av Folkrepubliken Kinas farmakopé. Trots att de var den enda arten som listades , användes andra arter av tusenfotingar, inklusive S. mojiangica , S. multidens och S. negrocapitis , också regelbundet som substitut i klinisk praxis.
Utbytbarhet av tusenfotingarter i klinisk praxis
Jämförande studier om S. s. mutilans och S. mojiangica , ett vanligt substitut för den förra, har funnit att inom farmakodynamik och toxikologi har de två tusenfotingarterna liknande effekter, och det är teoretiskt bevisat att S. s. mutilans kan ersättas av S. mojiangica . Samma studie fann att två arter visade liknande resultat inom olika områden, inklusive effekter på djurhemoglobin och vikt, kromosomavvikelsetest, antikonvulsiva tester, effekter på in vitro svamp- och bakterietillväxt och akuta toxicitetstester. Studien föreslog också att båda tusenfotingarterna kan användas i relativt stora doser, eftersom de båda hade låga akuta och genetiska toxiciteter.
Även om de två tusenfotingsarterna visade sig vara utbytbara i klinisk praxis, ifrågasattes deras utbytbarhet i klinisk tillämpning återigen av vissa forskare, eftersom nyare studier antydde att tusenfotingproteiner har en stor roll i deras kliniska effekter. Genom proteomik hade forskare funnit att gifterna från S. monjiangica och S. subspinipes mutilans är olika i antalet överlappande sekvenser och prekursorer för proteiner och peptider. Dessutom hittades unika prekursorer i båda arterna för proteiner och peptidnivåer. Eftersom arterna skiljer sig åt i protein- och peptidnivå, drog forskarna i denna studie slutsatsen att utbytbarheten av tusenfotingarter kräver ytterligare utvärdering.
Forskningens betydelse
Cancerforskning
I hundratals år har S. s. mutilans användes i traditionell kinesisk medicin för cancerbehandling och andra botande effekter. Leddjursläkemedel visade sig ha en hög nivå av antitumöreffekt i moderna studier, och tusenfoting är en av huvudbeståndsdelarna i sådan medicin. Extraktion från dessa tusenfotingar visade sig vara effektiv för att kontrollera spridningen av HepG2-celler (levercancer). Mekanismen genom vilken tusenfotingsextraktet lindrar levercancer är relaterad till regleringen av PI3/AKT- , STA3- och MAPK- signalvägar.
Vattenextrakt från den torkade hela kroppen av denna art rapporterades ha antitumöregenskaper och skulle leda till förbättrade immunsvar. SPPC är ett polysackarid-proteinkomplex som kan extraheras från tusenfotingen genom att hälla hett vatten över den pulveriserade, torkade kroppen av organismen. I kliniska prövningar på möss visade sig SPPC effektivt undertrycka tillväxten av S180-cancercell hos möss genom att främja både specifika och ospecifika immunsvar. H22-bärande möss visade sig ha förlängd överlevnadstid med administrering av SPPC.
Antimikrobiella peptider
Som leddjur, S. s. mutilans har inget förvärvat immunsystem, vilket leder till utvecklingen av många antimikrobiella peptider i dess medfödda immunsystem.
En antimikrobiell peptid vid namn scolopendrasin VII upptäcktes i S. s. mutilans . Peptiden stimulerar aktinpolymerisation; den efterföljande kemotaktiska migrationen av makrofager stimulerades också av denna peptid genom aktiverande ERK ( extracellulära signalreglerade kinaser ) och proteinkinas B (Akt) aktivitet. Skolopendrasin VII visade sig också stimulera kemotaktisk migration av FPR1 -transfekterade RBL-2H3-celler (mastceller), och binder direkt till FPR1.
Skolopin 1 och 2 är antimikrobiella peptider identifierade från giftet från S. s. mutilans . Dessa peptider identifierades genom Sephadex gelfiltrering och RP- högpresterande vätskekromatografi . Både skolopin 1 och 2 rapporterades visa intensiva antimikrobiella aktiviteter, vilket inkluderar både grampositiva och gramnegativa bakterier och svampar. Det rapporterades också ha måttliga hemolytiska effekter på röda blodkroppar från människor och kaniner.
Skolopin 1 har potentialen som ett antimikrobiellt medel. Skolopin 2 visade sig kunna hämma HeLa- cellproliferation i cancerforskning; det visade sig också kombineras med mitokondrier, vilket gör att det kan reglera apoptos i vägar i HeLa-celler. Skolopin 2 kan avsevärt undertrycka tumörtillväxt i mössförsök utan att orsaka några biverkningar. Det ansågs därför vara en stark kandidat för HeLa livmoderhalscancerbehandling.
| Aminosyrasekvensen för Scolopin 1 och 2 | |
|---|---|
| Scolopin 1 | FLPKMSTKLRVPYRRGTKDYH |
| Scolopin 2 | GILKKFMLHRGTKVYKMRTLSKRSH |
Mat och medicin
En studie av Kim et al. undersökt näringsvärdet av S. s. mutilans som hoppas kunna utöka tillämpningen av denna art från endast traditionell medicin. Näringsanalys av denna art visade att den innehåller mycket råprotein (cirka 55 %) och fett (cirka 26-30 %). Essentiella aminosyror var närvarande, med lysin som den vanligaste (cirka 3,5 % av alla essentiella aminosyror) och glutaminsyra är den vanligaste icke-essentiella aminosyran som finns i tusenfotingen (cirka 7 % av alla icke-essentiella aminosyror). Omättade fettsyror var också närvarande, med oljesyra som den vanligaste (cirka 41-48%). Kvicksilver hittades, men koncentrationen låg under livsmedelssäkerhetsgränserna. Patogena mikroorganismer hittades inte i tusenfotingsproverna. Från dessa fynd föreslog forskarna att S. s. mutilans har potential att vara en medicin- och livsmedelsingrediens.
Allergener
Både tusenfotingsbett och medicin som innehåller tusenfoting kan orsaka allergiska reaktioner, men inget naturligt tusenfotingallergen har karakteriserats och officiellt identifierats förrän 2021. Det nya allergenet som finns i S. subspinipes mutilans , Sco m 5, var det första naturliga tusenfotingsallergenet som identifierades och karakteriserad av Lan et al. Det visade sig att Sco m 5 kan främja degranuleringen av mastceller ( dvs. degrabulering av mastceller är associerad med ödem i luftvägarna). Tusenfotingar som används i klinisk praxis måste kokas före administrering, och det är om man ska behålla eller kassera huvudet på tusenfotingar i medicinsk användning förblev kontroversiellt, eftersom huvudet innehåller giftkörtlarna.