Когда большинство людей представляют себе ядовитую рептилию, они воображают змею с вытянутыми вперед клыками и молниеносным ударом. Это четкий, почти клинический образ, где яд используется почти всегда как точный инструмент. Однако ядозуб ( Heloderma suspectum ) не соответствует этому образу.
Единственная ядовитая ящерица, обитающая в Соединенных Штатах, ничего не впрыскивает. Она кусает и удерживает яд, медленно и целенаправленно работая челюстями, в то время как яд просачивается через бороздчатые зубы в рану. Весь процесс происходит неспешно, совсем не похоже на изящный укол гадюки. И тем не менее, эта ящерица сохранила свою ядовитую систему практически неизменной на протяжении как минимум 30 миллионов лет.
В литературе появились два, не взаимоисключающих, объяснения того, почему ядозуб развил такой подход, а не эволюционировал в виде полого клыка гремучей змеи. Первое связано с питанием. H. suspectum питается в основном яйцами, птенцами и изредка мелкими млекопитающими — пассивной, часто неподвижной добычей, которую не нужно быстро обездвиживать. Когда добыча не может бегать, необходимость в эволюции быстрой системы доставки практически исчезает.
Второе объяснение, подтвержденное морфологическими и поведенческими данными, заключается в том, что яд действует в первую очередь как средство отпугивания хищников, а не как инструмент нападения. Длительный, болезненный укус, в результате которого токсин вводится постепенно, вероятно, более эффективен в качестве предупреждения, чем быстрый удар.
Оба объяснения сходятся в одном и том же выводе: жевательная система не примитивна. Она приспособлена для своей цели. И, как оказалось, эта необычная система действия яда в конечном итоге привела ученых к молекуле, которая послужила источником вдохновения для разработки современных препаратов GLP-1, включая Оземпик — одно из самых влиятельных фармацевтических открытий XXI века.
Как ядозуб использует свой яд
В отличие от змей, у которых ядовитые железы расположены в верхней челюсти и соединены с полыми или частично бороздчатыми клыками, ядовитый аппарат ядозуба находится в нижней челюсти.
Как объясняется в статье 2013 года, железа представляет собой четырехлопастную структуру, разделенную фиброзной тканью, расположенную в передней части нижней челюсти. Оттуда яд поступает в зубной мешок, расположенный рядом с зубами, и поднимается вверх по внешним бороздкам глубоко расположенных, копьевидных зубов за счет капиллярного действия, а не давления. Именно поэтому ей приходится жевать. Сами зубы плевродонтные, то есть сросшиеся с внутренней поверхностью челюстной кости, и периодически сбрасываются и заменяются новыми на протяжении всей жизни ящерицы. Самые крупные зубы расположены ближе всего к месту выхода ядовитого протока. Авторы исследования выделили два различных типа укусов:
-
Резкий укус , при котором выделяется минимальное количество яда.
-
Длительное сжимание и жевание — вот где отравление становится серьёзным.
Иными словами, тяжесть укуса ящерицы-гилы прямо пропорциональна тому, как долго ящерица удерживает добычу.
По силе воздействия яд ящерицы-гилы примерно сравним с ядом западной гремучей змеи. Что касается летальности для человека, она практически ничтожна, поскольку система доставки яда настолько «неэффективна», что случаи отравления, достаточно сильные, чтобы привести к смерти, практически не зафиксированы в клинической литературе. Яд реален, но угроза для человека, по крайней мере на практике, несущественна.
Как яд ящерицы-гилы подарил нам Оземпика
Именно здесь история принимает очень интересный оборот. В основополагающем исследовании 1990 года, опубликованном в журнале Mount Sinai Journal of Medicine , эндокринолог доктор Джон Энг, работавший в Центре по делам ветеранов в Бронксе, идентифицировал в яде ядозуба ящерицы-гилы пептид, который он назвал экзендином-4.
Примечательно, что он имитировал глюкагоноподобный пептид-1, известный сегодня как GLP-1: гормон, который поджелудочная железа человека использует для стимуляции высвобождения инсулина после еды. Проблема с GLP-1 как потенциальным лекарственным препаратом всегда заключалась в его периоде полураспада: менее двух минут в кровотоке, прежде чем фермент DPP-4 его расщепит. Препарат с двухминутным периодом полураспада — это едва ли лекарство вообще.
Экзендин-4 имеет лишь 53% сходства в аминокислотной последовательности с человеческим GLP-1, и это различие оказалось решающим. В результате получилась молекула, которая активирует тот же рецептор, что и GLP-1, но остается активной гораздо дольше. Ящерица-гила не выработала этот пептид для помощи людям с диабетом; он почти наверняка играет физиологическую роль в собственном метаболизме ящерицы во время голодания. Но фармакологические последствия оказались глубокими.
Синтетический экзендин-4 стал экзенатидом, продаваемым под торговой маркой Byetta, и в 2005 году он стал первым агонистом рецептора GLP-1, одобренным FDA для лечения диабета 2 типа. Клинические испытания показали снижение уровня HbA1c на 0,8–1,0 процентных пункта наряду со значительной потерей веса.
Тот же биологический механизм (а именно, агонизм рецептора GLP-1) теперь лежит в основе семаглутида, продаваемого под названиями Ozempic, Mounjaro и Wegovy — пожалуй, самого значимого в культурном плане класса лекарственных препаратов последнего десятилетия.
Конечно, ядозуб не изобрел препараты, воздействующие на GLP-1. Он лишь показал исследователям, как может выглядеть устойчивый агонист GLP-1. Это важное отличие, и его вклад весьма значителен.
Тяжелое положение ящерицы-гилы
Ящерица-гила внесена в Красную книгу МСОП как вид, находящийся под угрозой исчезновения. Она находится под защитой закона в Аризоне, Неваде, Юте и Нью-Мексико. Сбор, убийство и торговля ею запрещены законом. Но, к сожалению, ничто из этого не защитило её полностью от давления со стороны природоохранных органов.
Основные угрозы хорошо известны: потеря среды обитания из-за расширения городов в пустынях Сонора и Мохаве, гибель животных на дорогах и незаконный сбор для торговли экзотическими животными. В рецензируемом исследовании 2025 года, опубликованном в журнале Ecology and Evolution, была смоделирована пригодность среды обитания ящериц-гилья в Мохаве в соответствии с несколькими климатическими сценариями МГЭИК, и было установлено, что подходящая среда обитания существенно сокращается при прогнозируемых высоких выбросах, что усугубляется ограниченной способностью вида к расселению и специфическими потребностями в убежище.
Ящерица-гила проводит до 95% своей жизни под землей. Она потребляет, возможно, от трех до пяти крупных порций пищи в год, запасая энергию почти исключительно в хвосте — структуре, которую исследователи измеряют как индикатор состояния тела в естественных условиях. В большинстве своем она невидима.
Ящерица, которая вдыхает яд, а не впрыскивает его, спит большую часть своей жизни, и чья биология дала медицине один из важнейших классов лекарств в современной истории. Большинство американцев проведут всю свою жизнь, ни разу не увидев её. И это, как кажется, стоит отметить, одновременно и потеря, и повод обратить на неё более пристальное внимание.
А вы уже знали эти интересные факты о ящерицах-гила? Пройдите мой забавный тест на IQ по рептилиям и амфибиям , чтобы по-настоящему проверить свои знания.
Эта статья первоначально была опубликована на Forbes.com.