Электростимуляторы для отбора яда скорпиона. Устройство для отбора яда у жалоносных беспозвоночных животных. Способы применения пчелиного яда и его препаратов

Российские химики будут изучать самые необычные и плохо исследованные яды. Зачем им это нужно и какая польза человечеству от изучения отравы, узнал «КШ».

Фиолетовая пушистка смотрит гладкими, похожими на капельки жидкого металла глазками. Из грунта, покрывающего дно террариума, кроме глаз торчат темные мохнатые ножки. Вообще, этот паук из рода пецилотерии обычно живет на пальмах Шри-Ланки. Он строит воздушные гнезда на деревьях, а если неосторожный любитель бананов или кокосов потревожит его покой, паук стремительно пикирует на обидчика, прокусывает кожу и впрыскивает несколько миллиграмм яда. Человек остается жив, но страдает мучительными судорогами - долго, иногда на протяжении многих недель.

В настоящее время пауки, яд которых представляет смертельную опасность для человека, достаточно хорошо изучены, - говорит Антонина Беркут, сотрудник группы молекулярных инструментов для нейробиологии Института биоорганической химии (ИБХ) им. М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН. - Мы же интересуемся необычными ядами наподобие того, что выделяют эти пауки. Интересно изучить его состав и понять, за счет чего так долго проявляется токсичность.

Александр Василевский

Выпускник биологического факультета МГУ им. Ломоносова, кандидат химических наук, старший научный сотрудник ИБХ РАН.

Именно на изучение необычных свойств ядов, а также ядов мало исследованных животных получили грант РНФ ученые из ИБХ РАН под руководством биохимика Александра Василевского . Многоножки, медузы, морские ежи, скаты-хвостоколы и жуки-листоеды в силу разных обстоятельств нечасто привлекали к себе внимание ученых: кто-то казался не очень опасным, другие обитали там, где долго не ступала нога европейца, а третьих вообще долгое время считали неядовитыми. Ученые будут разбираться, какие именно вещества отвечают в неизвестных ядах за токсичность, и определят молекулярный механизм их действия. В дальнейшем благодаря этому знанию можно будет не только создавать противоядия, но и разрабатывать на основе токсинов лекарства.

Мы подумали, что если в известных ядах обнаружено много интересных с точки зрения применения веществ, то, возможно, мы найдем что-то подобное у малоизученных животных, - рассуждает Александр Василевский. - При отборе мы руководствовались несколькими критериями. Помимо того что оно должно быть мало изучено, животное должно быть доступно, то есть обитать на территории России или продаваться в питомниках или зоомагазинах. Ну, и необходимо, чтобы было указание на какое-то необычное действие токсинов.

Столько может убить бразильский странствующий паук одной порцией своего яда.

Яды животных для ученых, которые любят разгадывать тайны природы, - настоящий Клондайк. Само явление ядовитости - древнейшая форма защиты и химического общения - породило такое количество токсинов и способов защиты от них, что разбираться в них можно десятилетиями. Например, интересно узнать, почему щелезубы - млекопитающие со вздорным характером - не имеют иммунитета к собственному яду и погибают от незначительных царапин, которые иногда наносят сами себе во время драки? Или как так получилось, что некоторые виды, например, обычная свинья, спокойно переносит укус гремучей змеи? Почему яды пауков содержат тысячи компонентов, а яд пчелы - всего два?

Известно, что в южной части Африки обитают жучки диамфидии, - рассказывает Петр Опарин, тоже работающий в группе молекулярных инструментов для нейробиологии. - Аборигены добывают из них высокотоксичное вещество. Это, по всей вероятности, один из самых ядовитых природных токсинов, так как отравленная стрела поражает взрослых слонов и жирафов. Но что это за вещество и как оно работает, никто не знает. Так как в России этими жуками никто не занимается, мы решили изучить их родственников - колорадских жуков. Их гемолимфа также имеет токсический эффект и на животных действует избирательно.

Подоить паука

В лаборатории, где изучают яды, опасных существ стараются не держать. Единственное животное, которое здесь обитает постоянно, - шпорцевая лягушка, белесое создание, похожее на крупный вареный пельмень c лапками. Она не ядовита вовсе, но зато с ее помощью удобно оценивать токсичность ядов.

Страшные мохнатые пауки с размахом лап в 15 сантиметров живут в Московском зоопарке под присмотром арахнолога Даниила Осипова, оттуда биохимики, как правило, получают на руки пузырек с ядом. На столе стоит пробирка с прозрачной слегка вязкой жидкостью - это яд одного из самых опасных пауков-птицеедов. Он обитает в Африке и внушил там панический ужас местным жителям своей агрессивностью и стремительностью передвижения. Ученые предполагают, что именно из-за него у человечества развилась арахнофобия. Добыть яд у такого монстра - особое искусство. Начнем с того, что паука доят. «Доильный аппарат» представляет собой специальную коробку для насекомого, углекислый газ и два электрода.

Доение паука - не такая уж и новая технология, её разработали ещё в 50-х. Совсем другое дело - подоить морского ежа.

Паука усыпляют при помощи углекислого газа, затем его ударяют током, и он выделяет яд. Если паука давно не доили, удой может составить 4 миллиграмма яда. В среднем доить насекомое можно два-три раза в неделю, - говорит Антонина Беркут. - Занятие это опасное, поэтому специалист обязательно надевает резиновые перчатки и даже спящего паука держит длинным пинцетом - на всякий случай.

При всей экзотичности процесса доение паука - не такая уж новая технология. Различные методики стали придумывать с тех пор, как химики в 1950-е всерьез занялись изучением яда пауков для поиска противоядий. Свои традиции добычи яда сложились как в бразильском Бутантане, старейшем институте по изучению животных ядов, так и у отечественных ученых, например, в отделе молекулярной нейробиологии ИБХ РАН, возглавляемом академиком Е.В. Гришиным.

Совсем другое дело - подоить морского ежа. С такой необходимостью даже в научном мире люди сталкиваются нечасто. За ежами биохимики идут в зоомагазин. Правда, обычно любители аквариумистики покупают их по одному, а на работу в лабораторию требуется большое количество иглокожих, так что приходится звонить заранее и просить собрать во имя науки крупную партию.

Такова вероятность того, что укус гадюки не приведёт к развитию интоксикации и ухудшению общего состояния.

Сложность в том, что в ежах яда не так много, - объясняет сотрудник Группы молекулярных инструментов для нейробиологии Мария Сачкова. - Чтобы получить несколько грамм - чайную ложку - жидкости, нужно привлекать десятки ежей. Какого-то общепризнанного метода отнятия яда здесь не существует, поэтому данный процесс - сплошное творчество. Мы попробовали, например, применить электростимуляцию: тут важно подобрать правильное напряжение, чтобы разозлить ежа, но не угробить. Второй способ добыть яд - обстричь ядовитые педицеллярии (особые скелетные образования - КШ) на теле животного и затем из них экстрагировать нужное вещество. Но ежи при этом, конечно, уже не выживают.

Часть полученных учеными ядов сразу идет в работу, оставшееся отправляют на хранение: в замороженном виде вещество сохраняет свои свойства месяцами, а в высушенном - десятки лет. Для высушивания яд помещают в особое устройство, вытягивающее влагу. Высушенный яд представляет собой россыпь кристаллов - желтых или белых, как свежевыпавший снег.

В нашем отделе есть «волшебный сундук», где яды хранятся с 70-х годов, - раскрывает местные тайны Антонина Беркут. - В основном яд скорпионов и змей, отловленных в Средней Азии. Иногда мы обращаемся к этим порошкам: чтобы восстановить яд, достаточно добавить определенное количество воды.

Тютелька в тютельку

«Волшебный сундук» с раритетными ядами стоит в коридоре Института биоорганической химии. Это большой холодильник, мигающий цифрой –70°С. В нем, упакованные в стеклянные банки и пластмассовые коробочки, лежат яды скорпионов и змей. Их собрали тогда, когда изучение биоядов переживало настоящий бум. В СССР, например, постоянно работали девять серпентариев, которые за год собирали 5–7 килограммов сухого змеиного яда.

Во столько яд морских змей токсинее яда самой ядовитой наземной змеи.

Получив возможность изучать вещества на молекулярном уровне, ученые определили, что яды - это сложные коктейли из десятков, а иногда сотен и тысяч различных токсинов. Значительная часть из них - нейротоксины, то есть вещества, действующие на нервные клетки. Внешне их действие очень похоже: у человека наступает паралич мышц, и он умирает либо от остановки сердца, либо от остановки дыхания. Но, несмотря на сходство симптомов, строение токсинов, а также механизм их действия оказались разными. Показательно, что пристальный интерес биологов и химиков именно к нейротоксинам позволил сделать одно из важнейших открытий ХХ века: описать молекулярную систему, обеспечивающую работу нервной клетки.

С помощью нейротоксинов змей и скорпионов, ученые изучили структуры, на которые они воздействуют, - натриевые и кальциевые каналы в мембранах клеток, - рассказывает Александр Василевский. В организме они отвечают за проведение нервных импульсов и сокращение мышц. Токсины прикрепляются к определенного вида каналам, блокируют их работу или, наоборот, активизируют ее и тем самым вносят дисбаланс в работу клеток.

Со временем стало ясно, что мембраны нервных клеток как будто специально «начинены» огромным количеством рецепторов разных видов, которые могут взаимодействовать с огромным количеством токсинов. То есть нейротоксины - это высокоточный молекулярный инструмент воздействия на нервную систему человека. Зная структуру ионных каналов, можно искусственно создавать вещества, способные регулировать работу нервной клетки, например, блокировать прохождение нервных импульсов.

Человеку достаточно получить нанограммы ботулотоксина - и он погибнет.

Одно из интересных с этой точки зрения веществ - латротоксин, названный так в честь паука латродектуса (каракурта, или черной вдовы). Это одно из немногих сильноядовитых членистоногих, обитающих на территории России, - он водится в покрытых полынью астраханских степях, Причерноморье и Приазовье. Впрочем, в жаркие годы некоторые отчаянные особи добираются и до Подмосковья. Особо опасным для человека яд этого небольшого паука делает именно латротоксин, отличающийся от других токсинов строением и действием.

Как правило, нейротоксины - это небольшие белки, пептиды, у которых есть своя мишень в организме жертвы - ионные каналы, - говорит биохимик Петр Опарин. - Латротоксин, в отличие от них, крупный белок, который, как оказалось, сам образует белковые комплексы и из них «производит» собственный канал, встраиваясь в мембрану клетки. Как именно это происходит, до сих пор неизвестно. В результате из нервного окончания начинают массово выбрасываться нейромедиаторы, что приводит к истощению нервного окончания и, как следствие, полному параличу. Мы изучаем, как именно устроен латротоксин, потому что он является уникальным экзогенным внеклеточным ионным каналом, то есть потрясающе сложной транспортной системой. Интересно, что в яде черной вдовы содержатся похожие токсины, безвредные для человека, но смертельные для насекомых. Этот эффект в дальнейшем можно использовать для создания нового вида инсектицидов, которые поражают вредных насекомых. В условиях, когда вредители научились приспосабливаться к существующим препаратам, на это направление возлагают огромные надежды.

Нервная работа

Ученых, занимающихся ядами, все время спрашивают, какой же из них самый сильный. И те все время отвечают разное, потому что разные организмы реагируют на один и тот же яд по-разному. Одни называют палитоксин, который содержится в кораллах и продуцируется вирусом-симбиотом. Он активно поражает коронарные сосуды и останавливает сердце. Другие вспомнят тетродотоксин, которым начинены внутренности японского деликатеса - рыбы фугу. До сих пор от яда рыб этого семейства погибают несколько человек в год: их не успевают довезти от ресторана до больницы. Но все-таки самые сильные токсины - бактериальные. Их производят бактерии Clostridium botulinum - крошечные микроорганизмы, которые любят селиться в бабушкиных грибочках и консервированном мясе. Чтобы отравиться насмерть, человеку достаточно получить несколько сотен тысяч молекул этого вещества, это миллионные доли грамма.

Правда, в некоторых случаях самый страшный токсин может вылечить. Не зря исходное слово «фармакон» в переводе с греческого означает и лекарство, и яд. Например, хлоротоксин сегодня рассматривают как агент для лечения онкологических заболеваний. Он содержится в яде желтого палестинского скорпиона. От его уколов в Северной Африке каждый год гибнут десятки человек, в основном дети. Тем не менее именно хлоротоксин в малых количествах взаимодействует с клетками глиомы - опухоли мозга - и блокирует их подвижность, то есть останавливает развитие метастазов.

Показательно, что близкий гомолог хлоротоксина первыми выделили ученые Института биоорганической химии еще в 70-е годы, - рассказывает Мария Сачкова. - Но тогда просто определили, что он является нетоксичным для млекопитающих. Когда мы увидели публикации, доказывающие противораковую активность хлоротоксина, то решили проверить в этом направлении наш токсин и получили похожие результаты. Сейчас мы работаем с клеточными культурами и готовим материалы к публикации.

Не менее интересные результаты дает и работа биохимиков с ядами других скорпионов. Оказалось, что токсины можно использовать для лечения аутоиммунных заболеваний - рассеянного склероза, ревматоидного артрита и диабета первого типа.

Хотя причина многих из этих заболеваний до сих пор неизвестна, механизм их развития во многом схож, - рассказывает сотрудник группы молекулярных инструментов для нейробиологии Алексей Кузьменков. - Например, доказано, что за аутоиммунность отвечают определенные Т-лимфоциты, и если заблокировать в этих клетках калиевые каналы, то заболевание останавливается. Такой эффект был показан в начале 2000-х годов, и сегодня несколько препаратов проходят клинические испытания. И при этом медики постоянно ищут новые формулы: так как до сих пор эффективной терапии некоторых аутоиммунных заболеваний нет, фармкомпании вкладывают в эту область гигантские средства.

Токсины триумфально ворвались в медицину, но, надо признать, до конкретных фармакологических препаратов на основе биотоксинов дело пока доходит нечасто. Один из ярких примеров такого успеха - болеутоляющее на основе конотоксина, выделенного из яда моллюска конуса. Оно поступило в продажу в 2004 году и считается более сильным, чем морфий. Другие болеутоляющие токсины, находящиеся на стадии доклинических испытаний или уже прошедшие их, выделили сотрудники ИБХ РАН.

Основные сложности при разработке подобных препаратов - их токсичность и низкая эффективность, - объясняет Александр Василевский. - Когда мы оцениваем действие вещества на изолированной культуре клеток, все проходит хорошо, а когда вещество попадает в организм, на него влияют десятки других факторов, которые подавляют его действие. В итоге из потенциальных тысяч соединений годным оказывается одно.

Чтобы найти ту самую «волшебную» молекулу, требуются месяцы работы и самое современное оборудование. После того как ученые отбирают несколько перспективных с точки зрения воздействия веществ, специфику их токсичности проверяют на ооцитах шпорцевой лягушки - они большие, и в них почти нет собственных ионных каналов. Если речь идет о препарате для человека, в ооцит предварительно вводят мРНК человека, которая кодирует интересные ученым ионные каналы. Если токсин оказывается эффективным, ученые определяют его структуру и для дальнейшей работы воссоздают его методами генной инженерии - клонируют в гене бактерии. Иначе никаких пауков не напасешься.

Как пройти в библиотеку?

С одной стороны, обнаружить нужный токсин - все равно что отыскать иголку в стоге сена. С другой стороны, обнадеживает тот факт, что иголок может быть огромное количество, а сам стог сена имеет поистине вселенские размеры.

Количество токсинов почти бесконечно,- говорит Василевский. - Представьте: если в яде одного паука порядка тысячи токсинов, а самих пауков 40 000 видов, мы получаем миллионы веществ. Перед нами огромная библиотека, созданная природой. Мы проверяем амбициозную идею, согласно которой в нервной системе можно выбрать любой рецептор и отыскать к нему свой «ключ». Интересно, что пока она подтверждается.

в настоящей главе приведена принципиальная схема прибора для сбора пчелиного яда. Теоретические же основы получения яда не рассматриваются - они достаточно широко описаны в справочниках или, например, в журнале "Пчеловодство", имеющемся в любой библиотеке.

Необходимо изучить весь материал и найти ответы на следующие вопросы:

По электростимулятору:

Частота генерируемых сигналов;

Длительность пачки импульсов;

Длительность пауз между пачками;

Амплитуда импульсов;

Возможность вариации параметров;

Возможность использования магнитофона вместо генератора импульсов;

Конструкция кассеты для сбора яда:

Размер, применительно к вашему улью;

Конструкция кассеты;

Материал токонесущей сетки;

Расстояние между токонесущими проводниками и ядоприемным стеклом;

Хранение кассет.

Методика сбора яда:

Надгнездовой или внутригнездовой способ сбора;

Периодичность сбора яда;

Количество одновременно обрабатываемых с^^1ейств;

Влияние яда на медопродуктивность;

Организация рабочего места для первичной обработки яда;

Первичная обработка яда, необходимые приспособления;

Количество яда, наличие примесей, просеивание;

Когда запрещается проводить отбор яда.

Ответы ва найдете в публикациях. На рис.37 приведена конструкция кассеты ядосборника.

Поверх деревянных пластин намотано по 50 витков провода "нихром" 0.2 мм с обеих сторон так, чтобы витки одной катушки (А) были расположены между витками другой катушки (В) не пересекаясь. Расстояние между соседними витками-4 мм.

Расстояние между проволкой и ядоприемными стеклами - не более 1 мм.Вторые концы катушек- свободны. Ядоприемные стекла должны свободно выниматься для соскабливания яда. На рис.36 приведена принципиальная схема электростимулятора.

В состав схемы входят:

Задающий генератор на DDI, R1, R2, R3, R4, R5, R6, С1, С2, VD1, VD2;

Модулируемый генератор на DD2, R7, R8, СЗ;

Эмиттерный повторитель с регулятором уровня на VT1, R9;

Усилитель мощности на DA1, VT2… VT5;

Цепи питания и коррекции.

Принцип работы заключается в следующем:

На ИС DDI собран регулируемый генератор импульсов, причем R1 изменяет длительность импульса, а R2- паузу между импульсами. DD2 определяет частоту заполнения огибающей, регулировка частоты производится резистором R7.

С выхода эмиттерного повторителя VT1, комплексный сигнал подается на вход усилителя мощности, собранного по схеме с двухполярным питанием. Отличительная особенность усилителя- большая выходная мощность (до 20 Вт),что позволяет подключать к нему до 100 ядоприемных кассет одновременно.

Усилитель настройки не требует и, при исправных деталях начинает работать сразу, при этом, за счет симметрии схемы, усилитель не искажает входную последовательность импульсов.

при отсутствии входного сигнала, на входе 6 DA1 и в точке соединения эмиттеров VT4, VT5 должно быть нулевое напряжение относительно корпуса. Регулировка "нуля" производится резистором R16.

Частота- 500 Гц;

Длительность- 30 сек;

Пауза- 30 сек;

Длительность воздействия на пчел- 2 часа;

Периодичность- 1 раз в 10 дней;

Количество стимуляций за сезон- 3-4 раза;

Амплитуда импульсов на ядоприемном стекле- 40 Вольт (при сухой погоде); 25 Вольт (при влажной погоде);

Метод сбора- надгнездовой, по две ядосборные кассеты на улей;

При выходной мощности 20 Вт одновременно обслуживается 100 ульев.

Пчелиный яд является ценнейшим сырьем для фармацевтической промышленности, поэтому к сбору яда необходимо подходить со всей серьезностью и аккуратностью. Качество собранного яда сильно влияет на его закупочную цену. Необходимо также помнить, что производить отбор яда во время главного взятка (сбора меда) н^ьзя.

В Научно-исследовательском инсти-
туте пчеловодства разработана научно
обоснованная технология получения пче-
линого яда-сырца на пасеках. Используя
эту технологию, за разовую стимуляцию
можно получить в среднем 700 мг высо-
кокачественного пчелиного яда-сырца от
одной семьи, а от сильной - до 1,5 г.

Для семей пчел, от которых плани-
руется получать яд, с весны создают весь
комплекс условий, направленный на их
интенсивный рост и развитие. Особое вни-
мание уделяют обеспеченности пчел се-
мей обильным и полноценным белковым
кормом, так как при отборе яда от пчел
снижается содержание белка и жира в их
организме. Кроме того, лишь полноцен-
ное белковое питание молодых пчел во
многом определяет развитие секреторных
клеток ядовитых желез, количество яда
и его биохимический состав (качество).

Получать яд можно только от семей,
прошедших период смены перезимовав-
ших пчел и имеющих массу не менее 2,5 кг
(10 улочек).

Наибольшего развития ядовитая железа достигает у летних (июльских) пчел, она меньше у весенних (май) и осенних (сентябрь). Длина ядовитой железы, характеризующая степень ее развитости, соответствует степени агрессивности пчел разных рас. Наибольшая длина железы у среднерусских, наименьшая – у серых горных кавказских; украинские пчелы занимают промежуточное положение. Среднерусские пчелы с первых дней жизни имеют развитые железы, а у серых горных кавказских они достигают наивысшего развития к 14-му дню.

Яд растворим в воде, в растительных маслах. Тяжелее воды: относительная плотность 1,8-1,13. Содержит 30-48 % сухих веществ. Устойчив при замораживании. Разрушается окислителями (Н2О2), этиловым спиртом, концентрированными кислотами, щелочами, солнечным светом.

В центральных областях России пчелиный яд следует получать со второй половины мая до начала июля и один раз сразу же после окончания главного медосбора (конец июля - начало августа), что определено биологией пчелиной семьи и физиологией пчел. Дело в том, что степень развития ядовитых желез имеет ярко выраженный сезонный характер. Пчелы летней генерации имеют максимально разви-
тые железы и наибольшее количество яда в резервуарах большой и малой ядовитых
желез. У пчел осенней генерации количество яда в организме снижается.

Отбирать яд от пчел следует с интервалом 12 дней, что обусловлено длительностью развития печатного расплода, периодом максимального накопления яда в организме молодых пчел и продолжительностью жизни пчел, отдавших яд.

У летной пчелы после отбора запас яда
не восстанавливается ввиду дегенерации
секреторных клеток ядовитых желез.

Размещают рамки с 2 сторон расплодной части гнезда на расстоянии около 20 мм от ближайшего сота или на высоте 10 мм от брусков гнездовых рамок при отборе яда над гнездом. Яд необходимо отбирать ранним ут-
ром за 2 - 3 ч до начала лёта пчел, когда в
медовом зобике содержится минимальное
количество корма. Отбор яда от пчел в
дневные часы приводит к его сильному
засорению пыльцевыми зернами, кристал-
лами сахара, который попадает на ядо-
сборные устройства при отрыгивании со-
держимого медового зобика, что досто-
верно снижает качество яда.

Продолжительность сеанса по отбору
яда не должна превышать 3 ч. Основное
количество яда (74,2%) получают за пер-
вый час электростимуляции семьи пчел.
После 3 ч воздействия электрическим то-
ком в семье остается не более 10% пчел,
не отдавших яд.

Оптимальный режим воздействия
электрическим импульсным током на
пчел следующий: напряжение - 27 В,
продолжительность импульса - 2 с, пау-
за - 3 с, частота - 1000 Гц. В условиях
повышенной влажности уменьшают на-
пряжение до 24 В, частоту до 800 Гц, про-
должительность импульса до 1 с, паузы
до 1,5 с. В условиях повышенной сухости
воздуха, напротив, увеличивают напря-
жение до 30 В, частоту до 1200 Гц, про-
должительность импульса до 3 с, паузу
до 4,5 с.

Длительность паузы должна быть всегда больше, чем длительность импульса, что дает пчеле возможность уйти от повторного воздействия

Устройства для сбора яда устанавливают и снимают, не используя дым.

Максимальную отдачу яда, не травмируя пчел, и эффективную работу обеспечивают ядоотборные устройства, у которых электроды находятся на расстоянии 3 мм, а зазор между стеклом и электродом - 0,5+0,1 мм (рис. 80).

Рис. 80
Прибор для получения пчелиного яда:
1 - ядоприемная рамка; 2 - верхний и нижний бруски рамки; 3 - стекло; 4 - аккумулятор; б- мектростимулятор.

Важно, чтобы плоскости стекла и
злектродов совпадали по всей площади
рамки.

Ядоотборные рамки следует устанавливать по две в гнездо (справа и слева от
расплодной части гнезда) и одну поверх
гнезда, это обеспечивает увеличение вы-
хода яда в 3 - 4 раза по сравнению с раз-
мещением одной рамки в гнезде или над
гнездом.

Перед постановкой ядоотборных ра-
мок необходимо сформировать в гнезде
колодцы шириной 50 мм, чтобы обеспе-
чить улочку в месте постановки ядоотбор-
ных устройств шириной 20 мм.

Ядоотборные устройства помещают в
ульи непосредственно перед получением
яда. На заранее установленные устройст-
ва пчелы откладывают воск и прополис,
поэтому необходимо использовать защит-
ные пленки. В этом случае можно увели-
чить выход яда на 40 - 70%. Яд, получен-
ный под пленкой, имеет меньшую влаж-
ность и более высокую гемолитическую
активность, содержит в 10 раз меньше не-
растворимых остатков и в 3,6 раза мень-ше сахара по сравнению с допустимыми
нормами.

На время отбора яда из ульев необхо-
димо удалить утеплительные материалы
и холстики. Яд счищают со стекол в спе-
циальном застекленном боксе, который
защищает слизистую оболочку глаз и
дыхательных путей оператора. Дополни-
тельно оператор одевает марлевую повяз-
ку, закрывающую рот и нос.

по организации живого уголка выполнил: ст. гр. БЗ-01-3 Сподарец Дмитрий Александрович

ДНЕПРОПЕТРОВСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

г. Днепропетровск 2002

1. Получение пчелиного яда на пасеках. Электpостимулятоpы

В настоящее время существует большое количество разнообразных конструкций электрических стимуляторов пчелоужаления. Однако все они в принципе сходны и удовлетворяют основным условиям промышленного получения пчелиного яда: наличию возможности одновременного отбора яда у большого количества пчел при сохранении их живыми.

Анализ выпускающихся сегодня разнообразных конструкций таких электростимуляторов позволяет сделать вывод, что все они однотипны и так или иначе повторяют схему серии НИИХ (НИИ химии при университете), опубликованную около 20 лет назад (Солодухо с соавт., 1977, 1978) и в дальнейшем усовершенствованную (Ошевенский с соавт., 1985).

Отличие же всех разнообразных приборов сегодня заключается в основном, в сервисе аппарата: предусматриваются автоматические или ручные режимы управления формой, частотой, амплитудой выходного сигнала, его временем работы, включения и выключения; световая и звуковая индикация работы и т.д.

Соответственно, усложнение сервиса ничего принципиально нового, кроме уменьшения надежности, в принцип работы не вносит. В связи с этим, дальнейшая оптимизация электрического стимулятора для пчел может быть достигнута за счет упрощения, удешевления и унификации элементной базы, позволяющей собрать такой прибор самостоятельно. В качестве примера такой оптимизированной схемы электростимулятора, разработанного и апробированного на пасеках, ниже приведена схема прибора, позволяющего обрабатывать небольшую приусадебную пасеку в 5-15 пчелосемей.

На рисунке приведена схема, апробированная в лаборатории и на пасеках, выполненная на недефицитных элементах, выпускающихся промышленностью. Основным элементом схемы является задающий генератор электрического сигнала, выполненный по схеме мультивибратора на микросхемах (элементы D1.3, D1.4, R3, С2). Генератор вырабатывает сигнал прямоугольной формы частотой 1000 Гц±200 Гц при скважности 2. Элементы R3, С2 являются времязадающими и определяют конкретную частоту генерации. Для формирования пакетов (пачек) импульсов и пауз между ними задающий генератор управляется вторым генератором, выполненным по той же схеме (элементы D1.1, D1.2, VD1, R1, R2, С1). Этот генератор вырабатывает импульсы длительностью 0,5-1 с. с частотой следования 0,5-0,3 Гц. Регулировка длительности пачки импульсов осуществляется резистором R1, регулировка пауз между пачками - резистором R2.

Сформированный на генераторах сигнал усиливается на транзисторах VT1, VТ2, VТЗ, VТ4 с высоким КПД. Для согласования усилителя мощности с электродами ядоприемников на его выход подключен автотрансформатор Т1 (Ш 16х16; I-50 витков ПЭВ-2, d 0,44; II - 300 витков), повышающий выходное напряжение до требующихся 25-35 В. Дополнительные элементы R4, VD2, П1, обеспечивают световой и звуковой контроль работы устройства. Испытания показали, что в режиме паузы потребляемый ток составляет 1 мА, при максимальной нагрузке - 150 мА, ток короткого замыкания - 300 мА, нагрузочная способность без потери мощности - 1000 Ом. Питание прибора осуществляется аккумулятором (12 В), или любым стабилизированным источником постоянного тока указанного напряжения.

Как видно из приведенного описания и схемы, принцип действия такого оптимизированного электростимулятора для получения пчелиного яда, так же, как и всех известных сегодня разновидностей, заключается в выработке импульсного электрического сигнала определенной частоты, причем импульсы сгруппированы в пачки, между которыми имеются паузы молчания.

Соответственно, можно варьировать все указанные параметры - величину и форму импульсов, их частоту, длительность пачек и пауз между ними - в широких пределах. Каких? В приведенном стимуляторе "Жало" эти параметры подобраны и зафиксированы. В других приборах они могут регулироваться как самим оператором, так и автоматически. Почему мы считаем выбранные уровни параметров оптимальными? Во-первых, потому, что в течение двух десятков лет производился опытный подбор указанных параметров раздражения, который оценивался, с одной стороны, по количеству получаемого яда, а с другой - по щадящему воздействию на пчелу. Во-вторых, что было сделано сравнительно недавно, получены теоретические подтверждения оптимальности выбранных характеристик раздражения. Подобранные опытным путем, они оказались соответствующими физиологическим характеристикам пчелы.

Рассмотрим это более детально. Прежде всего, необходимо принять к сведению, что организм пчелы в анатомическом, биохимическом и фрункциональном (поведенческом) аспектах не отличается от других организмов. Поэтому все физиологические законы, присущие живому организму, распространяются и на пчелу. Так же, как и другие животные, пчела имеет центральную и периферическую нервную системы, мышцы, которыми эти системы управляют. Управляющие команды нервной системы регулируются в свою очередь сигналами, приходящими по чувствительным нервным путям от рецепторов, находящихся повсеместно -внутри и на поверхности организма. В связи с этим управляющие команды будут приводить к действию, адекватному изменению условий внешней или внутренней среды, направленному на поддержание или обретение "комфортного" состояния организма.

Рассмотрим пример. Если несильно каким-либо предметом надавить на тело пчелы, она будет поднимать лапки, крылья. Если давление усилить - пчела попытается улететь. Наконец, сильное надавливание приведет к высовыванию жала и попытке ужалить. Все эти реакции - инстинктивные сложные рефлексы, вроде того, когда после удара молоточком терапевта по коленному сухожилию у человека отдергивается голень. Из примера следует, что данные рефлексы и соответствующие реакции градуальны и зависят от силы раздражающего действия, то есть пчела будет жалить только при достижении определенной, пороговой силы раздражителя.

Кроме того, для более четкого ответного рефлекса важна и природа самого раздражителя. Выше мы уже отмечали, что при получении яда наиболее эффективным оказалось не механическое или химическое, а электрическое раздражение, поскольку и нервы и мышцы (возбудимые ткани) функционируют благодаря биоэлектрическим процессам, протекающим в них. При этом активность носит импульсный характер! Если эти импульсы нервных волокон усилить и подать на экран осциллографа, то можно увидеть весь спектр этой активности - от полного молчания, до низко амплитудной фоновой (дежурной) активности и высоко амплитудных импульсов, сформированных в пачки при возбуждении нерва.

В связи с вышерассмотренным становится понятным, почему не получил распространения в качестве раздражителя постоянный ток, изучавшийся ранее. Установлено, что постоянный ток, т.е. ток, величина и направление которого постоянны (например, от аккумулятора), будет вызывать ответ возбудимых тканей только в момент включения и выключения. Кроме того, проходя по тканям, он вызывает их разогрев, различные электрохимические процессы (перенос заряда), соответственно, разрушение тканей. В экспериментальных условиях показано, что при получении пчелиного яда с помощью постоянного тока наблюдается большая гибель пчел: у погибших пчел отмечаются характерные позы - челюстями они сжимают проволочные электроды ядоприемников, крылья расправлены в стороны, хоботки расправлены. Это регистрировалось, когда постоянный ток достигал значительной величины - при малой же (до 20 В) он был неэффективен, ужаления не происходят.

Логично предположить, что более адекватной будет раздражение, наносимое в режиме импульсов, причем частота этих импульсов также должна соответствовать физиологической частоте. Установлено, что нервная цепочка насекомых обладает фоновой биоэлектрической активностью, т.е. некоторым постоянным фоном низко амплитудных потенциалов (импульсов), имеющим частоту 500-700 импульсов в секунду (Верещагин, Лапицкий, 1982 и др.). Более того, такая фоновая активность наиболее выражена в грудных и последнем брюшном ганглии насекомых, где сосредоточены локомоторные центры, обслуживающие половые органы, и, следовательно, жалящий аппарат пчел. Из этих данных следует, что оптимальная частота электрических импульсов раздражения пчел должна лежать в интервале 500-1000 Гц.

Опытным путем показано, что наиболее эффективна частота в 1000±200 Гц.

При возбуждении фоновая активность усиливается, появляются пачки высоко амплитудных импульсов, что в конечном итоге приведет к ответу иннервируемой ткани или органа. Эти законы хорошо изучены у человека и животных, они же характерны и для пчел. Переход ткани или органа из состояния физиологического покоя в состояние физиологической активности под влиянием раздражителя произойдет, если последний будет иметь некоторую минимальную пороговую силу-порог раздражения. Стимулы, сила которых ниже пороговой, не вызывает реакции организма.

Порог раздражения находится в зависимости от длительности стимула и крутизны его нарастания. Чем медленнее нарастает величина электрического раздражителя, тем выше становится порог, при котором возникает реакция на раздражение (явление аккомодации). Наоборот, мгновенно нарастающий стимул вызовет реакцию ткани при меньшей величине. Поэтому наиболее эффективными оказались электростимуляторы, у которых передний фронт (крутизна) импульса наиболее короток - генераторы прямоугольных импульсов. Длительность такого прямоугольного стимула (импульса) обычно составляет 0,5-1 мс, что также соответствует длительности биоэлектрических импульсов возбудимых тканей животных - у насекомых она не превышает 4 мс.

Выше мы указывали, что при возбуждении импульсная активность нервных волокон становится залповой - появляются пачки высоко амплитудных импульсов. Это свойство - одиночные и залповые импульсы, - становится особенно важным, когда объект раздражения - мышцы. Дело в том, что при одиночном стимуле даже большой силы мышца отвечает одиночным сокращением. Однако, если на мышцу подать пачку импульсов определенной частоты, то мышца отвечает суммированным, слитным сокращением, гораздо большим по величине, чем одиночное сокращение. Только благодаря таким титаническим сокращениям и происходит целенаправленное локомоторное действие мышечного аппарата организма - поднимается или опускается конечность, удерживается в необходимой позе часть тела и т.д. Соответственно, более полно и мощно сократятся мышцы, опорожняющие ядовитый резервуар пчелы при ужаливании. Такое титаническое сокращение произойдет, если частота следования импульсов в пачках составляет не менее 500 Гц.

С другой стороны, для более полного выброса яда из мышечного резервуара, мышцы его стенок должны работать в режиме насоса - периодическом сокращении и ослаблении. Соответственно, должны быть предусмотрены интервалы молчания (паузы) между пачками импульсов. Пауза между пакетами импульсов должна быть не менее времени полного расслабления мышечных структур -только в этом случае мышцы избавятся от остаточной посттетанической контрактуры и сократятся более мощно при следующих стимулах. В соответствии с расчетными данными и экспериментальными результатами длительность пачек стимулов и пауз между ними примерно одинакова и составляет 0,5-1 с. Именно такая продолжительность достаточна для того, чтобы вызвать полноценное титаническое сокращение и последующее полное расслабление мышц жалящего аппарата пчел.

В соответствии с выбранной оптимальной длительностью отдельных стимулов, оказалась оптимизированной и амплитудная, пороговая характеристика их. При вышеуказанных параметрах длительности и формы импульсов оптимальная амплитуда их составила 25-35 В. Эта величина оказалась вполне достаточной для полного опорожнения ядовитого резервуара пчел. Вместе с тем при указанных режимах стимуляции существует достаточный диапазон амплитуды, не наносящий ущерба жизни пчел: лишь при достижении величины в 80 В возникает паралич конечностей, сопровождающийся гибелью пчел на электродах.

В условиях пасеки было подтверждено, что повышение амплитуды импульсного тока выше 35 В не приводило к дальнейшему увеличению ядоотдачи. Не было также выявлено отличия между действием импульсов однополярной или биполярной направленности. Одинаковый выход продукта как по количеству, так и по качеству был показан при стимуляции прямоугольными импульсами и монополярного и биполярного направления.

Исследования по оптимизации раздражения пчел при отборе яда привели тому, что, кроме учета физиологических особенностей возбудимых тканей насекомых, необходимо учитывать и обще поведенческие реакции организма, как условно-рефлекторные, так и инстинктивные. Дело в том, что выявленные выше амплитудные, частотные и временные характеристики электростимуляторов имеют ритмический (периодический) характер, т.е. имеют повторяемость эффективных значений раздражающего тока, временных интервалов пакетов и пауз раздражающих импульсов. Такая ритмичность приводит к появлению у пчел эффекта привыкания к раздражителю, следствием чего является снижение эффективного значения тока в цепи электродов ядоприемника во времени (пчелы уходят с ядоприемников). Экспериментально было показано, что такое привыкание появляется на 40-60 минутах работы электростимуляторов.

Таким образом, при работе стандартного электростимулятора уже на 40 минуте, в результате привыкания и ухода пчел с электродов, в 2 раза снижается производительность ядоотбора.

2. Ядоприемники

Вторым основным элементом технологии получения яда у пчел являются соединенные с электростимуляторами ядоприемники, т.е. те площадки с электродами, жаля которые, пчелы оставляют на них яд.

При рассмотрении разнообразия Конструкций ядоприемников можно выделить основной принцип: это прямоугольный каркас из пластика, дерева и других материалов, на который намотаны параллельно два провода-электрода с расстоянием между ними 3-5 мм имеющие выводы на контакты выхода электростимулятора.

Замыкание цепи работающего электростимулятора происходит при касании пчелой двух соседних проводов-электродов. Внутри каркаса под проводами-электродами располагаются 1-2 стеклянные пластины по размеру каркаса. Именно на них попадает выделившийся с жала яд. Для уменьшения примесей, попадающих на стекло-ядоприемник при нахождении пчел над ними на электродах, стекла иногда закрывают различными полимерными пленками (лавсан, латекс, капрон и др.). Однако для использования яда для фармацевтических нужд в таких усложнениях обычно нет необходимости. При грамотно воспроизводимой технологии даже на открытом стекле нерастворимых в воде примесей обычно не бывает более 8-10% (Фармакопейная статья на яд-сырец допускает 12% примесей).

Стандартную рамку-ядоприемник несложно изготовить самим в условиях пасеки из дерева (дуб, бук, сосна). Готовят 2 бруска длиной 470 и 435 мм. С внутренней стороны обоих брусков делают продольные пазы шириной 10 мм, глубиной 5 мм. Внутри пазов, также по длине брусков, делают еще один пропил глубиной 5 мм и шириной 2-3 мм (толщина определяется толщиной основной пластины. С наружной стороны брусков делают неглубокие (1 мм) надпилы, ориентированные перпендикулярно длине брусков на расстоянии 3-5 мм друг от друга. В глубокие пазы верхнего и нижнего брусков вставляют прочную основную пластину толщиной 2-3 мм (металл, пластик, стекла и др.) шириной 400 и высотой 200-300 мм. Вокруг собранного таким образом каркаса натягивают (обвивая) двойной спиралью нихромовую проволоку диаметром 0,2-0,4 мм, располагая ее в пропилах. Концы обеих спиралей закрепляются в каркасе так, чтобы к ним можно было присоединить два провода с выхода электростимулятора. Внутрь каркаса, под провода-электроды в пазы брусков по обе стороны от основной пластины вставляются два стекла соответствующей толщины (чтобы вошли свободно в пазы) и размера (по размеру каркаса).

В последнее время получили распространение кассеты-ядоприемники. От вышерассмотренных конструкций кассеты отличаются величиной каркаса, в который можно вставить между намотанными на различных опорах проводами-электродами 5-20 стекол ядоприемников. Обычно такой каркас-кассета выполнен по размеру улья и ставится сверху вместо магазина.

Существует множество вариантов расположения рамок-ядоприемников и кассет по отношению к улью. Возможны варианты их расположения перед ульем, сверху улья, в разрыв гнезда и т.д. При этом стекла ядоприемники, как и сами рамки, можно ставить вертикально, горизонтально, под тем или иным углом и т.д. С одной стороны, подобные варианты позволяют получать более чистый яд без примесей, но в малых количествах, с другой-большее количество яда, но с большим же количеством примесей. Поэтому определить, какой способ постановки более технологичен, можно, в зависимости от конкретных задач, условий, рентабельности и т.д.

3. Отбор яда у пчел

Существует несколько вариантов отбора яда во времени. Яд можно получать днем, вечером, ночью и утром. Чаще всего применяют ночной сбор с вечера, или утренний - еще до вылета пчел. У каждого способа имеются свои достоинства и недостатки. Рассмотрим наиболее длительный процесс сбора - ночной. Последовательность операций при этом будет производится следующим образом:

16-17 часов. В этот период в подготовленные днем ульи устанавливают рамки-ядоприемники. Для этого с улья снимается крышка, утеплитель, поднимается часть холстика с крайних медовых рамок, формируется, если он не сформирован нем, колодец. В “пазованный” колодец устанавливается рамка (кассета) - ядоприемник так, чтобы расстояние от проводов-электродов до стенок колодца - медовых рамок составили 20-25 мм.

Примечание. При большом расстоянии падает производительность сбора из-за недостаточного количества пчел на электродах, а при меньшем - создаются опасные для пчел условия их постоянного нахождения на электродах.

Холстик опускают на рамки, соединительные провода выводятся на внешнюю сторону улья. Аналогично устанавливают рамку-ядоприемник с другой стороны гнезда.

Примечание. Установлено, что при помещении в улье только одной рамки большое количество пчел уходит в противоположную сторону, и производительность, соответственно, уменьшается.

После проведенной установки рамок-ядоприемников улей закрывают крышкой без утеплителя. Это связано с тем, что в процессе ядоотбора в гнезде из-за возбуждения пчел резко повышается температура и создаются условия, которые могут привести к гибели расплода. Если, однако, перегрев все-таки происходит, то защитой является естественное выкучивание пчел из улья. Для уменьшения выкучивания и возможности перегрева при ядоотборе в крышке открывают вентиляционные окна, увеличивают просветы летков.

Вышеописанная процедура установки 200 рамок-ядоприемников (100 пчелосемей) двумя операторами обычно составляет 1,2-2 часа. Контроль работоспособности рамки-ядоприемника вновь производят, когда она установлена в улей. При подключении соединительных проводов к омметру сопротивление цепи ядоприемника должно быть не менее 500 кОм.

После установки всех рамок-ядоприемников они соединяются в параллельную цепь через тройники и удлинители. Образованная цепь соединяется с гнездами выхода электростимулятора.

21 час. Включают электростимулятор.

Примечание. Выбор длительности импульса и паузы между ними относительно постоянны и обуславливаются конструкцией электростимулятора. Их можно варьировать в узких пределах, причем конкретная величина может определяться самим пчеловодом-оператором опытным путем.

После включения электростимулятора необходимо убедиться в том, что процесс отбора яда начался. Нормальный процесс ядоотбора характеризуется повышенной акустической активностью пчелосемей: в улье слышен низкочастотный шум возбужденных пчел. Около вентиляционных отверстий ощущается характерный запах пчелиного яда. Кроме того, может наблюдаться высыпание, "выкучивание" пчел на стенки улья у сильных семей, что является нормальным явлением, длительностью 20-30 минут. Выкучивание пчелиной семьи является своеобразным индикатором, по которому можно корректировать процесс отбора яда.

Выкучивание пчел объясняется двумя основными причинами:

Повышением температуры в улье за счет высокой двигательной активности пчел;

Запах яда вызывает возбуждение пчел и повышает эффективность ядоотдачи, но при высоких концентрациях запах яда вызывает реакцию самосохранения у пчел и они покидают улей.

Для повышения производительности устройств при отборе яда рекомендуется открывать полностью легковые отверстия улья и заменять холстик на свежий, не покрытый прополисом.

4-5 часов. Электростимулятор выключают.

7-8 часов. Производится разборка электрической сети и извлечение рамок-ядоприемников из ульев. Извлечение должно производиться быстро и аккуратно. Рамки-ядоприемники с полученным ядом помещают в ящики для переноски и транспортируются в лабораторию, пасечный дом.

4. Сбор пчелиного яда

Сбор пчелиного яда с ядоприемников осуществляется в предварительно проветренном помещении, без сквозняков. При этом сбор осуществляется либо сразу, либо после предварительного досушивания в потоке воздуха температурой не более 40°С. Яд обычно досушивают при повышенной влажности воздуха на пасеке. Для этого кассеты-ядоприемники, помещенные в ящики, устанавливают в поток теплого воздуха вентилятора. С целью предотвращения попадания пыли на ядоприемники они накрываются марлей, сложенной в 2-3 слоя. Критерием достаточного высушивания яда является его хрупкость при сборе.

Схема операции по сбору и переработке пчелиного яда (объяснения в тексте).

Ядоприемник с высохшим ядом вынимают из кассеты и осматривают. Пятна и точки посторонних включений (чешуйки воска зерна пыльцы, капли нектара, прополиса и др.) удаляются лезвием безопасной бритвы. После этого ядоприемник помешается на лабораторный стол, на лист черной бумаги. Берут резак, режущая кромка которого представлена лезвием безопасной бритв”," Режущая кромка резака устанавливается на поверхности стекла ядоприемника под углом 45° и возвратно-поступательными движениями производится счистка яда на край стекла, удаленный оператора, на лист белой мелованной бумаги (рис. 16). Скорость резания должна быть такой, чтобы исключить чрезмерное рассеивание пылевидных частиц пчелиного яда, образующихся при его резании. Удаленный со стекла яд концентрируют на краю стекла и бумаги. Далее переносят его совком, изготовленным из кальки, фотопленки и др. в банки темного стекла.

Примечание: При счистке яда со стекла ядоприемника происходит большое рассеивание пылеобразных частиц получаемого продукта, что приводит к их попаданию на слизистые, в дыхательные пути операторов.

Открытые банки с собранным ядом помещают в эксикаторы на досушивания. Досушивание производят при закрытой крышке эксикатора над водо-отнимающим веществом (плавленый хлористый кальций, силикагель), В качестве эксикатора может быть использована любая стеклянная посуда, обеспечивающая герметизацию внутреннего объема. Процесс досушивания длится не менее суток. Установлено, что высушивание яда-сырца в эксикаторе над хлористым кальцием в течение 6-7 дней обеспечивает максимальную потерю в массе - влажность снижается до 2-3%.

Яд перед закупоркой в банки просеивают через сито, выполненное из неметаллической сетки (капрон, шелк) с ячеёй не менее 15х15 нитей на 1 сантиметр. Сито обычно изготавливается из двух пластмассовых банок с крышками. Дно каждой банки удалено. Между отверстиями дна установлена сетка.

Просеивание осуществляется следующим образом, В верхнюю часть засыпается порция яда (количество яда не должно превышать 1/3 часть объема), закрывается крышка. Яд просеивается и извлекается путем открывания нижней крышки. Оставшийся отсев складывается в отдельную банку.

Примечание. Применение металлической сетки для просеивания яда не допускается, так как яд представляет собой субстрат, активно вступающий в химическую реакцию с металлами. Металлы инактивируют пептидные и белковые компоненты яда.

После просеивания и досушивания банки закрываются крышками с прокладками из полиэтилена или вощеной бумаги. Для обеспечения герметичности крышки банок заливают расплавленным воском или парафином, или обматывают изолентой ПХВ.

На банке наклеивается этикетка с указанием даты сбора яда, его веса (нетто и брутто).

Получение пчелиного яда на пасеках должно производиться с учетом графика медосбора. Сроки начала, продолжительности и интенсивность главного медосбора различны для каждой местности. Пчеловод, с учетом условий медосбора своей местности должен составить график и спланировать сроки отбора яда с учетом этого графика.

Учесть необходимо следующее. В условиях главного медосбора, когда идет интенсивный прирост семьи для получения взятка, производить ядоотбор не рекомендуется. И лишь после того, как численность семьи стабилизируется, с уменьшением взятка, можно приступать к получению яда.

Оптимальная периодичность ядоотбора у одной и той же семьи находится из наших представлений о развитии ядовитых желез и длительности жизни пчелы. Таким образом, можно теоретически обосновать этот оптимум временем полу жизни поколения пчел - 20 дней. Практически опытным путем нами выявлено, что этот период составляет 15-20 дней. Лишь при таком интервале ядоотбора самый главный показатель пчеловодства - медопродуктивность - не уменьшается. Более того, установлено, что ядоотбор, осуществляемый в соответствии с вышеописанными технологическими элементами, приводит к увеличению жизнеспособности пчелиной семьи. Прежде всего увеличивается летная активность пчел, принос нектара. Однако медопродуктивность при этом может не изменяться, так как возрастает потребление пчелами меда. В целом, эффект электростимуляции пчел при получении яда можно оценить как активирующий физиологическое состояние пчел, интенсифицирующий обмен веществ их организма. В организме уменьшается количество жира, меньше становится жировое тело.

Как доказательство приведенным положениям приведем некоторые данные исследований, проведенных сотрудниками кафедры (Хомутов и др., 1994) и другими исследователями (Гиниятулин, 1990; Тойганбаев, 1994). При отборе яда в режимах через 5,10 и 15 суток авторами было установлено, что электростимуляция через 5 дней сопровождалась снижением приноса нектара в улей на 200-800 г, заполнения медового зобика на 7-5%, сокращением выращивания расплода на 4-17%. Наоборот, электростимуляция через 10-15 дней сопровождалась увеличением суточного приноса нектара на 100-600 г, увеличением массы зобиков на 4-7% и увеличением выращенного расплода на 8-42%. Все это приводило к увеличению силы пчелосемей. При дальнейшем изучении состояния семей после зимовки было установлено, что сила семей, в которых яд получали в предшествующем сезоне каждые 5 дней, был ниже контрольных на 13-14%. В то же время при электростимуляции через 10-15 дней сила семей, вышедших из зимовки, увеличивалась на 5-20% по сравнению с контролем.

Особый интерес представляют косвенные последствия электрической стимуляции на пчелиную семью. Разными исследованиями показано, что увеличение силы семьи происходит в результате повышения яйценоскости матки. Это повышение может быть связано с тем, что в процессе ядоотбора, при раздражении пчел, увеличивается их двигательная активность, приводящая к повышению температуры в гнезде, а, следовательно, к повышению процесса червления маткой. Кроме того, в этот период отмечено усиленное выделение молочка пчелами-кормилицами.

Повышение температуры в улье при электростимуляции пчел приводит еще к одному важному следствию - уменьшает заклещенность пчел варроатозом. Мы полагаем, что это связано как с увеличением двигательной активности пчел в улье, так и с действием повышенной температуры.

Из изложенного становится ясно, почему в осенне-весенний период подвергнувшиеся электростимуляции пчелы интенсивнее берут подкормку, уменьшается интенсивность роения, подмор пчел в зимний период.

Выше рассмотренная технология позволяет получить с двух ядоприемников, установленных в семью средней силы (3 кг пчел), 350-500 мг пчелиного яда за один сеанс. Таким образом, за весь весенне-летне-осенний период (5-8 сеансов) теоретически можно получить 2-4 г яда-сырца без какой-либо специальной интенсификации этого процесса.

5. Пчелиный яд

Пчелиный яд - продукт секреторной деятельности ядовитых желез пчелы, представляющий собой густую бесцветную жидкость с резким характерным запахом и горьким жгучим вкусом.

У медоносной пчелы яд начинает выделяться с 6-7-дневного возраста, но наиболее активно продуцируется в возрасте 10-18 дней. В ядовитом пузырьке пчелы накапливается около 0,02 мг яда.

Секрет, выделяемый большой ядовитой железой, имеет, кислую реакцию, а малой ядовитой железой - щелочную.

В свободном состоянии пчелиный яд (выделенный пчелами и находящийся в гигиенической посуде) представляет собой сиропо-образную желтоватую жидкость кислой реакции с приятным медо-вым ароматом и горьковато-жгучим вкусом. Он хорошо растворя-ется в воде, водных растворах глицерина, растительных маслах, хуже - в этиловом спирте различной концентрации и органических кислотах. Он тяжелее воды (относительная плотность 1,085- 1,131). Содержит 30-48% сухих веществ. На воздухе высыхает, но сухой остаток легко абсорбирует влагу.

Пчелиный яд - вещество достаточно устойчивое, однако, разру-шается концентрированными кислотами (соляной, серной, азот-ной), едкими щелочами, перекисью водорода и другими окислите-лями, этиловым спиртом. Солнечные лучи, и повышенные температуры очень быстро снижают его биологическую активность (вплоть до полного разрушения). Он устойчив к воздействию низких температур, при замораживании и сублимационной сушке (высушивание замороженного продукта в глубоком вакууме) своей активности не теряет.

Пчелиный яд имеет сложный химический состав. Он содержит белковые вещества (среди них ряд ферментов), пептиды, аминокис-лоты, биогенные амины (гистамин, дофамин, норадреналин), про-изводное четвертичного аммониевого основания - ацетилхолин, липиды (жиры и стерины), зольные элементы (минеральные веще-ства), сахара (глюкозу и фруктозу), нуклеиновые, ортофосфорную, соляную кислоты и другие вещества.

Наиболее важными биологически активными соединениями пче-линого яда являются ферменты, пептиды и биогенные амины.

Среди ферментов наибольшее практическое значение имеют гиалуронидаза и фосфолипаза А. Гиалуронидаза катализирует про-цесс расщепления гиалуроновой кислоты - сложного углевода, являющегося связующим ("цементирующим") веществом соедини-тельной ткани. Биологическая активность гиалуронидазы заключа-ется в содействии проникновению пчелиного яда в организм. Этот фермент способствует ускорению рассасывания гематом, струпьев, шрамов и других соединительно-тканевых затвердений, образую-щихся при заживлении ран и язв. Он активно используется при лечении хронических воспалительных процессов матки и фаллопи-евых труб, восстановлении проходимости последних. Гиалуронидазе принадлежит важная роль в формировании иммунитета организ-ма. Так как под ее действием ускоряется расщепление гиалуроновой кислоты оболочек клеток, увеличивается проницаемость стенок кровеносных капилляров, что, в конечном счете ведет к снижению сопротивляемости организма к инфекциям.

Важную биологическую роль играет также фермент фосфолипа-за А2 (фосфатид - ацилгидролаза), который ускоряет реакцию отщепления одного остатка жирной кислоты в молекулах фосфолипидов (главным образом фосфатидилхолинов, или лецитинов). В результате этого процесса образуется токсичное вещество - лизофосфатидилин, или лизолецитин, который вызывает разрушение (гемолиз) эритроцитов крови, повреждает мембраны клеток и клеточных органелл, понижает способность крови к свертыванию, так как разрушает факторы свертывания, в состав которых входят фосфолипиды. Действуя на мембраны митохондрий клеток, лизо-лецитин нарушает также процесс тканевого дыхания. Проникая в организм, фосфолипаза усиливает воспалительный процесс, вы-званный пчелиным ядом.

Молекула фосфолипазы состоит из белковой части, в состав которой входят 183 остатка аминокислот, и не белковой, состоящей из остатков углеводов - фруктозы, галактозы, маннозы и глюкозамина. Как и гиалуронидаза, фосфолипаза может вызвать у чувствительных людей аллергию к пчелиному яду.

Пчелиный яд содержит также лизофосфолипазу, которая ката-лизирует реакцию превращения лизофосфатидилхолина (лизолецитина) в нетоксическое соединение. Биологические и фармаколо-гические роли кислой фосфатазы, альфа-гликозидазы и некоторых других ферментов яда изучены еще недостаточно.

Среди высокоактивных компонентов пчелиного яда, определяю-щих эффективность его лечебного действия, важное место принад-лежит группе пептидов. Пептиды - фрагменты белковых молекул, состоящие из остатков аминокислот, соединенных между собой так называемой пептидной связью. Из пептидов пчелиного яда наибо-лее высокой биологической активностью обладают мелитин, апамин, пептид 401 (МСД-пептид), адолапин, протеазные ингибиторы, секапин, терциапин и др.

Молекула мелитина состоит из 26 остатков аминокислот, среди которых лизин, аргинин, треонин, серии, пролин, глицин, глютаминовая кислота, аланин, валин, лейцин, изолейцин, триптофан. Попадая в организм человека в больших дозах, мелитин вызывает гемолиз (разрушение) эритроцитов крови и спазмы гладких мышц, кровеносных сосудов и внутренних органов.

Мелитин понижает поверхностное натяжение, что влечет за собой разрушение мембран эритроцитов и лейкоцитов крови, нару-шение структуры клеточных органелл - лизосом и митохондрий. При этом ухудшается доставка кислорода тканям, возникает кис-лородное голодание. В результате разрушения клеточных мембран освобождаются биогенные амины: серотонин и гистамин, которые способствуют развитию воспаления, повышению проницаемости стенок кровеносных капилляров, расширению сосудов, снижению артериального давления, расслаблению спазмы бронхов. Развитие воспалительного процесса под влиянием больших доз мелитина обусловлено увеличением синтеза в организме гормоноподобных веществ (простагландинов), особенно одного из их видов - простациклина, расширяющего кровеносные сосуды и задерживающего образование тромбов.

Угнетая активность тромбопластина и вызывая денатурацию фибриногена, мелитин уменьшает свертывающую способность кро-ви. Кроме того, этот пептид обладает выраженным противомикробным действием, затормаживающим рост грамположительных мик-роорганизмов.

Введение в организм человека пчелиного яда усиливает процесс образования гормонов гипофиза и надпочечных желез. В наиболь-шем количестве обнаруживаются вещества кортизола, кортизона и других гормонов коркового слоя надпочечников, оказывающих энергичное противовоспалительное действие. Действие это обуслов-лено, прежде всего, мелитином и объясняет эффективность приме-нения пчелиного яда в качестве противовоспалительного средства, наиболее эффективного при лечении ревматизма и полиартритов.

Действия мелитина зависят от его дозы: в дозе 0,05-2 мкг/мл он стабилизирует мембраны лизосом лейкоцитов и оказывает вы-раженный противовоспалительный эффект, тогда как при 10 мкг/мл разрушает клеточные мембраны, повышает проницаемость сосудов и способствует развитию воспаления. При дозах 10-30 мкг/кг (малые дозы) в печени увеличивается образование высоко-активного гормоноподобного вещества - циклического аденозинмонофосфата, который стимулирует работу желез внутренней сек-реции.

Мелитин повышает устойчивость к рентгеновским лучам, про-являя лучезащитное действие. В больших дозах (4-6 мг/кг) мелитин угнетает центральную нервную систему, резко повышает кровяное давление, вызывает глубокие нарушения работы сердца (мерцательную аритмию и др.), которые могут привести к леталь-ному исходу.

Важная биологическая роль принадлежит и пептиду - апамину, молекула которого состоит из 18 остатков аминокислот: лизина, гистидина, аргинина, треонина, пролина, аланина, цистина, лей-цина, глютаминовой и аспарагиновой кислот. В отличие от других пептидов пчелиного яда апамин содержит серу. Особенностью действия апамина на организм является сильное возбуждение нервной системы, которое при поступлении больших доз яда может приводить даже к судорогам.

Апамин нарушает передачу нервных импульсов, усиливает воз-буждение и угнетает процессы торможения в центральной нервной системе. Под влиянием апамина увеличивается производство био-генных аминов - норадреналина, дофамина и серотонина, которые оказывают возбуждающий эффект прежде всего на гипоталамическую область и кору головного мозга. Апамин активизирует функ-цию желез внутренней секреции - гипофиза и надпочечников. Это вызывает накопление в крови гормонов - адреналина, кортизола и кортизона (при этом кровяное давление повышается). Указанные гормоны оказывают мощный противовоспалительный эффект. Так же, как и мелитин, апамин подавляет иммунную систему организ-ма.

Пептид 401 (МСД-пептид) способствует выделению в свобод-ном виде в организме биогенных аминов (гистамина и серотонина), обладающих активным многосторонним биологическим действием.

Гистамин является продуктом декарбоксилирования аминокис-лоты гистидина. Он встречается в тканях обычно в связанном состоянии, расширяет кровеносные сосуды, понижает кровяное давление. При чрезмерном накоплении производных гистамина в организме может наступить шоковое состояние.

Серотонин - гормон, образующийся из аминокислоты триптофана. Он играет важную роль в сложных процессах возбуждения, торможения, превращения одного вида энергии в другой в цент-ральной нервной системе; является медиатором, способствующим передаче возбуждения от одной нервной клетки к другой. Серото-нин оказывает противосудорожное действие, обладает выраженным защитным свойством от ионизирующей радиации, вызывает суже-ние просвета мелких артерийартериол, повышает кровяное давле-ние, усиливает перистальтику кишечника, способствует свертыванию крови.

Пептид 401 повышает проницаемость стенок кровеносных ка-пилляров, возбуждает центральную нервную систему, проявляет отчетливо выраженное противовоспалительное действие, понижает кровяное давление. Он эффективен в очень малых дозах; при повышенной дозировке действует токсически.

Пептид адолапин - единственный из всех компонентов пчели-ного яда, который обладает болеутоляющим действием; препятст-вует агрегации (склеиванию) эритроцитов крови, а, следовательно, принимает участие в предупреждении и лечении тромбоза сосудов.

Пептиды секапин и терцапин на организм действуют успокаи-вающе (противовоспалительной активностью они не обладают).

Зольных элементов в пчелином яде содержится около 3-4% (на абсолютно сухое вещество). В наибольшем количестве обнару-жены магний, калий, фосфор, кальций, железо, цинк, медь, сера и некоторые другие элементы.

6. Пчелиный яд в фармакологии

При применении пчелоужалений и препаратов с пчелиным ядом следует соблюдать осторожность, особенно при лечении детей и лиц пожилого возраста. Их не назначают при повышенной чувствитель-ности организма больного к пчелиному яду, при заболеваниях крови, печени, почек, поджелудочной железы, диабете, опухолях, туберкулезе, тяжелых инфекционных заболеваниях, сепсисе, де-компенсации сердечной деятельности, психических заболеваниях, поражении надпочечников, истощении, беременности.

Во всех случаях лечение пчелоужалениями и препаратами, содержащими пчелиный яд, должно находиться под строгим врачебным контролем.

Способы применения пчелиного яда и его препаратов

Пчелиный яд и его препараты применяют различными способа-ми: втиранием в кожу в виде мазей; при помощи подкожных инъекций; принятием таблеток, содержащих пчелиный яд; путем ингаляций и электрофореза; прямым ужалением пчелами в область болевого ощущения или в мускулы верхней части обеих рук (в бедра обеих ног).

При лечении путем ужалений нужный участок тела промывают теплой водой с мылом, затем пинцетом берут пчелу за спинку и прикладывают брюшком к коже. После ужаления жало оставляют до 10 минут в коже, затем извлекают, а ранку обрабатывают борным вазелином, мазью гидрокортизона (или другой мазью). После ужаления больной должен 20-25 минут полежать.

К. А. Кузьмина советует в первый день лечения больного ужаление осуществлять одной пчелой, затем в течение 10 дней (в каждый последующий день) прибавлять по одной пчеле; после этого сделать перерыв на 3-4 дня и продолжить курс лечения, увеличи-вая количество используемых пчел в 3 раза. Таким образом, за два курса лечения больной получает 180-200 ужалений. Если и после этого улучшение не наступает, лечение пчелоужалением прекращают.

Лечение пчелоужалением рекомендуется начинать с пробных сеансов. В случае если первая проба будет вызывать недомогание, головную боль, сыпь, рвоту, вынужденную дефекацию, лечение больного пчелоужалением немедленно прекращается. Если же про-ба не вызывает отрицательной реакции, количество лейкоцитов и эозинофилии в крови больного не повышается, а в осадке мочи нет белка, сахара и эритроцитов, то пчелоужаление можно продолжать.

Однако при быстром наращивании дозы яда после 4-5 ужалений на сеанс иногда возникают аллергические реакции. В этом случае дозу вводимого яда необходимо уменьшить на 1-2 ужаления, а лечение продолжить.

В случае появления на поверхности тела больного крапивницы, когда отмечается снижение артериального давления, следует дать пострадавшему 20-25 капель кордиамина.

Аллергическую реакцию организма больного можно ликвидиро-вать приемом антигистаминного препарата (димедрола, супрастина, пипольфена).

При врачебной помощи место ужаления обкалывают 0,1%-ным раствором адреналина (0,3-0,5 мл) с одновременным введением I-2 мл одного из вышеуказанных антигистаминных средств.

Пользуются большим успехом апитерапевтические препараты с пчелиным ядом.