Bí mật chết người của nọc độc rắn mamba đen "đánh bại" cả huyết thanh giải độc

Một nghiên cứu của Đại học Queensland cho thấy nọc rắn mamba đen sử dụng một cơ chế tấn công thần kinh kép, giải thích tại sao thuốc kháng nọc thường không hiệu quả.

Bằng cách nghiên cứu nọc rắn của ba loài rắn mamba, kết quả đã phát hiện ra một cuộc tấn công thần kinh phối hợp, ban đầu đáp ứng với điều trị nhưng sau đó lại áp đảo cơ thể, khiến nạn nhân bị co thắt cơ nghiêm trọng, không kiểm soát được.

Khám phá này không chỉ giải thích một bí ẩn lâm sàng lâu đời mà còn phơi bày những lỗ hổng cấp bách trong việc chăm sóc y tế cho các nạn nhân bị rắn cắn ở vùng cận Sahara châu Phi, nơi vết cắn của rắn mamba là nguyên nhân gây ra hàng chục nghìn ca tử vong mỗi năm.

Nghiên cứu đột phá từ Đại học Queensland (UQ) đã khám phá ra cơ chế  nọc rắn phức tạp của ba loài rắn mamba—rắn mamba đen, rắn mamba xanh miền Tây và rắn mamba Jameson—đã được công bố trên tạp chí Toxins. Nghiên cứu này giải thích tại sao nạn nhân bị rắn mamba cắn thường gặp các biến chứng muộn, chẳng hạn như liệt cứng, ngay cả sau khi hồi phục bằng điều trị huyết thanh kháng nọc.

Cơ chế nọc độc phức tạp của rắn mamba

Rắn mamba đen, cùng với rắn mamba xanh miền Tây và rắn mamba Jameson, giải phóng nọc độc theo cơ chế cực kỳ phức tạp, thể hiện sự đa dạng sinh hóa đáng kinh ngạc.

Không giống như hầu hết các loài rắn khác, những loài này không chỉ dựa vào một loại độc tố duy nhất. Thay vào đó, chúng tấn công thần kinh kép vào hai điểm riêng biệt trong hệ thần kinh, nhắm vào cả thụ thể tiền và hậu synap đồng thời bằng các độc tố thần kinh được thiết kế chính xác, gây trở ngại cho việc truyền tín hiệu, kiểm soát cơ và chức năng hô hấp. Chiến lược nọc độc đa diện này làm tăng khả năng gây chết người, áp đảo khả năng phòng vệ của con mồi và làm nổi bật sự tiến hóa tinh vi của các loài rắn mamba trong việc phát triển vũ khí sinh hóa tiên tiến như vậy cho cả việc săn mồi và tự vệ.

Cơ chế tác động kép của nọc độc này khiến việc điều trị trở nên phức tạp hơn nhiều và thách thức hiệu quả của thế hệ thuốc kháng nọc hiện tại, đòi hỏi phải tiếp tục nghiên cứu để phát triển các liệu pháp toàn diện hơn.

Nọc độc rắn mamba đen gây tê liệt và co giật như thế nào?

Nghiên cứu, được công bố trên tạp chí Toxins, giải thích một mô hình đáng lo ngại đã làm đau đầu các bác sĩ trong nhiều thập kỷ. Nạn nhân bị rắn mamba đen cắn thường có dấu hiệu hồi phục sớm sau khi được tiêm thuốc kháng nọc. Họ có thể lấy lại trương lực cơ và trông có vẻ ổn định, nhưng ngay sau đó, họ bắt đầu bị co thắt đau đớn, không kiểm soát được.

Hiện tượng này là do cách nọc độc tương tác với hệ thần kinh:

• Giai đoạn 1: Liệt mềm – Ba trong số bốn loài rắn mamba gây ra tình trạng liệt mềm do nhiễm độc thần kinh sau synap. Các loại thuốc kháng nọc hiện nay có thể chống lại tác dụng này.
• Giai đoạn 2: Liệt cứng – Sau khi tiêm thuốc kháng nọc, tác động thứ hai của nọc độc bắt đầu. Nó tấn công một phần khác của hệ thần kinh, gây tê liệt cứng thông qua độc tính trước synap.

Kết quả là các triệu chứng khởi phát tuần tự - đầu tiên là liệt, sau đó là co thắt - điều này giải thích tại sao nhiều bệnh nhân trở nặng hơn sau khi cải thiện ban đầu từ việc tiêm huyết thanh kháng độc.

Nọc độc rắn mamba đen gây tắc nghẽn và kích thích cơ bắp quá mức như thế nào?

Nọc độc rắn mamba đen hoạt động bằng cách ngăn chặn các tín hiệu thần kinh đến cơ bắp, gây ra liệt. Tuy nhiên, khi huyết thanh kháng nọc độc giải phóng sự tắc nghẽn này, một cơ chế khác xuất hiện: nọc độc kích thích quá mức cơ bắp, dẫn đến co thắt mạnh mẽ và đau dữ dội. Tác động kép này khiến những triệu chứng trở nên khó lường và nguy hiểm, đòi hỏi phải theo dõi cẩn thận, điều trị y tế chuyên sâu và can thiệp y tế nhanh chóng.

Sự phức tạp này cho thấy việc điều trị vết cắn của rắn mamba là một thách thức đặc biệt so với các vết cắn của các loài rắn độc khác, nhấn mạnh sự cần thiết của việc chăm sóc cẩn thận, kiến ​​thức chuyên môn và tiếp cận ngay lập tức huyết thanh kháng nọc độc ở tất cả các vùng bị ảnh hưởng.

Nghiên cứu mới tiết lộ tình trạng liệt cứng ở nhiều loài rắn mamba

Trong nhiều năm, người ta tin rằng chỉ có rắn mamba xanh miền Đông mới có thể gây liệt cứng. Tuy nhiên, nghiên cứu đột phá này hiện chứng minh rằng ba loài rắn mamba phổ biến đều có chung khả năng nguy hiểm này. Phát hiện đó giải quyết sự nhầm lẫn lâu nay về các biến chứng tái phát ở những bệnh nhân bị rắn cắn, ban đầu đáp ứng tốt với thuốc kháng nọc độc nhưng sau đó lại bất ngờ xấu đi.

Bằng cách chỉ ra rằng liệt cứng không phải là hiện tượng duy nhất mà phổ biến ở các loài rắn mamba khác nhau, kết quả nghiên cứu đã lấp đầy một khoảng trống quan trọng trong hiểu biết của chúng ta về tác động của nọc độc và cách điều trị vết rắn cắn. Các loại huyết thanhhiện tại, mặc dù có hiệu quả một phần, nhưng không được thiết kế đặc biệt để vô hiệu hóa cơ chế tác động kép phức tạp của nọc độc, bao gồm cả độc tố thần kinh và độc tố tim.

Để cải thiện tỷ lệ sống sót, các loại huyết thanh kháng nọc trong tương lai sẽ cần:

• Giải quyết cả độc tính sau synap và trước synap.
• Được thử nghiệm về hiệu quả trên nhiều loài rắn mamba.
• Được phổ biến rộng rãi hơn ở các cộng đồng nông thôn châu Phi, nơi tỷ lệ tử vong do rắn cắn phổ biến nhất.