Khi bị rắn mang bành cắn, chất độc kết hợp với một thụ thể trên cơ của con người và mọi loài động vật có xương sống, ngăn cản các xung thần kinh gây co cơ, dẫn tới ngừng thở và tử vong trong vòng vài phút. Tuy nhiên, một bí ẩn vẫn chưa được giới khoa học giải đáp: Tại sao nọc rắn mang bành lại không thể giết những con rắn cùng loại?

Hai họ rắn chính

Con mang bành được sử dụng trong thí nghiệm.

Các loại nọc rắn là những sản phẩm sinh học đặc biệt có tầm quan trọng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Việc hiểu cơ chế tác động của chúng có thể giúp con người bào chế các loại thuốc tốt hơn, cũng như giảm thiểu sự đau đớn và số ca tử vong do rắn cắn.

Rắn độc được chia làm hai họ chính: rắn mang bành -  như cạp nong, rắn độc châu Phi, các loài rắn biển, và rắn viper - như rắn chuông. Trong suốt những năm 1970, các nhà khoa học đã phát hiện dòng máu của rắn viper chứa các phân tử trung hoà những thành phần độc trong nọc của chính chúng.

Giới khoa học nghi ngờ các loại rắn mang bành lại có cách giải quyết khác biệt so với rắn viper. Trong suốt những năm 1990, họ đã bắt tay tiến hành nghiên cứu để tìm ra nguyên nhân và đến giờ, bí mật này mới được khám phá: Nọc rắn là hỗn hợp phức tạp gồm các peptide, enzyme và những độc tố khác. Chúng tấn công dây thần kinh, cơ, tuần hoàn máu và cơ chế đông máu. Chìa khoá đối với nghiên cứu trên là tìm ra cách các độc tố phản ứng với những thụ thể cơ.

TS Zoltan Takacs, nhà nghiên cứu bò sát và độc tố tự nhiên thuộc ĐH Yale (Mỹ) là một người thích rắn từ nhỏ. Lúc còn ở trường phổ thông, Takacs đã tới hơn 100 quốc gia để thu thập các loài rắn độc phục vụ mục đích nghiên cứu. Trong phòng thí nghiệm, Takacs đã trích các mẫu mô từ con rắn mang bành Ai Cập để phân tích di truyền. Công việc của ông rất nguy hiểm, bởi trước tiên ông phải sang tận châu Phi để bắt rắn. Ông phải cực kỳ cẩn thận bởi lúc đó đang ở xa các bệnh viện. Ông nói: ''Trong năm qua, tôi đã mất 3 người bạn và đồng nghiệp tốt do họ bị rắn cắn''.

Ổ khoá và chìa khoá

Rắn chuông.

Tiếp đến, ông nhân bản thụ thể acetylcholine của một con mang bành và so sánh nó với các thụ thể acetylcholine từ các loài động vật có xương sống khác. Ở cấp phân tử, thụ thể của mang bành trông giống hệt thụ thể của các loài khác, ngoại trừ một amino acid đơn nhất, khác biệt. Các thí nghiệm của Takacs cho thấy amino acid đó giúp một phân tử đường bám vào thụ thể acetylcholine của mang bành. Loại đường này che dấu cái gọi là điểm bám trên bề mặt thụ thể, ngăn không cho chất độc thần kinh bám vào.

Takacs giải thích: ''Nếu phân tử đường này bị loại bỏ, thụ thể acetylcholine của mang bành sẽ trở nên nhạy cảm với chất độc thần kinh của chính nó, giống như những loài động vật khác''. Để chứng minh lý thuyết của mình, ông và đồng nghiệp đã biến đổi gien một thụ thể cơ của chuột sao cho nó có một phân tử đường bám vào. Kết quả cho thấy thụ thể này chống lại được chất độc thần kinh của mang bành. Takacs nói: ''Giống như lỗ khoá và chìa khoá, nếu bạn thay đổi lỗ khoá, chìa khoá sẽ không lọt vừa nó. Đó là bí mật cách mang bành tránh nọc của chính chúng''.

Katacs đang cầm một con cạp nong biển ở quốc đảo Vanuatu, Nam Thái Bình dương.

Sau khi được tinh chế, các thành phần trong nọc rắn có thể được sử dụng trong nhiều nghiên cứu y học, đặc biệt là thuốc trị đột quỵ, đau tim và di căn. GS John C. Perez, thuộc Trung tâm Nghiên cứu Độc tố tự nhiên (ĐH Texas A&M) nhận xét: ''Độc tố và các thụ thể của mang bành có những ứng dụng y sinh học rất quan trọng, làm cho công việc của Takacs có ý nghĩa nhiều hơn việc nghiên cứu nọc rắn đơn thuần''.

Các loại thuốc giải

Các loại thuốc chống nọc rắn lần đầu tiên được đưa vào cách đây hơn 1 thế kỷ. Albert Calmette chỉ ra rằng chúng có thể giúp động vật miễn dịch đối với vết cắn của rắn bằng cách tiêm cho động vật đó một liều lượng nọc cực nhỏ và tăng dần. Một động vật thứ hai có thể được cứu sống sau khi bị rắn cắn nếu được tiếp huyết thanh của sinh vật miễn dịch. Phát hiện này vẫn là cơ sở của quá trình sản xuất các loại thuốc chống nọc rắn hiện đại.

Lấy nọc rắn.

Quy trình sản xuất thuốc chống nọc có thay đổi ít nhiều, chẳng hạn như trung hoà nọc rắn bằng formaldehyde trước khi sử dụng trên động vật. Điều này giúp giảm đau rất nhiều cho động vật.

Động vật được giới khoa học chọn lựa là ngựa. Họ tiêm nọc rắn cho chúng với liều lượng ngày càng tăng cho tới khi ngựa siêu miễn dịch đối với nọc. Sau đó, họ rút máu ngựa để lấy huyết thanh. Phần máu còn lại được truyền trở lại cho ngựa.

Huyết thanh trải qua nhiều giai đoạn tinh chế trước khi được sử dụng cho người. Các loại thuốc chống nọc rất an toàn mặc dù chúng là một dẫn suất protein từ động vật và gây phản ứng nguy hiểm cho một số ít người - phản ứng siêu dị ứng dẫn tới sốc phản vệ, có thể dẫn tới tử vong. Để tránh phản ứng nguy hiểm trên, bác sĩ thường thử phản ứng trước khi tiêm một liều hoàn chỉnh cho bệnh nhân.

Huyết thanh từ một loại nọc rắn đơn nhất được gọi là thuốc chống nọc ''một hoá trị'' và chỉ có hiệu quả đối với loại rắn tiết ra nọc đó.

Khi một hỗn hợp nọc rắn được tiêm vào ngựa, huyết thanh được tạo ra là thuốc chống nọc ''nhiều hoá trị'' và có hiệu quả chống lại nhiều loại nọc độc. Tuy nhiên, hỗn hợp càng nhiều nọc rắn, hiệu quả và sức mạnh của huyết thanh càng giảm.

Do vậy, khi tới một khu vực nào đó, nên tìm mua thuốc chống nọc ở khu vực đó.

Minh Sơn (Tổng hợp)