Yılanlar omurgalıların en geniş tür skalasına sahip ordolarından biridir. Yılanları, en yakın akrabası kertenkelelerden ayıran en önemli özelliği üst ve alt çenesi arasında esnek kas yapısı dışında bir yapının olmamasıdır. Bu yapı gerek avlanırken gerekse avını yerken ona büyük bir fizyolojik destek sağlamaktadır. Yılanlar zehirli ve zehirsiz olarak ikiye ayrılır. Zehirli yılanların zehirleri her ne kadar birebir etki ettiğinde ölümlere neden olsa da tıp dünyasında tedavilerin geliştirilmesi için farklı bir alan yaratmıştır.

Sol tarafta zehirli bir yılanın kafa morfolojisi gösterilirken sağ tarafta ise zehirsiz bir yılanın kafa morfolojisi verilmiştir.

Zehirli ve Zehirsiz Yılanların Farkı

Zehirli yılanların üçgen seklinde olan kafa yapılarının anterolateral kısmında bir çift reseptör vardır. Eliptik göz bebekleri ve ağızlarının önünde dışarıya doğru konumlanan, zehiri enjekte eden iyi gelişmiş bir çift de dişleri vardır. Bu nedenle zehirli ve zehirsiz yılan ayrımını yapmak çok zor değildir. Reseptörler yılanın sokacağı hedefe doğru yönelmesine enjekte edeceği zehir miktarını belirlemesine yardımcı olur[1, 2]. Zehirli yılanlar kısmen diş tipine dayanarak 5 familyada incelenebilir[3]. Bu familyalar:

  • Viperidae
  • Elapidae
  • Hydrophiidae
  • Atractaspididae
  • Colubridae

Zehirli Yılanlar[3]

Zehirli yılan türleri diğerlerine göre fizyolojik olarak farklılık göstermesinin yanında morfolojik olarak farklılıklar da gösterir. Bunlardan en ayırt edici olanları diş yapılarındaki farklılıklardır.

Engerekler (Viperidae), avını en etkili şekilde zehirlemek için evrimleşmiş, ağzının ön tarafında bulunan hareketli boru şeklinde zehir dişlerine sahiptir. Dişler ağız kapatıldığında zarsı bir kılıf içerisinde uzanır. Saldırdığı zaman kas ve kemikten oluşmuş manivela sistemi, ağız açıldıkça dikleşir. Dişler, saldırı anında ava geçirilir. Zehir, diş kanalları aracılığıyla avın dokusuna enjekte edilir. Engerek davranışı gereği, avını ısırdıktan sonra onu serbest bırakır. Av felç olana ya da ölene dek onu takip eder ve doğru bir zaman olduğunu anladığında avını midesine indirir.

Zehirli yılanların ikinci büyük familyası Elapidae, Engerekler kadar kompleks bir diş sistemine sahip değildir. Bu yapı ağzının ön tarafında kısa ve dik olan zehir dişlerini bulundurur. Elapidae familyasında kobralar, mambalar, mercan yılanları ve kraitler olarak bildiğimiz türler yer alır.

Hydrophiidae familyasında ise sucul olan çok zehirli deniz yılanları bulunur. Bu familyaya ait türlerin zehirleri nörotoksik denilen, avın sinir sistemini felç eden bir yapıya sahiptir.

Atractaspididae familyası köstebek engerekleri ve stiletto yılanları gibi küçük, toprakaltında yaşayan zehirli türleri içerir. Bu familyadaki yılanlar, zehir dişi tiplerinde farklılıklar gösterir.

Yaygın olarak bilinen zehirsiz yılanların da bulunduğu Colubridae familyasının hafif zehirli üyeleri, tamamı ağzın arkasında sabit halde bulunan küçük zehir dişlerine sahiptir. Ağaç yılanı ve Afrika savana dal yılanı gibi türleri çok tehlikelidir ve insan ölümüne en çok neden olan türlerdendir. Zehirli yılanlar şöyle dursun zararsız görünen yılanların tükürüğü bile sınırlı toksik özelliğe sahip olabilir. Dolayısıyla yerel insan popülasyonları için tehdit edici bir yapıya sahiptir. Muhtemelen bu son derece toksik zehir evrim sürecinde kazanılıp aktarılan atasal bir durumdur.

Zehirli hayvan sokmaları dünya genelinde ölüm nedenlerinde önemli bir büyüklüğe sahiptir. Her yıl 400.000 kişi zehirli yılanlar tarafından sokulurken yaralılarının %10’u öldüğü tahmin edilmektedir. Ülkemizdeki 40 yılan türünden sadece 10’u zehirli, 2 türü kalıcı bir hasar vermeyen ancak toksik özellikleri bulunduğu için yarı zehirli, 28 türü ise zehirsizdir. Türkiye’de yaygın olarak Engerek türü yılanlar yayılım göstermesine karşın bir tane kobra yılanı türüne sahip olduğumuz görülmektedir. 10 zehirli yılanın 9’u Viperidea ailesinden engerek yılanı; diğeri Elepidae ailesindendir[4].

Zehirler

Bir yılandan zehir elde edilmesinin temsili görseli

Yılan zehirleri basitleştirilmiş olarak olarak iki tipe ayrıldığında karşımıza sinir sistemine etki eden zehirler ve dolaşım sistemine etki zehirler olarak iki ana başlık çıkmakta. Nörotoksik tip, sinir sisteminde etkilidir. Genellikle görme yetisinini kaybına neden olacak şekilde optik sinirlere ya da solunumu durduracak şekilde diyafram kasındaki sinirlere etki eder. Kanamaya yol açan tip ise alyuvarları ve kan damarlarını tahrip eder. Doku ve organlar arasında kanamalar meydana gelir. Aslında çoğu yılan zehrinden etkilenen bölümleri bu kadar kaba bir taslak içinde sunmak pek doğru değildir ancak yılanlar zehir içeriklerinin yapısının kompleksliği açısından bizim işimizi oldukça zorlaştırmaktadırlar. Bunlara ilaveten, bütün zehirler sindirimi hızlandıran enzimlere sahiptir[3].

Zehirlerin Etken Maddeleri

Engerek yılanı zehirinin önemli enzimleri fosfolipaz-A, proteoaz ve hyalüranidazdır. Fosfolipaz-A enzimi hücre zarını parçalarken proteoaz enzimi lokal doku parçalanmalarında görev alır. Hyalüranidaz ise zehrin yayılmasında rol oynar. Bu enzimlerle nonenzimatiği düşük polipetitleri karşılaştırdığımızda arada çok büyük bir farkla, toksik ve ölüm olanının fazla olduğu görülmektedir. Zehirden dolayı zedelenen doku tepki olarak histamin, bradikinin ve seratonin gibi maddeler salgılar. Otofarmakolojik bu maddeler zehrin zararlı etkisinini arttırır[5, 6]. Yılan sokmasının ardından ölümler ilk bir saat içinde %4, ilk 6 saat içinde %17, 6-48 saat aralığında ise %64 oranlarında meydana gelir[1]

Zehirden Tedaviye Giden Yol

Yılan zehrinin sahip olduğu karmaşık yapıyı çözmek insanoğlunu zorlasa da günümüz teknolojisi ve beyniyle artık çözülemeyecek bir sorun değildir. Üstelik bu yapıların saflaştırılması ve ayrıştırılmasıyla, kompleks yapılar basitleştirip memeli hastalıklarının tedavisinde kullanılabileceğine dair umutlar doğurmaktadır.

Zehirlerden elde edilen etken maddelerden ilaç eldesi için geçen süreçte karşımıza bazı tanımlar çıkmakta. Bunların en önemlisi doğadaki kaynaklar aracılığı ile elde edilen elzem ilaçları tanımlamada kullanılan Farmazootiklerdir.

Farmazootikler doğada bulunan bitkiler, zehirli organizmalar (herhangi zehir bezine kanalına sahip canlınlar) ve deniz canlısı türlerin kullanımını içerir. Zehirlerin etken maddelerindeki peptit yapılı enzimler, hücre zarındaki iyon kanalları ve reseptörler gibi çeşitli almaçlar üzerinden etkilerini gösterirler. Bu tarz etkilerinden dolayı zehirin yapısındaki peptid ve enzimler başlangıçta, memeliler gibi canlı organizmaların belli başlı faaliyetlerinin tanımlanması ve anlaşılmasında kullanılmıştır. Bu faaliyetleri; fizyolojik, biyokimyasal ve immünolojik faaliyetler olarak adlandırabiliriz. Son zamanlarda yapılan çalışmalarda da peptit bileşenlerinin otoimmün (Addison Hastalığı, Graves Hastalığı, Tip 1 Diyabet, Sedef Hastalığı, MS, SLE, İBS vb.), kronik enflamatuar (diyabet, romatizmal hastalıklar, inflamatuvar bağırsak hastalığı, kalp damar hastalıkları, allerjiler, parkinson ve multiple skleroz gibi nörodejeneratif hastalıklar vb), kardiyovasküler (dolaşım sistemi hastalıkları), nörolojik ve tümöral hastalıkların tedavisinde de etkili olabildiği gösterilmiştir. Bu bakımdan özellikle klinik uygulamalarda venom peptidlerine ya da sentetik türevlerine, gösterdikleri yüksek potensiyalin yanında düşük yan etki potansiyellerinden dolayı günümüzün klasik ilaçlarının yerini alacakları gözüyle bakılmaktadır[7]. Hali hazırda devam etmekte olan yılan ve akrep zehirleri üzerindeki araştırmalar oldukça heveslendirici yeni gelişmelere de sahiptir. Zehirlerin ilaçlarda kullanılması ise “ilaç geliştirme” gibi hassas ve karmaşık bir süreçten geçer.

İlaç geliştirme, biyokimya ve tıp arasındaki en can alıcı köprülerden biridir. Birçok durumda da ilaçlar özgül reseptörlere ya da enzimlere bağlanır. Bunları ya inhibe ederek ya da aktivitelerini değiştirerek etki gösterirler[8]. Bu nedenle, bu moleküllerin ve metalik yollarının bilinmesi ilaç geliştirmek için çok önemlidir. Fakat etkili bir ilaç etkin moleküle hedeflenmesinden çok daha fazlasına sahiptir.

İlaçlar, tercihen ağızdan alınırken damar yoluyla da alınabilir. Küçük tabletler halinde hastaya kolayca uygulanabilir olmalı ve hedeflerine ulaşmaları için vücutta yeterince uzun kalmalıdırlar. Ayrıca istenmeyen fizyolojik etkileri engellemek için ilaçlar, hedef moleküller haricinde biyomoleküllerin niteliklerini, yapılarını, işlevlerini değiştirmemelidirler. Bu zorunluluklar, klinik açıdan bir ilacın ilaç olması için ortaya konulan ilaç bileşiklerinin sayısını büyük oranda sınırlamaktadır.

İlaçlar, birbiriyle zıt iki yaklaşımla keşfedilmiştir. İlk yaklaşım, canlıya uygulandığında istenen fizyolojik sonuca sahip maddeyi tanımlar. İkinci yaklaşım genellikle bilinen hedef molekül ile başlar. Bu tür maddeler, tıbbi özellikleri olduğu bilinen bitkilerden, yazımızda bahsettiğimiz yılan zehirlerinden istenilen maddeleri ayırarak bulunabildiği gibi bileşiklerinin diğer “kütüphanelerden” araştırılmasıyla rastlantı sonucu keşfedilebilirler. Bu yaklaşımda, biyolojik etkiler hedef molekül tanımlanmadan önce bilinir. Böylece ilk yaklaşıma göre daha başarı odaklı olmasına karşın elde edilmesi çok daha uzun süreçlere dayanır. Maddelerin etki şekli ancak somut ek çalışmalar yapıldıktan sonra tanımlanır.

Hedef moleküle bağlanan veya onun özelliklerini düzenleyen bileşikler, tarama ya da istenen özelliklere sahip yapının tasarımı yapılarak araştırılır. Böyle bileşikler elde edildikten sonra, bilim adamları onların en uygun hücre ya da organizmadaki etkilerini inceleyebilirler. Bu süreçte biyolojik sistemlerin karmaşıklığı düşünüldüğünde, birçok beklenmedik sonuçla karşılaşılabilir[8].

Geldiğimiz çağda insan genomu ve diğer genomların dizilimlerinin çözülmesiyle yeni ilaçların geliştirilmesi için aydınlık bir yolun kapıları aralanmıştır. Genomik dizilimin çözülmesi ve analiz projeleri, insan genomu tarafından şifrelenen proteinlerle ilgili bilgilerimizin artmasını sağlamıştır. Yeni bilgi kaynakları, ilaç geliştirme sürecinin ilk aşamalarını önemli oranda hızlandırabilir ya da hastaya özgü ilaçları hazırlanmasına bile olanak tanıyabilir[7]. Bu nedenle dünyada birlikte yaşadığımız canlıları tanımak, yapılarını incelemek bilim dünyasının akla gelmeyen birçok dalı için önemlidir. Artık bu düşünceleri sadece ütopik kitap ve ekranlarda değil hayatta da görebileceğimiz günler gelmektedir.

Kaynakça 

[1] Gold, B. S., Barish, A. B. (1994). Zehirli Yılan Sokmaları Tanı Tedavi ve Denetinde Bugünkü Görüşler. Bilimsel ve Teknik Yayınları Çeviri Vakfı, 1. baskı.

[2] Budak, A., Göçmen, B. (2005). Herpetoloji. Ege Üniversitesi Yayınları, 1. Baskı, syf. 151-189

[3] Hickman C., Roberts, L ve ark. (2016). Zooloji Entegre Prensipler. (E. Gündüz Çev. Ed.). Palme Yayınevi, 16. Baskı, 26. Bölüm, syf 567-570

[4] Gündüz, A., Hasanbaşoğlu, A., Topbaş, M. (2003). Yılan Sokması. Akademik Acil Tıp Dergisi, no.2, syf. 43-46.

[5] Walls, R., Hockberger, R., Gausche-Hill, M. (2017). Rosen’s Emergency Medicine: Concepts and Clinical Practice. Elsevier, 9. Baskı, 52. Bölüm, syf. 924-40.

[6] Rodney, D. A., Sullivan, J. B. (2000). Cecill Texbook of Medicine, Venomous snakebites (Goldman, L., Bennett, J. C. Ed.). 41. Baskı, syf 2001-3. 

[7] Kelle, İ. (2006). Terapötik Potansiyele Sahip Venom Peptidleri, Dicle Tıp Dergisi, (33) 2.

[8] Stryer, L., Berg, J. M., Tymoczko, J. L. (2014). Biyokimya. (Denizli, A., Kevser Özden, A. Çev. Ed.) Palme yayınevi, 36. Bölüm, syf. 1029-1036

Yazı Sahibi

Merhabalar, ben Selver. Hacettepe Üniversitesi Biyoloji bölümü 1. sınıf öğrencisiyim. Biyolojinin, bilimin kapısını aralayan en büyük anahtar olduğunu düşünüyorum. Araştırmayı sevdiğim ve ilerlemek istediğim başlıca alanlar Genetik, Nöroloji ve Toksikoloji. Hobi olarak tuval üzerine resim yapmayı ve yazı yazmayı seviyorum. Boş zamanlarımda da bilimle ilgili şeyler araştırmayı, okumayı ve fotoğraf çekmeyi tercih ediyorum.