Kiến đầu xanh (Rhytidoponera metallica) và kiến đầu đạn (Paraponera clavata), được tìm thấy ở Trung và Nam Mỹ. Những vết đốt của chúng giải phóng một lượng lớn chất độc gây ra sự run rẩy, đau đớn không thể kiểm soát và kéo dài ở người và các động vật có vú khác.

Trong cuốn sách "The Sting of the Wild" xuất bản năm 2016 (Nhà xuất bản Đại học Johns Hopkins), nhà côn trùng học Justin O. Schmidt đã mô tả việc bị một con kiến đầu đạn đốt là: "cơn đau cực kỳ dữ dội. Giống như đi trên than cháy với chiếc đinh dài 8 cm cắm vào gót chân của bạn vậy”. Nạn nhân của những con kiến này cũng ví nỗi đau như bị bắn, giống như cái tên đặt cho loài côn trùng này vậy.

Sam Robinson, nhà sinh dược học tại Viện Khoa học Sinh học phân tử của Đại học Queensland, người đứng đầu nghiên cứu, cho biết: “Những vết đốt của kiến đầu đạn có thể gây đau đớn tới 12 giờ và đó là một cơn đau thấu xương khiến bạn đổ mồ hôi và nổi da gà.”

Robinson và các đồng nghiệp đã khám phá ra tại sao những con kiến này lại có những vết chích đau dữ dội đến vậy. Kết quả nghiên cứu của ông và đồng nghiệp được công bố trên tạp chí Nature Communications trong tháng 5 vừa qua. Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng nọc độc của những loài kiến nhắm vào các protein cụ thể trong các tế bào thần kinh mà có liên quan đến nhận thức cơn đau.

Loài kiến đầu xanh và kiến đầu đạn đã sản xuất ra chất độc liên kết với các tế bào thần kinh của động vật có vú khi chúng đốt. Các nhà nghiên cứu đã biết loài kiến đầu đạn tạo ra một chất độc nhắm vào các dây thần kinh gọi là poneratoxin. Họ đã điều tra ảnh hưởng của chất độc đối với các protein nằm trong màng tế bào thần kinh được gọi là các kênh natri cảm ứng điện thế (voltage-gated sodium channels), những kênh này đóng vai trò quan trọng trong việc truyền tín hiệu cơn đau.

Ảnh: Nọc độc của loài kiến đầu xanh và kiến đầu đạn nhắm vào cùng loại protein trong tế bào thần kinh của động vật có vú giống như nọc độc của bọ cạp đuôi béo màu vàng (Androctonus australis)

Các kênh này điều chỉnh lượng natri đi vào và ra khỏi tế bào, điều này xác định độ dài và cường độ của tín hiệu đau, hỗ trợ chức năng thần kinh và cơ ở động vật. Nhiều loài động vật có nọc độc đã tiến hóa độc tố của chúng để nhắm vào các kênh natri, trong đó có một số loài bọ cạp, chẳng hạn như bọ cạp đuôi béo màu vàng (Androctonus australis).

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng nọc độc của loài kiến đầu xanh và kiến đầu đạn, cũng như một loài kiến khác có tên là Tetramorium africanum, cũng nhắm vào các kênh natri. Chất độc của các loài kiến này mở khóa các kênh natri và ngăn cản việc các kênh này đóng lại, dẫn đến kéo dài và tăng cường tín hiệu đau.

Robinson cho biết: “Chúng tôi phát hiện ra rằng chất độc của loài kiến này liên kết với các kênh natri và khiến chúng mở ra dễ dàng hơn, các kênh này luôn bị kích hoạt ở chế độ mở, điều này dẫn đến tín hiệu đau kéo dài. Trong khi cơ chế này có thể giải thích cơn đau dữ dội do vết đốt của kiến gây ra, nhưng có thể có những yếu tố khác vẫn chưa được khám phá”.

Phát hiện này có thể làm sáng tỏ nền tảng phân tử của nhận thức cơn đau và mở đường cho các phương pháp điều trị đau mới. Robinson cho biết: “Chúng tôi muốn hiểu nỗi đau ở cấp độ phân tử và chất độc là công cụ tuyệt vời để làm điều này.”