Jakiś czas temu zajmowaliśmy się kwestią tego, co siedzi w żądle latających błonkówek (os i szerszeni) – teraz pora na ich „kuzynki”, mrówki. Powszechnie uważa się, że jad mrówek to kwas mrówkowy (metanowy), sprawa jest jednak bardziej skomplikowana. Mrówka mrówce nierówna – nie tylko jad różnych gatunków ma różny skład chemiczny, ale różna jest też skala bólu po jego zaaplikowaniu.
Entomolodzy zajmują się jednym i drugim, a tych, którzy dla dobra nauki dają się żądlić, by to ocenić, można uznać za cichych bohaterów ludzkości. Dokładnie tak – żądlić, bo mimo posiadania silnego aparatu gryzącego, swój jad mrówki aplikują za pomocą żądła będącego przekształconym pokładełkiem (narządem służącym do składania jaj). Ewolucyjnie są zresztą siostrzaną grupą pszczołowatych (Apoidea). Dokładniej rzecz biorąc, mrówka najpierw nas nadgryza, a potem żądli w ugryzione miejsce, dzięki czemu jej żądło łatwiej zagłębia się w skórę. Zaś do oceny bólu powodowanego przez użądlenia owadów służy stworzona w latach 80. XX wieku skala bólu Schmidta (ang. Schmidt sting pain index).
Amerykański entomolog Justin O. Schmidt, zmarły w 2023 roku (z powodu choroby Parkinsona, a nie użądlenia), był pionierem zoologicznego masochizmu, a do jego utrapień niektórzy może zaliczą też otrzymanie „nagrody” IgNobla (2015). Warto jednak pamiętać, że celem tej nagrody niekoniecznie jest drwina z uczonych, a czasem podkreślenie nietypowości badanych zagadnień lub „osiągnięć” osób niebędących naukowcami (wśród pierwszych laureatów znalazł się np. Erich von Däniken, za książkę „Rydwany bogów”).
Skala bólu Schmidta rozciąga się od 0 (użądlenia praktycznie bezbolesne) do 4; pszczoły i osy zajmują skromne miejsce w okolicy środka, z użądleniem ocenionym na 2 lub nieco ponad 2. Większość mrówek pospolitych po obu stronach Atlantyku (np. południowa mrówka ognista z Ameryki Północnej, mrówka ognista z Ameryki Południowej lub występująca m.in. w Polsce mrówka rudnica) plasuje się w okolicach jedynki. Mogę to zresztą potwierdzić z autopsji.
Głównym składnikiem jadu tych gatunków jest rzeczywiście kwas mrówkowy, występujący w stężeniu do 60% (np. u rudnicy). Jednak, podobnie jak w przypadku pszczołowatych, istotnych składników jest dużo więcej. Należą do nich białka alkaloidowe, peptydy takie jak kininy, enzymy takie jak hialuronidaza, lipaza czy esteraza oraz terpenoidy i histamina. Składniki te mogą powodować reakcje alergiczne, a w skrajnych przypadkach wstrząs anafilaktyczny. Na ogół jednak jad często występujących gatunków nie zawiera silnie toksycznych substancji w stężeniach mogących powodować zagrożenie dla życia czy zdrowia.
Jednak na poziomie 3 w skali Schmidta plasuje się arizońska mrówka żniwiarka Pogonomyrmex maricopa o silnie toksycznym jadzie z LD₅₀ 0,12 mg/kg masy ciała. Oznacza to, że ten jad ma około 10 razy większą toksyczność niż strychnina, akonityna albo chlorek rtęci(II) (jad pszczoły miodnej ma LD₅₀ 2,8 mg/kg). Skład jadu tej mrówki jest wyjątkowo skomplikowany: obejmuje nie tylko białka, peptydy i aminokwasy, ale także alkaloidy, terpeny, polisacharydy, aminy biogenne i kwasy organiczne. Jedna z jego toksyn alkaloidowych powoduje też wydzielenie feromonu alarmowego u mrówki – czyli nie dość, że nas żądli, to jeszcze zwołuje swoje koleżanki do pomocy.
Rekordzistką w skali Schmidta jest natomiast Paraponera clavata, występująca w Ameryce Południowej i Środkowej. Hiszpańscy kolonizatorzy nadali jej nazwę hormiga bala, „mrówka pociskowa” (ang. bullet ant), gdyż jej użądlenie powoduje ból porównywalny jakoby z trafieniem pociskiem z broni palnej, oceniany na „4 lub więcej”. Inną miejscową nazwą tego owada jest hormiga veinticuatro, czyli „mrówka dwudziestoczterogodzinna”, ponieważ ból po jej użądleniu utrzymuje się przez całą dobę (według niektórych źródeł chodzi też o okres, w którym ofiara może umrzeć, ale zdrowemu człowiekowi raczej to nie grozi).
Jednak jad tej mrówki jest rzeczywiście silnie toksyczny i może powodować powiększenie węzłów chłonnych, obrzęki, tachykardię i krew w kale. Schmidt opisuje ból po użądleniu mrówki pociskowej jako porównywalny do „chodzenia po płonącym węglu z trzycalowym gwoździem wbitym w piętę” (obrazowość tego opisu budzi pytanie, czy coś takiego przytrafiło się kiedyś uczonemu). Odnotowano też, że użądlenia tego 2–3-centymetrowego owada doprowadzały do płaczu dorosłych mężczyzn (czyli plasowały się na poziomie sceny śmierci Mufasy w „Królu lwie” lub przegrania ważnego meczu przez reprezentację Polski).
Przyczyną obu efektów (bolesności i toksyczności) jest peptydowa neurotoksyna zwana poneratoksyną, która blokuje dezaktywację napięciowych kanałów sodowych w błonie komórkowej. Dotyka to mięśni szkieletowych (powodując paraliż lub drgawki) i włókien nerwowych odpowiedzialnych za odczuwanie bólu. Poneratoksyna jest peptydem złożonym z 25 reszt aminokwasowych i w gruczołach jadowych mrówki ma postać (konformację) nieaktywną. Aktywacja następuje poprzez zmianę konformacji cząsteczki peptydu w kontakcie z błoną komórkową.
Amazońskie plemię Mawé słynie z wykorzystywania tych mrówek w rytuale inicjacyjnym młodych mężczyzn. Indianie ci sporządzają swoiste „zarękawki” z liści palmowych i pokrywają je chwilowo otumanionymi mrówkami. Kandydat na mężczyznę musi je nosić przez 5-10 minut, co skutkuje wielokrotnymi użądleniami, które powodują tymczasowy paraliż, a potem wielodniowe mimowolne drgawki. Procedurę tę musi powtarzać wielokrotnie, nawet 20 razy, co powoduje u mnie silne zachwianie naukowego obiektywizmu – oceniłbym ten zwyczaj jako jeden z najgłupszych pomysłów w historii ludzkości.
Pewnej pikanterii dodaje całej sprawie to, że istotne jest również miejsce użądlenia. Zazwyczaj pszczoły, osy czy mrówki żądlą nas w kończyny lub korpus. O wiele boleśniejsze – i groźniejsze – jest natomiast użądlenie w błony śluzowe, gdyż żądło zagłębia się w nie o wiele łatwiej. Nie jest to abstrakcyjny problem – owad może dostać się do jamy ustnej przez otwarte usta np. podczas jazdy na rowerze, zdarzają się też przypadki połknięcia podtopionych owadów wraz ze słodkim napojem, który znajdował się w niezamkniętym opakowaniu. Użądlenia w jamie ustnej i gardle bywają niebezpiecznie, ponieważ obrzęk może zablokować drogi oddechowe.
Oczywiście dociekliwi naukowcy badali też sprawę użądleń w inne wrażliwe miejsca, włącznie z okolicami intymnymi. Oczywiście badania te prowadzono dzięki ochotnikom, których nazwiska powinny być zapisane złotymi zgłoskami w annałach nauki (można by też poddać je pod rozwagę komitetu noblowskiego). Najbardziej systematyczne testy przeprowadził prawdopodobnie Michael Smith, doktorant wspomnianego Justina Schmitda, a ich wynikiem było stworzenie mapy bólu opatrzonej skalą od 1 do 10, przy czym ból przy użądleniu pszczoły w przedramię został uznany za punkt odniesienia i oceniony na 5. Smith nie pominął przeróżnych nietypowych miejsc, takich jak nozdrza, punkty między palcami, a nawet sutki, moszna i penis. Najbardziej bolesnymi miejscami okazały się nozdrza, górna warga i trzon penisa. Przyczyną tego faktu jest nie tylko cienka skóra w tych miejscach, ale także obecność wyjątkowo dużej liczby zakończeń nerwowych.
Tekst opublikowany pierwotnie na facebookowej grupie wydawnictwa Nowa Era „Chemia dla nauczycieli”.
[źródła: Erika Engelhaupt, Co za ohyda! Po mrocznej stronie nauki, National Geographic 2020; prof. dr hab. med. Edward Rudzki, „Uczulenie na jad mrówek”, Alergeny, Medycyna Praktyczna, Kraków 2009, https://www.mp.pl/pacjent/alergie/chorobyalergiczne/alergeny/jadowadow/59837,uczulenie-na-jad-mrowek; „Alergia na ugryzienie mrówki – jak złagodzić objawy?”, Apteline, 2024, https://apteline.pl/artykuly/alergia-na-ugryzienie-mrowki-jak-zlagodzic-objawy?srsltid=AfmBOor9kkFc2RW2sNOx_9bw12zoHrksw0ufo_DeINwEUH_z-wFEBFkV; https://en.wikipedia.org/wiki/Ant; https://en.wikipedia.org/wiki/Apoidea; https://en.wikipedia.org/wiki/Schmidt_sting_pain_index; https://en.wikipedia.org/wiki/Justin_O._Schmidt; https://en.wikipedia.org/wiki/Starr_sting_pain_scale; https://en.wikipedia.org/wiki/Formica_rufa; https://en.wikipedia.org/wiki/Pogonomyrmex_maricopa; https://en.wikipedia.org/wiki/Paraponera_clavata]
[źródła ilustracji: Dreamstime; https://news.azpm.org/p/newsc/2023/2/20/214977-tucsons-king-of-sting-justin-schmidt-dies-from-parkinsons-disease/; Jake N. – https://www.inaturalist.org/photos/246024100, CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=126565136; http://www.tightloop.com/ants/pogmar.htm; © Hans Hillewaert, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=7809995; Joelma Monteiro de Carvalho – Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=59910958; Jawahar Swaminathan and MSD staff at the European Bioinformatics Institute – https://www.ebi.ac.uk/pdbe/static/entry/1g92_deposited_chain_front_image-800×800.png, displayed on https://www.ebi.ac.uk/pdbe/entry/pdb/1g92, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=5862246; Gpiester – Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=58596845]