stanford-oval/wikipedia huggingface dataset:
ארס
מנגנוני העברת הארס > חסרי חוליות > פרוקי-רגליים

בניגוד לנחשים, כל מיני העקרבים הם ארסיים. זנב העקרב בנוי מ-5 מפרקים כאשר המפרק השישי הוא הטלסון שם נמצא העוקץ. הטלסון מורכב מבועית המכילה שתי בלוטות ארס, ומעין "מחט היפודרמית" באמצעותה הוא מעביר את הארס לקורבן בעקיצתו.
עכבישאים, שרובם ארסיים, שייכים למחלקת העכבישנים שגם העקרבים חברים בה. עכבישאים אינם שייכים לסדרת החרקים. לעכבישאים שני גפי פה המכונים כליצרות המסתיימות במעין ציפורן חדה וחלולה דרכה הם מעבירים את הארס מבלוטות הארס שלהם. צורת בלוטות הארס, מיקומה וגודלה בגופם משתנה ממין למין. יש שהיא קטנה ונמצאת בתוך הכליצרות ויש שהיא גדולה ומאורכת כדי התמשכותה אל תוך החזה.
נדלים הם מרבי-רגל בעלי מערכת ייחודית להעברת הארס. זוג הגפיים הראשון שלהם נקרא רגלסות (רגלי-לסת). אלה הן רגליים קשות, חדות וחלולות, שבפרק הבטן של כל אחת מהן מצויה בלוטת ארס. אצל מינים מסוימים בלוטות ארס אלה מתמשכות לתוך הבטן ומקושרות אל קצה הרגלסות באמצעות צינורית.
בסדרת הדבוראים העוקץ נמצא בקצה הבטן. אצל דבורת הדבש הוא מורכב מנדן שהוא החוד הדוקר בעת העקיצה ולו גנגליון עצמאי הממשיך את פעולת העקיצה גם לאחר קריעת מנגנון העוקץ מגוף הדבורה (שגורם גם למותה כתוצאה מקריעת איבריה הפנימיים). לנדן צמודות שתי מחטים משוננות המסייעות לחדירתו ולתקיעתו ברקמות מבלי לאפשר את שליפתו. בית הקיבול של הארס מחובר לעוקץ והוא מתמלא על ידי בלוטה חומצית. בלוטת ארס שנייה מצויה בפתח בית הקיבול. בשונה מדבורת הדבש, לצרעות ולדבוראים אחרים אין מחטים משוננות ולכן הן מסוגלות לעקוץ שוב ושוב כאשר הן שולפות את העוקץ מבלי לגרום נזק לאיבריהן הפנימיים. חברים נוספים בסדרת הדבוראים הם משפחת הנמליים אשר להם מערכת עוקץ דומה.
לזחלים רבים יש מנגנוני הגנה ארסיים הנקראים שערות צורבות. הן קשורות לבלוטות ארס בגופם של הזחלים. עוצמת הארס משתנה ממין למין, אולם ידוע כי חלק ממיני הזחלים עלולים להיות קטלניים לאדם כדוגמת הזחל מסוג Lonomia.
מנגנוני העברת הארס > חסרי חוליות > צורבים ורכיכות

מדוזות מסוימות מסוגלות לירות תאי ארס ללא מגע ישיר, למשל מדוזת אירוקנג'י. בהתבוננות באמצעים אופטיים ניתן להבחין בתאי הארס הנורים במהירות עצומה הגורמת לקוויטציה במים.
במחקר משנת 2009 נטען כי כל המינים בסדרת התמנונאים ארסיים. עם זאת, ידוע רק על מין אחד בסדרה שהוא ארסי, תמנון כחול-הטבעות. התמנונאים מעבירים ארס על ידי נשיכה באמצעות איבר דמוי-מקור שהוא גם החלק הקשה היחיד בגופם. אצל מינים מסוימים בלוטות הארס מתמשכות אל מאחורי הראש ומקושרות אל המקור באמצעות צינורית, ואצל מינים אחרים הבלוטות נמצאות ממש בסמוך למקור.
מנגנוני העברת הארס > דגים

דגים ארסיים מונים למעלה מ-1,200 מינים וכוללים את הסוגים והמשפחות הבאים: אבנון, זהרון, אצטגנון, עקרבנון, דרקוניים, קרפדגיים ודגי סחוס כגון כרישים מסוימים וטריגוניים.
באופן כללי מערכת העברת הארס של הדגים מתאפשרת באמצעות קוץ או נשיכה, ומערכות בלוטות הארס מגוונות מאוד.
הארס של דגי האבנון מועבר באמצעות קוצי גב מפותחים וחזקים. לכל קוץ שכזה יש זוג בלוטות ארס מחודדות וארוכות בצבע אפור–חום, אחת בכל צד. הקוצים מנקבים את העור ובשר הקורבן, והארס מוזרם מבלוטות הארס באמצעות תעלות בכל צד של הקוץ. בקרב דגי הזהרון ישנן רקמות המתפקדות כבלוטות המפיקות ארס בקוציו הרבים, בכל קוץ תעלות שטוחות שדרכן מוזרם הארס.
בקרב הטריגוניים העברת הארס מתבצעת באמצעות זנב הפועל כשוט עוצמתי המצליף בקוץ גדול ומשונן המשמש להגנה בלבד. בלוטות הארס נמצאות בבסיס זנב הטריגון ומפרישות את הארס אל פני הקוץ הגדול והשטוח שמכוסה בקרום עדין מאוד השומר על הארס. כאשר הטריגון מצליף בזנבו ופוגע בגוף התוקף, הקרום העדין שמכסה את הקוץ בדרך כלל נקרע ומאפשר לארס לחדור אל הפצע הפתוח בגוף התוקף. בשל העובדה שהקוץ משונן מאוד, הוא עלול להישבר ולהישאר נעוץ בגוף התוקף, וקשה עד מאוד להסירו. הארס לרוב אינו קטלני לבני האדם אולם פגיעת הקוץ הגדול עלולה להרוג כמו בתקרית הטרגית בה מצא את מותו מומחה חיות הבר סטיב ארווין.
מנגנוני העברת הארס > יונקים

יונקים ארסיים הם תופעה נדירה בממלכת בעלי החיים. תכונה זאת קיימת לרוב אצל יונקים אוכלי חרקים למעט הערפדים. יונקים ארסיים מאופיינים בבלוטות ארס גדולות שהתפתחו מבלוטות רוק, מלבד הברווזן שאצלו בלוטות הארס התפתחו מבלוטות זיעה, והלוריס האיטי שאצלו הן התפתחו בעיקר מבלוטות ריח.
שני הזוויגים של הברווזן נולדים עם דורבנות בגפיים האחוריות, אולם אצל הנקבות הם נעלמים כשהן מגיעות לבגרות. דורבנות אלה מחוברים אל בלוטות ארס בבסיס הגפיים. בעוד שהדורבנות החדים משמשים את הזכרים להגנה מפני תוקפים לאורך כל השנה, בלוטות הארס פעילות אך ורק בעונת החיזור וככל הנראה משמשות לתחרות תוך-מינית בלבד.
הלוריס האיטי מייצר ארס על ידי שילוב של הרוק שלו יחד עם הפרשה דמוית שמן מבלוטות ריח מיוחדות בצד הפנימי של מרפקיו (אם כי שניהם מזיקים גם בנפרד). הלוריס מפזר את הארס על מרבית חלקי פרוותו, באמצעות מציצת ההפרשה עם השיניים התחתונות וליקוק הפרווה ובשעת סכנה הוא מצטנף לכדור וחושף בפני הטורף את הפרווה החיצונית הארסית שלו. הנקבות נוהגות ללקק ולמרוח על צאצאיהן את ההפרשה הארסית כדי להגן עליהם מטורפים. בעת סכנה הלוריס גם עלול למצוץ את הארס עם שיניו ואז לנשוך את התוקף בצעד הגנתי; בשל כך הנשיכה של הלוריס האיטי מכאיבה מאוד והיא עלולה לגרום לתופעות אלרגיות חמורות אצל בני אדם. דווח אף על מקרה אחד שבו אדם מת מנשיכת לוריס – כנראה בעקבות אנפילקסיס.
הסולנודונים ומינים מסוימים במשפחת החדפיים הם ארסיים. בלוטת הארס שלהם נמצאת בלסת התחתונה והארס ומופרש באמצעות תעלות זעירות בשיניהם החותכות. הארס מועבר באמצעות נשיכה רירית אל תולעים ומכרסמים קטנים המהווים את עיקר טרפו של החדף. אצל הסולנודון הארס משמש גם להגנה עצמית ובמאבק בין הזכרים.
עוצמת הארס

עוצמת הארס משתנה עד מאוד כתלות במין בעל החיים עצמו ובסביבתו. המדד המקובל בעולם כיום למדידת עוצמתו הוא מדד LD50, מינון קטלני למחצה, כלומר כמות הארס המינימלית הנדרשת במיליגרם לכל קילוגרם מסת גוף של הקורבן על מנת להרוג 50% מאוכלוסיית הנבדקים. הנבדקים הם בדרך כלל חיות מעבדה כגון עכברים, חולדות, קביות וכדומה. לדוגמה, נחש שרף עין גדי הוא הארסי ביותר בארצנו כאשר כמות זעירה של 0.06 מ"ג מהארס שלו מסוגלת להרוג מחצית מאוכלוסיית עכברים במשקל כולל של ק"ג אחד (כלומר מדד ה-LD50 של שרף עין גדי הוא 0.06 מ"ג\ק"ג) והכמות המקסימלית של ארס בבלוטת הארס שלו מסוגלת להמית כ-50% מ-8,000 עכברים. כמויות ארס מדודות מוזרקות הישר לחיות המעבדה בצורות ואופנים שונים: הזרקה תת-עורית (S.C), הזרקה הישר לעורקים ולוורידים (I.V), הזרקה לרקמות השריר (I.M), או אל הצפק (I.P). באמצעות מדד ה-LD50 גילו לראשונה כי ארס של אותו מין בעל חיים משתנה כתלות באזור מחייתו. לדוגמה, בניסויים שנערכו בירדן על נחשים עלו המדדים הבאים:
| הנחש | כמות הארס הדרושה כדי להמית עכבר |
| --- | --- |
פתן שחור: 8.9 מיליגרם
עכן חרטומים: 13.5 מיליגרם
שפיפון: 35 מיליגרם
צפע מצוי: 38 מיליגרם
ואילו ניסויים זהים שנערכו בישראל על מיני נחשים אלה הראו תוצאות שונות. מבדיקות שבוצעו על אוכלוסיות נחשים בישראל עלה כי קיימת שונות בארס אפילו באזורים שונים בארצנו, ומכאן שנסיוב נגד ארס שהופק מצפע מצוי שנתפס בדרום הארץ לא בהכרח יתאים לצפע בצפון הארץ. מסיבה זאת במחלבת הנחשים בישראל ישנו חדר המכיל קרוב ל-100 צפעים מצויים שנלכדו מכל האזורים בישראל ומהם חולבים את הארס ומכינים נסיוב שנוגדניו יתאימו לכל אזור בארץ.
על פי מדד זה נקבע כי עם בעלי החיים הארסיים בעולם נמנים הבאים*:

(* עוצמת הארס נכונה ביחס לסוג חיות הניסוי בלבד)
| בעל החיים | מדד LD50 מ"ג לק"ג מסת גוף |
| --- | --- |
נחש טאיפן פנים-יבשתי: 0.025 מ"ג
מדוזות קובייתיות מסוימות: 0.04 מ"ג
חרוטון ארסי: 0.005 מ"ג
עכביש נודד ברזילאי: 0.006 מ"ג/ק"ג מסת גוף (לזכר)
עכבישי משפך אוסטרליים: 0.16 מ"ג/ק"ג מסת גוף
עקרב צהוב אירני: 0.19 מיליגרם
תמנון כחול-טבעות: 0.3 מ"ג
דגי האבנון: 0.36 מ"ג
לשם השוואה, לפי מדד ה-LD50:
עוצמת הארס של צפע מצוי היא 9.4 מ"ג/ק"ג מסת גוף.
עוצמת הארס של אלמנה שחורה היא 0.33–1.06 מ"ג/ק"ג מסת גוף.
עוצמת הארס של עקרב צהוב היא 0.25 מ"ג/ק"ג מסת גוף.
עוצמת הארס > הביקורת על שיטת המדידה

שיטת המדידה LD50 הוצגה לראשונה בעולם המדע בשנת 1927 ומאז הפכה לשיטה נפוצה ומקובלת. מבקרי השיטה חולקים על מידת דיוקה בטענה כי הפיזיולוגיה של קבוצת חיות הניסוי שונה מהותית מזאת של גוף האדם ובהתאם לכך אין זה נכון להסיק מתוצאות ניסויים אלה את עוצמת השפעת הארס על גוף האדם. טענות אלה, של מבקרי השיטה, נסמכות בעיקר על העובדה שהארס התאים עצמו אבולוציונית לפיזיולוגיה של בעלי החיים בסביבתו הייחודית ובהתאם לכך השפעתו עשויה להיות מהירה וקטלנית על בעל חיים מסוים ופחות קטלנית ובעלת השפעה איטית יותר על בעל חיים אחר.
הרכב הארס והשפעותיו > ביוכימיה

ארס אופייני מכיל תערובת של חלבונים ופפטידים שחלקם הם רעלנים. בנוסף, ארס מכיל מלחים ומרכיבים אורגניים אחרים כגון חומצות אמינו ומוליכים עצביים. המרכיבים החלבוניים הם בדרך כלל השכיחים ביותר בתוך הארס, ומהווים כ-70% ממשקל הארס היבש של דבורת הדבש, ועד כ-90% ממשקל הארס היבש של נחשים ועקרבים. המרכיבים החלבוניים אחראים לרוב ההשפעות הביולוגיות של הארס.
בתוך הארס יש מאות ואולי אלפי חלבונים. חלקם מתפקדים כרעלנים, וחלקם בתור אנזימים, כדוגמת הידרולאזות (Hydrolases – אנזימים המזרזים פירוק קשרים קוולנטיים באמצעות הידרוליזה). הרכבם ומינונם של האנזימים משתנה מאוד מבעל חיים אחד למשנהו. לדוגמה, במשפחת הצפעיים הארס מכיל כ-80%–90% אנזימים, ואילו במשפחת הפתניים כ-25%–70%. הרכב האנזימים כולל סוגים שונים. להלן רשימה חלקית שלהם:
הידרולאזות – אנזימים המשמשים למרבית תהליכי העיכול, דוגמת:
פוספוליפאזות (Phospholipase) – סוג של אנזימי הידרולאז שמבקעים פוספוליפידים:
פוספוליפאז A2 ‏(Phospholipase A2) – גורם להמוליזה וליזיס של תאים באמצעות תהליכי ביקוע פוספוליפידים בקרום תאי הדם האדומים.
פוספודיאסטראז (Phosphodiesterase) – משפיע על פעולת הלב, גורם בעיקר להורדת לחץ הדם.
פרוטאזות – סוג של אנזימי הידרולאז שמבקעים קשרים פפטידיים בין חלבונים: דמויי-תרומבין, דמויי-קליקריינים (Kallikreins) הפוגעים בתאי האנדותל של כלי הדם (סרין פרוטאז), מטאלופרוטאז.
היאלורונידאזות (Hyaluronidase) – סוג של אנזימי הידרולאז המפרקים חומצה היאלורונית, ומעלים את חדירות הרקמות לצורך האצת ספיגת אנזימים אחרים לתוכן.
אוקסידורדוקטאזות (Oxidoreductases) – אנזימים המזרזים תגובות חמצון-חיזור, דוגמת L-amino acid oxidase וקטלאז.
רכיבים בעלי משקל מולקולרי נמוך (עד 1.5 קילודלטון) כוללים יוני מתכות, פפטידים, ליפידים, נוקלאוזידים, פחמימות, אמינים, אוליגופפטידים המעכבים אנזים ממיר אנגיוטנסין (אנזים המגביר לחץ דם באמצעות כיווץ כלי הדם), ומסייעי ברדיקינין (פפטיד הגורם להרחבת כלי דם ולהתכווצות שרירים), והם המרכיבים בארס בהם מתמקדת תעשיית הפרמקולוגיה במחקר וחיפוש אחר תרופות חדשות.
הרכב הארס והשפעותיו > רעלנים

ארס שמשמש להגנה גורם, לרוב, לכאב עז מיידי ומקומי בדומה לארס הדבורה (מכיל רעלן בשם אפיטוקסין). ארס שמשמש לציד הוא מורכב יותר ובעל טווח רחב של השפעות על הגוף.
בניתוח תכולת הארס בוחנים בדרך כלל את סוגי הרעלנים שהוא מכיל. את הרעלנים הפוליפפטידיים ניתן לחלק בצורה גסה לקבוצות הבאות, אף על פי שיש יוצאי דופן רבים לכך:
ציטוטוקסינים (Cytotoxins) – רעלנים הפוגעים בכלל התאים בגוף, בעיקר בקרום התא.
קרדיוטוקסינים (Cardiotoxins) – רעלנים הפוגעים ברקמת הלב והשרירים.
המוטוקסינים (Hemotoxins) – רעלנים הפוגעים בתאי הדם, בדפנות כלי הדם ובתהליך הקרישה. רעלנים אלה פוגעים ביכולת שינוע החמצן בגוף ויכולים להוביל לכשל רב מערכתי. מוות כתוצאה מהמוטוקסין הוא בדרך כלל איטי יותר בהשוואה לנוירוטוקסין. המונח רעלן דמי שנוי במחלקות משום שסוגי הרעלנים בקטגוריה זו פוגעים, בנוסף לתאי הדם, גם באיברי הגוף עצמם.
נוירוטוקסינים (Neurotoxins) – רעלנים הפוגעים בתקשורת עצב-שריר. רעלנים עצביים פועלים בתא עצב הקולט (B בתרשים הסינפסה) כשהם נקשרים לקולטני אצטילכולין שנמצאים בצמתי עצב-שריר. רעלנים אלה פוגעים בתאי עצב לאורך כל מערכת העצבים וגורמים למספר כשלים לרבות שיתוק, עווית שרירים, דום נשימתי, והשפעה על תפקוד המוח.
מעבר לחלוקה זאת ניתן למיין רעלנים לקטגוריות משנה בהתבסס על מטרותיהם הספציפיות, או באמצעות בעלי החיים המייצרים אותם, לדוגמה:
ארס הקוברה מכיל קרדיוטוקסין המשבש את פעילות הלב והתכווצותו וגורם לדום לב.
נחשים מסוימים, במיוחד העכסנים, מייצרים מיוטוקסין הגורם לנקרוזה של רקמת השריר.
ארס האלמנה השחורה מכיל רעלן לטרוטוקסין שבין היתר משבש את האותות העצביים השולטים בשרירים. נוירוטוקסין זה גורם לרעידות, בחילות ולחץ דם גבוה.
ארס עשוי להכיל כמה רעלנים מסוגים שונים שכל אחד מהם משפיע על כמה מערכות שונות בגוף. מסיבה זו, מומחים נמנעים מלסווג ארס רק על בסיס סוג רעלן מסוים, כך למשל: עכסנים בארצות הברית ידועים כבעלי ארס המוטוקסי, אולם ארס עכסן מוהאבי (Crotalus scutulatus) מכיל בנוסף גם רעלן נוירוטוקסי חזק בשם רעלן מוהאבי. עם זאת, כל קבוצה טקסונומית של בעלי חיים מאופיינת, לרוב, במרכיבי רעלנים דומיננטיים:
במשפחת הצפעיים הדומיננטיים הם רעלנים המוטוקסיים.
במשפחת הפתניים נפוצים רעלנים נוירוטוקסיים.
משפחת הצפעוניים מאופיינת ברעלנים קרדיוטוקסיים.
אף על פי שמרכיבים רבים בארס בעלי החיים עדיין לא ידועים או מובנים לגמרי, רבים מהם בודדו. נמצא כי כל אחד מהמרכיבים פועל באופן שונה מן האחר. חלקם פועלים על מערכת קרישת הדם, חלקם מפרקי חלבונים, חלקם משבשים את פעילות תעלות היונים החיוניות לפעולת כל התאים החיים בגוף, והמגוון רחב ביותר וחלוקת הקטגוריות גדולה עד מאוד.
הרכב הארס והשפעותיו > רעלנים > נוירוטוקסינים

במצב תקין מתרחש דחף עצבי המשמש להולכה ועיבוד של מידע בתאי עצב:
שחלוף יונים לאורך קרום תא העצב המשדר גורם לדפולריזציה המאפשרת שליחת אות חשמלי לכיוון קצה תא העצב (A בתרשים הסינפסה).
כאשר אותות החשמליים מגיעים לקצה תא העצב, המוליכים העצביים מסוג אצטילכולין, שמוחזקים בשלפוחיות סינפטיות (מס' 2 בתרשים הסינפסה), משתחררים למרווח הסינפטי (מס' 4 בתרשים הסינפסה). מולקולות של אצטילכולין נעות אל עבר תא עצב הקולט (B בתרשים הסינפסה).
מולקולות אצטילכולין נקשרות לקולטנים ייחודיים ומאפשרים את העברת האות אל עבר תא המטרה. זמן קצר לאחר סיום פעולתם, מתפרקות מולקולות האצטילכולין על ידי האנזים אצטילכולין אסטראז.
נוירוטוקסינים פועלים באתרי התקשורת שבין העצבים לשרירים (סינפסות צומת עצב-שריר) ורוב חומרי הארס פועלים באתר זה. כל התנועות הרצוניות תלויות באותות שמעביר המוח דרך העצבים אל השרירים. כדי להעביר הוראה לשריר, מפריש העצב מוליך עצבי הקרוי אצטילכולין, אשר נקשר לקולטנים ייחודיים המוצגים על קרומי תאי השריר ובדרך זו מפעיל את השריר. סוגים מסוימים של ארס נחשים פועלים כשהם נקשרים לקולטני אצטילכולין וחוסמים אותם, ובכך משבשים את התקשורת בין העצב לשריר. פעולה זאת יכולה להביא לשיתוק השרירים המעורבים בפעולתו החיונית של הגוף כגון שרירי הסרעפת או הלב ולהסתיים במוות.
להלן מספר דוגמאות לנוירוטוקסינים שכיחים:
הרכב הארס והשפעותיו > רעלנים > נוירוטוקסינים > פסיקולינים (Fasciculins)

רעלנים אלה פוגעים בתאי עצב כולינרגיים (אלו המשמשים להולכת האצטילכולין) באמצעות הרס האנזים אצטילכולין אסטראז. כתוצאה מכך האצטילכולין לא יכול להתפרק ונשאר צמוד לקולטנים. הדבר מוביל להתכווצות שרירים בלתי רצונית שעלולה להסתיים במוות. רעלנים אלה נקראים פסיקולינים מאחר שזמן קצר לאחר הזרקתם לעכבר, מתחילות פסיקולציות חמורות ובלתי פוסקות שנמשכות כ-5–7 שעות. רעלנים אלה קיימים בנחשי הממבה השונים ובחלק מהעכסנים.
הרכב הארס והשפעותיו > רעלנים > נוירוטוקסינים > דנדרוטוקסינים (Dendrotoxins)

דנדרוטוקסינים הם רעלנים, המורכבים מ-59 חומצות אמינו, הנקשרים לשערי תעלות יונים ממותגות מתח של אשלגן בקצה תא העצב. שערי תעלות האשלגן ממותגות מתח הם בעלי תפקיד מרכזי בתאי עצב ובתאי שריר. הם שולטים במתח מנוחה תא העצב כדי שתתבצע דפולריזציה של קרום התא בהתרחש דחף עצבי. כאשר דנדרוטוקסין מסוים נקשר לשערי התעלות אלה, הוא חוסם את הפעילות של תעלות האשלגן הללו. בצורה זו הדנדרוטוקסינים מאריכים את משך פעולת הדחף העצבי ומגבירים את שחרור האצטילכולין בצמתי עצב-שריר. כתוצאה מכך מתרחשות עוויתות והתכווצויות בלתי רצוניות של שרירים.
רעלנים אלה שכיחים במיוחד בקרב נחשי הממבה.
הרכב הארס והשפעותיו > רעלנים > נוירוטוקסינים > אלפא-נוירוטוקסינים (α-Neurotoxins)

אלפא-נוירוטוקסינים הם קבוצה גדולה, הכוללת מעל 100 רעלני תאי עצב קולט (בתר-סינפטי) אשר זוהו. רעלני אלפא-נוירוטוקסין תוקפים את קולטני האצטילכולין הניקוטיניים של תאי העצב הכולינרגיים. הם מחקים את צורת מולקולות האצטילכולין וכך מתאימים עצמם להיצמדות אל הקולטנים ונקשרים אליהם באופן בלתי הפיך. היקשרות זאת גורמת לפתיחת התעלות היוניות באופן בלתי מבוקר, דבר שמוביל לחוסר תחושה ושיתוק.
הרכב הארס והשפעותיו > רעלנים > נוירוטוקסינים > אלפא-בונגרוטוקסין (α-Bungarotoxin)

אלפא-בונגרוטוקסין שייך לקבוצת רעלני בונגרוטוקסין (Bungarotoxins) המהווים רכיב בארס חלק מנחשי משפחת הפתניים כגון נחש הקרייט. רעלן זה הוא סוג של אלפא-נוירוטוקסין, חלבון נוירוטוקסי הנקשר לקולטני האצטילכולין הניקוטיניים בצומת עצב-שריר, וגורם לשיתוק, כשל נשימתי ומוות. פרופ' שרה פוקס ממכון ויצמן למדע ניהלה מחקר ארוך שנים שבמהלכו הצליחה לזהות את האזור בקולטן שאליו נקשר הרעלן. מדובר במקטע המורכב מ-21 חומצות אמינו בלבד, בתוך קולטן העצב שמורכב מרצף של כ-3000 חומצות אמינו. בהמשך היא הצליחה לגלות מה מקנה לנחשים ולנמיות חסינות מסוימת כנגד ארס נחשים. מבנה קולטן האצטילכולין שלהם, שאליו נקשר הרעלן אלפא-בונגרוטוקסין, שונה במקצת משאר בעלי החיים, ולכן לא מאפשר לרעלן להקשר אליו. מאוחר יותר המשיכו צוות מדענים את מחקרה וגילו את צורתה של מולקולת הרעלן אלפא-בונגרוטוקסין בעלת שלוש האצבעות שעוטפת את אזור הקישור בקולטן. תגלית זאת עשויה להוות פריצת דרך בפיתוח חיסונים נגד ארס ובטיפול במחלות שונות הקשורות לפגמים בפעילות האצטילכולין.
הרכב הארס והשפעותיו > רעלנים > המוטוקסינים

המוטוקסינים גורמים להמוליזה (הרס תאי הדם האדומים), לפגיעה בדפנות כלי הדם ובתהליך הקרישה. רעלנים אלה פוגעים ביכולת שינוע החמצן בגוף ויכולים להוביל לכשל רב מערכתי. היסטמין וקטכולאמין, שמצויים בארס נחשים מסוימים, משפיעים על זרימת הדם באמצעות הרחבת כלי הדם או כיווצם.
רעלנים אלה שכיחים בקרב משפחת הצפעיים.
הרכב הארס והשפעותיו > רעלנים > המוטוקסינים > המורגינים (hemorrhagins)

ההמורגינים שכיחים בארס הצפעוניים וצפעוני גומה ומשבשים את המנגנון ההמוסטטי בגוף ואת האנדותליום ויוצרים המורגיות (שטפי דם) על ידי גרימת נקבים בדפנות כלי הדם אל הרקמות. ההמורגינים פוגעים במערכת קרישת הדם על ידי מניעת התלכדות טסיות הדם, ומניעה מהפיברינוגן להפוך לפיברין – חומר בלתי-מסיס שמסייע בתהליך סתימת הפריצה בכלי הדם (ראה תהליך קרישת הדם).
ההמורגינים כוללים אנזימי סרין פרוטאז, שמבקעים קשרי פפטידים בחלבונים ומשבשים פעילות של תרומבין ופיברינוליזיס. הם כוללים גם אנזימי מטאלופרוטאז שמפרקים חלבונים של המטריצה חוץ-תאית ושל המערכת ההמוסטטית שעלולה להוביל לאפקט כשל רעלן הציטוטוקסין המוזכר לעיל. בנוסף, ההמורגינים כוללים גם חלבונים שאינם אנזימטיים כגון דיסאינטגרין ומעכבי אינטגרין שמפעילים או מעכבים את פקטור גורמי הקרישה השונים, שפעול טסיות הדם ושיבוש האנדותליום.
הרכב הארס והשפעותיו > רעלנים > המוטוקסינים > קונוולקסין (Convulxin)

יש מין מסוים של עכסן שהארס שלו מכיל רעלן הקרוי קונוולקסין. רעלן זה גורם להפעלת טסיות דם, יוצר קרישי דם מפושטים ומעלה את לחץ הדם. הקונוולקסין פועל כאגוניסט לקולטנים גליקופרוטאיניים מסוג Glycoprotein VI, שהם קולטני קולגן חשובים. קשירתו לרצפטורים אלו גורמת לקרישיות יתר ואובדן דם, דבר שעלול להסתיים במוות.
הרכב הארס והשפעותיו > רעלנים > קרדיוטוקסינים

קרדיוטוקסינים עשויים ממרכיבים שפוגעים ספציפית ברקמת הלב והשריר. הם נקשרים באתר ספציפי על פני שטח תאי השריר וגורמים לדפולריזציה. הרעלנים מונעים מהשריר להתכווץ כסדרו וגורמים לפעימות לב בלתי סדירות, לעצירה מוחלטת של הלב, ולמוות. ישנו סוג של רעלן קרדיוטוקסי שנמצא בארס הקוברות והדבורים בלבד. הוא משפיע על כיווץ שרירי השלד וגורם להמוליזה של תאי הדם האדומים.
להלן רשימה חלקית ומצומצמת של סוגי הרעלנים ותיאור השפעתם השונה:
| שם רעלן | השפעת הרעלן | בעל חיים לדוגמה |
| --- | --- | --- |
| מיוטוקסין | נקרוזה ושיתוק שרירים | עכסנים |
| נקרוטוקסין | גורם למות רקמות שרירים | עכביש נודד ברזילאי |
| ציטוטוקסין | גורם להרס כל סוגי התאים | עכביש ששן חום |
| קרוטמין | הרס תאי שרירים | רב פתן מלכותי |
| סרפוטוקסין | כיווץ חד בכלי הדם, פגיעה ברקמת שריר הלב | שרף עין גדי |
| קרדיוטוקסין | תוקף את פעילות הלב, דום לב | מדוזת הקופסה |
| בונגרוטוקסין | פוגע במוליך עצבי אצטילכולין | נחשים ממשפחת הפתניים מסוג קרייט |
| לאטרוטוקסין | משבש את אותות העצבים השולטים בשרירים | אלמנה שחורה |
| טאיקאטוקסין | משבש פעילות תעלות הסידן ותעלות יוניות אחרות | נחשי הטאיפן |
| קונוטוקסין | משבש פעילות תעלת יונים | חרוט ארסי |
| טטרודוטוקסין | חוסם תעלות נתרן בתאי עצב | תמנון כחול-טבעות |
השפעות על האדם > פציעות ומקרי מוות בעולם

לפי הערכות ארגון הבריאות העולמי, מדי שנה מתרחשות ברחבי העולם כ-2.4 מיליון הכשות נחשים ארסיים, הגורמות כ-94,000 עד 125,000 מקרי מוות בכל שנה, וכ-400,000 מקרים מסתיימים בקטיעת איברים ובעיות רפואיות חמורות אחרות. עיקר הדיווחים על פגיעות קטלניות מגיעים ממדינות לא מפותחות ובעיקר מאזור דרום-מזרח אסיה ומאפריקה. בסביבה זאת שירותי הרפואה אינם זמינים ומפותחים, ובאזורים כפריים רבים הנסיוב נגד ארס של בעלי החיים ארסיים רבים אינו זמין די הצורך ועלותו גבוהה. לרוב הכשות הנחשים ומקרי המוות בדרום-מזרח אסיה אחראים המינים המכונים בעולם כארבעת הגדולים והם:
קוברה הודית
צפע הודי
אפעה קריני
קרייט מצוי
נסיוב בודד כנגד ארבעת סוגי הארס (נסיוב רב-ערכי) פותח במיוחד על מנת להתאים לטיפול בהכשות ארבעת מינים אלה. בהודו, שבה מספר מקרי המוות כתוצאה מהכשות נחש הוא הגבוה בעולם, פעילים לוכדי נחשים מיומנים משבט האירולה. בעברם היו סוחרי עורות נחשים וכיום הם מתקיימים מאספקת ארס של ארבעת הגדולים למעבדות לצורכי הפקת נסיובים ברחבי הודו.
לפי הערכות ישנם כ-1.2 מיליון מקרי עקיצות מעקרבים הגורמים ל-3,250 מקרי מוות מדי שנה. מקרים אלה שכיחים באזור הטרופי והסובטרופי של העולם ובמדינות לא מפותחות במיוחד באזור הסאהל שבאפריקה, דרום הודו, המזרח התיכון, מקסיקו ובדרום אמריקה הלטינית. עקרבים נמצאים במקום השני לאחר הנחשים כגורם העיקרי לפציעות ומקרי מוות בעולם מבעלי חיים ארסיים.
בארצות הברית לבדה מתרחשים כ-53 מקרי מוות מדי שנה מעקיצות דבורים וצרעות. הנתון הוא ממוצע הדיווחים בין השנים 2001–2013. התמותה כתוצאה מעקיצות צרעות ודבורים גדולה פי 3 עד 4 מהכשות נחשים בארצות הברית בעיקר בשל חדירת מין פולש של דבורה בשם דבורה קטלנית.
השפעות על האדם > בישראל

בישראל, החל משנת 2000 הכשת נחש אינה מוגדרת כמחלה המחייבת דיווח למשרד הבריאות. עקב כך, לא קיים תיעוד מפורט של היקף ההכשות במדינה. הערכה המבוססת על דיווחים חלקיים מצביעה כי מדי שנה מתרחשים בין 200–300 מקרי הכשה כאשר כ–95% ממקרים אלה הם הכשות של צפע מצוי. מקרי המוות בישראל מבעלי חיים ארסיים מוגדרים על ידי גורמי רפואה כנדירים. בנוסף, כ-300 הכשות של חיות מחמד ובעלי חיים שונים מטופלות מדי שנה בישראל על ידי וטרינרים.
בישראל מיוצר נסיוב נגד ארס של צפע מצוי ושל אפעה מגוון במתקן הייצור של מפעל קמהדע הממוקם בבית קמה, שהקמתו מומנה בסיוע משרד הבריאות. הנסיוב כלול בסל התרופות. בישראל לא קיימים נסיובים לכל בעלי החיים הארסיים החיים בה, כדוגמת שרף עין גדי.
שימוש האדם בארס > ארס כנשק בעת העתיקה

האזכור העתיק ביותר לשימוש בארס בתור כלי נשק מקורו במיתולוגיה היוונית וייתכן גם שהיווה השראה ליישומו. אחד משנים-עשר מעללי הגבורה של הרקולס היה להרוג את הידרה – יצור ארסי בעל כמה ראשי נחש. לאחר שערף את ראשי היצור, טבל הרקולס את חיציו בדם הארסי שניגר מגופו. לפי אגדה עתיקה אודיסאוס, גיבור מיתולוגיה יוונית, נהרג מפגיעת חץ משוח בארס הטריגון. האיליאדה של הומרוס, שירה אפית שמקורה בראשית התקופה הארכאית בתולדות יוון העתיקה, מתארת פצעי לוחמים במהלך מלחמת טרויה מחניתות וקשתות שסירבו להחלים, ומתוכם ניגר דם שחור כהה, ורופאים ששאבו ארס מפצעי חיצים בשדה הקרב. סממנים אלה אופייניים לארס נחשים.
בשנת 326 לפנה"ס צבאו של אלכסנדר הגדול נתקל בחיצים וחרבות קטלניים בהודו, שנטבלו בארס נחשים. ההיסטוריון קווינטוס קורטיוס רופוס תיאר כי כל לוחם שסבל אפילו מפציעה שטחית חש כאב דוקר, סבל מהקאות ופרכוסים, עור חיוור, דם מוקצף שחור שניגר מהפצע, וכאשר הנמק הסגלגל–ירוק החל להתפשט המוות לא איחר לבוא. על פי תסמינים אלה מניחים מומחים בני ימינו כי הארס שבו השתמשו אויביו של אלכסנדר הגדול מקורו בצפע הודי.
משיחת ראשי החיצים בארס התאפשרה בשל העובדה שכאשר ארס מתגבש הוא נדבק בקלות לראשי חיצים מאבן, עצם, עץ או ברזל, והרעלנים שבו נותרים פעילים זמן ממושך יחסית. במאה החמישית לפנה"ס, קשתים סקיתים המציאו שיטה קטלנית למשיחת הארס על חיציהם; הם ערבבו את ארסו של נחש ממין צפע אורסיני (Vipera ursinii) עם דם וגללים והותירו את העיסה הסמיכה להירקב באדמה. הסקיתים אפילו צבעו את חיציהם בצבעי וצורות נחשים ארסיים. קורבנות החיצים הללו נידונו למוות בייסורים נוראיים אפילו מפציעה שטחית, וכך שמם של הקשתים הסקיתיים נפוץ לכל עבר והפך לאימת אויביהם. עם הקשתים שעשו שימוש בחיצים טבולים בארס נמנו הגאלים, הדלמטים, הדאקים, הסרמטים, הגטים, האתיופים ועוד רבים אחרים.
ישנן השערות כי בתקופה הנאוליתית נהגו להשליך כוורות דבורים על אויבים. בתקופה הרומית המאוחרת יותר נעשה שימוש בקטפולטה להשלכת הכוורות. בני המאיה עשו שימוש במלכודות מתוחכמות כדי למנוע מצור על חומותיהם; הם השתמשו בבובות לוחמים בעלי ראשי דלעת מלאים בצרעות. קורנליוס נפוס מתאר כי במאה השנייה לפנה"ס מצא עצמו חניבעל בנחיתות מספרית בקרב הימי מול פרגמון. חניבעל שלח את חייליו לחוף כדי לאסוף נחשי צפע בכדי חרס, וכאשר ספינות פרגמון התקרבו לספינותיו, ניפצו חיילי חניבעל על סיפוני האויב את כדי החרס. תוך זמן קצר התמלאו ספינות פרגמון בנחשים והבלבול ששרר הקל על חניבעל לנצח.
במאה ה-2 לספירה ניסה ספטימיוס סוורוס להטיל מצור על חומות העיר חטרא, אולם חייליו נאלצו לסגת לאחר שתושבי העיר השליכו עליהם כדי חימר מלאים בעקרבים, טורפניתיים וחרקים ארסיים אחרים מהסביבה המדברית. ההיסטוריון הרומי הרודיאנוס מאנטיוכיה תיאר את המעשה כגשם של חרקים ארסיים שעקצו ונשכו את חיילי ספטימיוס בכל חלקי גופם וגרמו לפציעות מרובות שהביאו לנסיגתם.