Саймон Фруергард / CC BY-SA
Считается, что древние греки и римляне лечили раны, полученные в битвах, припарками из паучьего шелка, полагая, что шелк обладает целебными свойствами, а также использовали его для лечения кожных повреждений и бородавок. Также были сообщения о людях в Карпатах, использующих паутину в качестве повязок, а врачи прошлого иногда предписывали прикладывать шелковые коконы к инфицированным зубам.
Представление о том, что паучий шелк может обладать антимикробными свойствами, что делает его разновидностью «вебициллина», было в центре внимания многочисленных исследований, в частности, за последнее десятилетие, с противоречивыми результатами. Некоторые нашли доказательства антимикробной активности, а другие нет. Согласно недавней статье, опубликованной в журнале iScience, исследователи из Орхусского университета в Дании представили самые убедительные доказательства против предполагаемых по слухам целебных свойств паучьего шелка. Авторы предполагают, что предыдущие положительные результаты являются результатом либо бактериального заражения, либо использования в экспериментах растворителей, обладающих антимикробными свойствами.
«Паучьим шелком всегда восхищались, и он имеет почти мифический статус», – сказала соавтор Трине Билде, биолог из Орхусского университета. «Это один из этих мифов, который, кажется, был« установлен »« верой », а не сильной эмпирической поддержкой».
Ученым давно известно, что паучий шелк – удивительный материал, особенно с впечатляющей прочностью на разрыв, ударной вязкостью и эластичностью. Он прочнее стали и, например, прочнее стали и кевлара. Жесткие слои скрепляют паучий шелк, придавая ему прочность, и эти слои перемежаются с более мягкими участками, чтобы обеспечить гибкость, чтобы шелк мог растягиваться. Шелк устойчив к скручиванию и раскачиванию, тем самым стабилизируя паука, когда он подвешивается, и он может поглотить большое количество энергии, прежде чем сломаться.
Саймон Фруергард / CC BY-SA
Секрет кроется в белках. У пауков есть особые брюшные железы, которые выделяют жидкий белок, наполненный волокнами, по структуре похожий на кератин (белок, содержащийся в копытах и волосах). Шелк быстро затвердевает (или «полимеризуется») в процессе прядения. Есть семь аминокислот, из которых состоят белки паучьего шелка: в основном аланин и глюкоза, с меньшими количествами глутамин, лейцин, аргинин, тирозин и серин.
Из-за его чудесных свойств полинезийские рыбаки, как известно, использовали паучий шелк в качестве лески, в то время как некоторые племена Новой Гвинеи строят водоотталкивающие шляпы из паутины. Нити от пауков черной вдовы использовались в оптических прицелах. Шелк паука также перспективен для изготовления износостойкой обуви и одежды; прочные канаты, сети и парашюты; как прочная, жесткая бумага для банкнот; и улучшенные бронежилеты, среди прочего. В 2012 году японский ученый даже использовал паучий шелк для изготовления струн для скрипки.
Так что это не самое безумное предположение, что паучий шелк может обладать антимикробными свойствами, сродни другому популярному народному средству от инфекции: наложению пропитанной медом марли на открытые раны. (В этой легенде о меде может быть какая-то наука. В 2008 году врач из Университета Висконсина Дженнифер Эдди обнаружила, что мед является полезным средством от язв диабетической стопы, хотя она была непреклонна в том, что людям, страдающим диабетическими язвами, по-прежнему следует обращаться за советом и лечением к врачам. врач.)
По словам Билде и ее соавторов, пауки обычно выстилают свои убежища шелком и откладывают яйца в шелковые футляры. Яйца паука содержат богатые энергией соединения, которые станут пищей для указанных патогенов, в то время как аминокислоты в белковых волокнах паучьего шелка также могут стать привлекательным субстратом для микробов. Если бы на шелке были антимикробные молекулы, он мог бы защитить как пауков, так и их яйца от патогенов. Это было бы особенно полезно для социальных видов пауков, которые живут большими группами и имеют более слабую иммунную систему в результате инбридинга. Они будут особенно уязвимы для инфекции, поэтому внутренние антимикробные свойства шелка будут благом.
Несколько исследований, проведенных за последнее десятилетие, показали, что паучий шелк действительно обладает некоторыми противомикробными эффектами. Эти эксперименты обычно включают либо тесты прямого контакта, либо тесты диффузии, в которых необработанный шелк (прямой контакт) или экстракты шелка (диффузия) помещают на чашки с агаром, засеянные тестируемыми бактериями. Если на пластине появляется зона, свободная от бактерий (известная как «зона ингибирования»), это обычно интерпретируется как свидетельство противомикробной активности.
Саймон Фруергард / CC BY-SA
Однако Бильде и ее коллеги из Орхуса скептически отнеслись к этим заявлениям. Они провели аналогичные эксперименты с использованием шелка семи разных видов пауков, чтобы проверить эффективность шелка против трех типов бактерий. Они держали пауков при комнатной температуре в лаборатории, изобретательно используя механическую установку LEGO для сбора шелка драглайна с обездвиженных видов пауков, которые производят шелк драглайна. Затем шелк драглайна формировали в маленькие диски и помещали на чашки с агаром.
