Centruroides tecomanus 蝎毒在早期中毒阶段对大鼠心功能的影响

《Toxicon》：The impact of Centruroides tecomanus scorpion venom on cardiac function in rats during early envenomation

　　研究发现揭示了*Centruroides tecomanus*蝎毒的早期功能性心脏毒性。连续心电图记录显示，蝎毒引起的心率反应呈双相性。早期中毒改变心脏节律和房室传导。早期出现心肌水肿和纤维分离，但无明显坏死。引言蝎子蜇伤（蝎毒中毒）是一种医疗急症，也是全球多个热带和亚热带地区的重要公共卫生问题（Abroug等，2020年）。儿童特别容易遭受严重蜇伤和心血管并发症（Fereidooni等，2023年）。蝎毒会引发复杂的全身综合征，可能累及心血管、呼吸、肾脏、肝脏和神经系统。这些表现主要由毒液中的神经毒素介导，它们与电压门控离子通道相互作用，特别是Na?和K?通道，破坏膜兴奋性和神经信号传递（Godoy等，2021年；Mendes等，2023年）。由此产生的大量自主神经释放，通常被称为"自主神经风暴"，产生深远的儿茶酚胺能和胆碱能效应，导致心血管功能障碍。心脏受累可能包括节律和传导异常、心肌功能障碍、心肌炎和心源性肺水肿，是蝎毒中毒后严重发病率和死亡率的主要决定因素之一（Fereidooni等，2023年；Navinan和Wijeyaratne，2024年）。因此，理解在明显心肌损伤之前最早期的电生理事件具有重要的临床和病理生理学意义。在中毒早期阶段，蛋白酶和促炎性毒液成分促发初始局部反应，其特征为疼痛、水肿、炎症和血管改变（Valdez-Velazquez等，2013年）。水溶性毒液成分随后从接种部位吸收，在蜇伤后数分钟内进入全身循环（Devaux等，2004年）。药代动力学研究表明，循环中的毒液浓度呈进行性升高，血浆峰值浓度约在接种后1-2小时出现，具体取决于物种和实验模型（Krifi等，2005年；Sevcik等，2004年）。因此，在中毒最早阶段，包括心肌在内的远处器官最初暴露于相对较低且逐渐升高的循环毒液浓度中。在此期间，心血管表现还可能受到与蜇伤相关的自主神经反应的影响，使得难以区分与毒液相关的心肌电功能障碍和继发性神经体液效应（Isbister和Bawaskar，2014年；Godoy等，2021年；Fereidooni等，2023年）。在墨西哥，*Centruroides tecomanus*是一种具有医学重要性的后沟蛛形蝎，分布于太平洋沿岸地区，尤其与科利马州相关（Valdez-Velazquéz等，2016年）。此前的研究已经表征了*Centruroides tecomanus*毒液的生物化学和功能复杂性，并鉴定出能够调节离子通道依赖性兴奋性的生物活性肽（Valdez-Velázquez等，2016年；Alamilla等，2021年；Bermúdez-Guzmán等，2022年）。早期的实验证据表明，从这种毒液中分离的毒素1会改变新生大鼠心室心肌细胞的Na?电流，而对Ca2?电流影响不大（Martin等，1988年）。最近，在*C. tecomanus*毒液中鉴定出几种靶向Kv1.1、Kv1.2、Kv1.3、Shaker和KCa3.1通道的α-KTx肽，以及一种抑制Kv11.1/hERG通道的γ-KTx肽（Olamendi-Portugal等，2016年）。与这些分子发现一致，被*C. limpidus tecomanus*（现被确认为*C. tecomanus*）蜇伤的儿童心电图异常已有报道（Diaz等，2005年）。综上所述，这些发现提供了临床和分子证据，支持*C. tecomanus*谱系的心血管效应。然而，先前的研究主要集中在临床观察、毒液组成或单个毒素的活性上。因此，完整的*C. tecomanus*毒液在受控的体内模型中诱导的早期心电图异常、血清生化标志物和心肌组织病理学改变之间的时间关系仍缺乏充分表征。弥补这一空白可能有助于我们理解这种具有医学意义的新世界蝎种的早期心脏毒作用。为弥补这一知识空白，本研究采用相当于LD??三分之一的亚致死剂量，表征了完整的*C. tecomanus*毒液在大鼠中诱导的早期心脏改变的时间进程。连续心电图记录在第一个小时内采集，并与血清生化标志物以及心脏和肺组织病理学相结合。该方法旨在确定心脏节律和电传导的早期改变是否先于可检测到的心肌损伤生化或结构证据。研究材料毒液提取自采集于墨西哥科利马州Coquimatlan的*C. tecomanus*标本（n = 185），许可证号为SGPA/DGVS/02139/22。采用毒囊电信号刺激（4 V，Grass S48刺激器）进行提取，每只标本获得2-4 μL毒液。毒液收集于2 mL Eppendorf管中，以1,000 rpm离心10秒以去除碎片。然后稀释于300 μL超纯水中，并在4°C条件下以14,000 rpm再次离心15分钟。上清液……**Centruroides tecomanus毒液引起的全身毒性综合征**使用相当于LD??三分之一的亚致死剂量提供了实验模型，该模型允许在蜇伤早期阶段进行连续生理评估，同时尽量减少与晚期全身恶化相关的混杂效应。该方法便于在严重全身并发症发展之前表征毒液诱导的心脏毒性的初始表现。在这些实验条件下，腹腔注射……**作者贡献声明（CRediT）****Gisela J. Lino-López：** 写作——审阅与编辑，写作——初稿，方法学。**Oscar F. Vazquez-Vuelvas：** 写作——审阅与编辑，写作——初稿，方法学。**Carlos Eduardo Barajas-Saucedo：** 写作——审阅与编辑，写作——初稿，方法学。**Manuel Bermúdez-Guzmán：** 写作——审阅与编辑，写作——初稿，方法学。**Rocío Zatarain-Palacios：** 写作——审阅与编辑，写作——初稿，方法学。**Adan Dagnino-Acosta：** 写作……**未引用的参考文献**Thygesen等。**伦理声明**本研究按照ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南进行。本研究已获得科利马大学生物伦理和生物安全委员会批准（批准号：Reg. 2019-01-04）。**道德声明**1) 本文材料是作者的原创作品，此前未在别处发表。2) 本文目前未在别处接受发表考虑。3) 本文如实、完整地反映了作者的研究和分析。4) 本文恰当表彰了合著者和共同研究人员的重要贡献。5) 结果已适当置于先前和现有研究的背景下。6) 所有使用的来源均已恰当披露（正确引用）。7) 所有作者均已……**资金**本研究部分由Fortalecimiento de Cuerpos Académicos PRODEP 2021-UCOL-CA-117"应用生物化学"资助（L.L.V.-V.）。**利益冲突声明**作者声明他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文报告的工作。**致谢**作者感谢墨西哥科学与人文、技术和创新秘书处（SECIHTI）为L.F.R.-M.硕士学习期间提供的奖学金。我们感谢科利马大学化学科学学院的协助蝎子收集和在实验过程中提供技术支持的学生。