Особливець С. С.

Глухівський національний педагогічний університет

імені Олександра Довженка, Україна

Павутинний шовк – унікальний біоматеріал

Актуальність дослідження біоматеріалів обумовлюється потребами сучасної медицини в надміцному, еластичному та досить легкому засобі, який мав би широкий спектр корисних властивостей і при цьому не відторгався організмом. Такий матеріал в природі існує мільйони років – це павутинний шовк. Проблема полягає в тому, що науковцям ще не доступне практичне використання цього матеріалу. Саме тому дослідження фізіологічних особливостей павуків, хімічного складу павутини, процесу її утворення є досить важливими для сучасної біологічної науки. Застосування цього матеріалу в хірургії, трансплантології, кардіології та інших галузях медицини було б значним кроком вперед.

Павуки – ряд членистоногих тварин, що належать до класу Павукоподібних, підтипу Хеліцерові – стали об’єктом дослідження широкого кола науковців, зокрема, В. Вагнера, Н. Полчанінової, С. Спаського, Д. Дубініна, Д. Харитонова та інших.

Медицина та павуки пов’язані досить давно. Ще за часів Плінія було відомо, що павуки сприяють при лікуванні від малярії, а в середні віки англійські лікарі за допомогою павутини зупиняли кровотечу. Геолог та натураліст XIX століття Г. Брістоу у своїх працях описав більше десяти рецептів по використанню павуків у медичних цілях. Практика по застосуванню цих тварин у науці не втратила актуальності на сьогоднішній день [1].

Учені Ганновера ведуть дослідження у галузі розробки нової методики пластичної хірургії, а саме, зшивання пошкоджених нервів. Науковці повідомляють, що павутина володіє необхідними для цього якостями: міцністю, еластичністю, здатністю до саморозчинення, не викликає запальних процесів. Висловлено прогнози щодо створення штучної шкіри на основі павутинного матеріалу та пересадки її людям. Експерименти американської групи дослідників з Університету Тафтса також мають позитивні результати. У ході проведених дослідів було отримано модифіковані білки павутини, які приєднувалися до хворих клітин, ігноруючи здорові. Це дозволило реалізувати транспортування терапевтичних генів у клітини організму [1;3].

Японські вчені повідомили з місті Цукуба, що успішно провели експеримент зперенесення генів павуків шовкопрядам. Модифікована гусінь почала продукувати в півтора рази міцнішу нитку, це, в свою чергу, детермінувало потребу налагодження рентабельного виробництва. Шовк, утворений павутинним білком, не розкладається грибками й бактеріями. Павутина містить три речовини, які сприяють її унікальності: піролідин, гідрофосфат калію і нітрат калію.

Ідея виготовлення тканини з павутини відома з давніх часів. Неповторна за міцністю, легкістю й красою тканина з павутини відома в Китаї під назвою «тканини східного моря». Як нитки для шиття й виготовлення риболовецьких снастей павутину великих павуків використовували полінезійці. На початку XVІІІ ст. у Франції з павутини хрестовиків було виготовлено рукавички й панчохи, представлені в Академію наук, це викликало загальний захват. Відомо, що нитку (довжиною ≈ 500 м) можна намотувати на котушку безпосередньо з павутинних бородавок хрестовика [3].

Найвідомішим представником, чия павутина використовується людиною, є рід павуків із родини шовкопрядів – нефіл (Nephila Leach), який мешкає в тропічному кліматі. До його плетених пасток часом попадають навіть птахи. Жителі Мадагаскару плетуть із золотавих ниток цього павука стрічки.

Виготовлення павутинного шовку ускладнюється особливостями масового розведення павуків, а саме вигодовуванням цих хижаків. Науковцям з Німеччини вдалося перетворити й без того міцну павутину в справжню супернитку, яка ще йчудово розтягується. Супернитка товщиною в 1мм здатна витримати вагу величиною півтонни, вона здатна розтягуватися в півтора-два рази та має майже ту ж щільність [1; 2; 3].

Павутина є об’єктом і нетрадиційної медицини, використовується як кровоспинний засіб, для загоювання ран, регенерації тканини. Сучасна медицина веде дослідження про застосування шовку павуків у трансплантології, хірургії, для використання його в якості засобу накладання швів, для штучних зв’язок та сухожиль. Павутинне волокно є унікальним ще й тому, що не відторгається організмом. Масштабне використання в медичних цілях потребує величезної кількості павуків, тому вчені знаходяться в пошуках аналогічного синтетичного шовку, який би володів властивостями природного, але при цьому був доступним для практичного застосування [2; 4].

Варто зазначити, що павуки є чудовими «живими барометрами», з їх отрути виготовляють різноманітні ліки: снодійні та заспокійливі. Поширені у всіх ландшафтних і кліматичних зонах, населяють ґрунт, лісову підстилку, трав’янисту та дерев’янисту рослинність, тріщини скель, печери, нори, а також житло людини. Проте аналіз літератури засвідчує, що європейська аранеофауна досліджена недостатньо, отже науково-практичні пошуки в цій сфері залишаються актуальними.

Література:

1. Акимушкин И. Мир животных / Игорь Акимушкин. – Москва: Мысль, 1990. – 462 с.

2. Брем А. Е. Життя тварин / А. Е. Брем. –Х.: Видавничий дім «Школа», 2004. – 712 с.

3. Зимовець О. Різноманітність павукоподібних / О.Зимовець // Біологія. Шкільний світ. – 2013. – №13. – С. 4 – 8.

4. Мора Т. О. Фрагменти теми «Членистоногі» / Т. О Мора // Біологія. – 2012. – №34-36. – С. 36 – 43.