A jelen Ph.D. disszertáció eredményei egy adott kelet-magyarországi területen élő, síkvidéki V. b. berus populációhoz tartozó viperapéldányok méregösszetételben rejlő jelentős egyedi változékonyságot mutatják be, amely azonban nem csak mérgük elektroforetikus futtatása során kapott mintázatban tükröződik, hanem jelen van a méreg proteáz aktivitásban, továbbá megnyilvánul mérgük bizonyos farmakológiai és biológiai aktivitásban is. Ez a méreg-összetételbeli változékonyság egyértelműen befolyásolhatja a megmart személyeken a mérgezés során kibontakozó klinikai képet. A disszertációban ez utóbbiak, klinikai esetismertetések és klinikai tanulmányokon keresztül kerültek bemutatásra. Az általunk vizsgált V. b. berus méregminták elektroforetikus profilja eltérést mutat a már korábban, más szerzők által bemutatott francia és orosz eredetű V. berus mérgek méregmintázatától. A kelet-magyarországi síkvidéki V. b. berusok méreglenyomata szintén különbözik az általunk kontrolként felhasznált hegyvidéki, osztrák V. b. berus példány mérgétől, amely bizonyítékul szolgálhat a fajnál potenciálisan előforduló földrajzi méreg-összetételbeli változékonyság jelenlétére. A szekretált fehérjék mennyiségének tekintetében – intenzitásuk alapján – a minták ugyancsak meglehetősen változatos egyedi különbségeket mutattak. Ivar-függő variabilitást is sikerült kimutatnunk, amely azonban már bizonyított egyéb, szintén a Vipera genusba tartozó fajoknál. Kísérleteink megerősítették, hogy e populációból származó viperák mérge az ideg-izom preparátumokra egyedileg jellemző mértékben, de aktivitásukban többnyire megegyező neuromuszkuláris hatást gyakorolnak. Ezek a paralitikus neuromuszkuláris hatások összeegyeztethetők az acetilkolin (ACh) felszabadulás méreg általi elősegítésével, míg a minták csak csekély mértékben befolyásolták az ACh receptorok, vagy közvetlenül a vázizomzat funkcionalitását, ellentétben az osztrák V. b. berus méreggel. A V. nikolskii mérge a hazai V. b. berus mintákhoz hasonlóan neurotoxikusnak bizonyult. A kimutatott prejunkcionális gátlás jellegzetesen e mérgek foszfolipáz A2 aktivitással függ össze. Ez utóbbi ugyanis összeegyeztethető paralitikus hatásuk elvesztésével; amikor a kísérletet Ca2+ ionokat tartalmazó oldat helyett Sr2+-ot tartalmazó oldatban végeztük. A méregmintákkal leinjekciózott békák, csirkék és egerek általánosan mutatták a végtagbénulás jeleit, mely végül a teljes petyhüdt bénulás beálltáig súlyosbodott. Ezek a bénulásos jelek egyértelműen összefüggnek a neurotoxicitással. A mérgükbe neurotoxinokat is szekretáló viperafajok által megmart személyeken a neurológia zavarok közül az agyidegek diszfunkciója dominál. Kísérletekkel sikerült alátámasztanunk, hogy ezek a méregminták neurotoxikus aktivitással is rendelkeznek, és amely egyértelműen kapcsolatban áll azon megmart személyek neurológiai tünetegyüttesével, akik a viperamarást az adott régióban szenvedték el. Az elsőként bemutatott, 1-es esetismertetésben szereplő megmart személynek diplopiája alakult ki a külső szemmozgató izmok bénulása következtében. Ez általában a következő jele a descendáló paralízisnek (az első sokszor a ptosis), amely tipikusan a neurotoxikus kígyómarások ismérve. A diplopia egy már ismert neurotoxikus tünete némely V. aspis és V. ammodytes állományhoz tartozó viperák által okozott marásoknak, ideértve az egyéb neurológiai jeleket és tüneteket is, mint például a ptosis, az ophthalmoplegia és a dysphagia. E viperák mérgéről már ismert, hogy neurotoxinokat is tartalmaz. A 2. esetismertetésben szereplő megmartnál, szintén az agyidegek félreérthetetlen diszfunkciója jelentkezett; oculomotorius bénulással, kétoldali de részleges ptosissal, következményes tekintetbénulással és diplopiával. Kétségtelen, hogy a régióban élő, de egyéb kelet-magyarországi populációhoz tartozó példányok mérge szintén neurotoxikus aktivitással rendelkezhet, tekintettel az értekezésben bemutatott esetismertetésekben szereplő megmart személyek tüneteire, akik két különböző és nem azonos populációba tartozó példánytól szenvedték el a marást az adott régión belül. A magyarországi viperamérgeknél sikerült kimutatnunk egy erős és irreverzibilis gátlást az excitatorikus posztszinaptikus kurrensen, patkány agytörzsi glutamáterg szinapszisban. Ez szintén alátámasztja a méreg szinaptikus transzmisszióra gyakorolt preszinaptikus hatását. Ugyan a kígyómérgek neurotoxinjai elsősorban a perifériás idegrendszerre hatnak, eredményeink azt mutatják, hogy egyes viperamérgek neurotoxinjai képesek hatni a központi idegrendszer (CNS) nem-kolinerg idegátvitelére in vitro; hasonlóan, mint a Russell vipera (D. russelii) mérge, amelynek a nem-kolinerg szinaptikus transzmisszió gátló hatása már igazolt. Noha nincs közvetlen bizonyítékunk a méregkomponensek vér-agy gáton való in vivo penetrációjára, de a patkány agytörzsi neuronokban található nem-kolinerg szinaptikus transzmisszió méreg általi gátlása, esetleg magyarázatul szolgálhat a vertigo (nem keverendő össze az „egyszerű” szédüléssel) megjelenésére, amelyet bizonyos neurotoxikus európai viperamarások alkalmával olykor jelentenek. Vizsgálataink során MALDI-TOF tömegspektrometriás mérést alkalmaztunk, amellyel a mérgek PLA2 tartalmának heterogenitását kívántuk demonstrálni. A mérgek elemzése során számottevő variabilitást sikerült kimutatnunk, amely mind az elektroforetikus méreg-lenyomatokban, mind a mérgek PLA2-spektrogramjában is tükröződik. Az összes méregmintának számos molekulatípusa megtalálható volt a PLA2-kre olyannyira jellemző molekulatömeg tartományban, melyeket MALDI-TOF MS módszerrel detektáltunk. Eredményeinkből és a jelenleg rendelkezésre álló irodalmi adatok alapján arra következtettünk, hogy néhány toxikus és nem-toxikus foszfolipáznak is jelen kell lennie a bevizsgált méregmintákban. Másrészről jelentéktelen egyedi különbségeket találtunk a mérgek PLA2 aktivitásnak tekintetében, mind a magyar méregmintákat egymással összevetve, mind a magyarokat a két kontrollal összehasonlítva. Bár nem volt számottevő individuális különbség a hazai viperamérgek között toxikusságukat tekintve in vivo, de néhány magyar minta szignifikánsan toxikusabb volt, mint a két kontrol méregminta, amely magyarázható a hazai méregminták neurotoxikus aktivitásával és/vagy eltérő neurotoxin tartalmukkal. A hazai viperamérgek magas toxicitása minden valószínűség szerint a prejunkcionálisan ható PLA2 tartalmukkal áll kapcsolatban, mivel a PLA2-függő és a neuromuszkuláris kapcsolatra specifikus neurotoxinok a legtoxikusabb méregösszetevők. Fő feladatuk a zsákmányállatok gyors elpusztításának elősegítése, túlnyomóan bénító mechanizmuson keresztül. Ekképpen a bevizsgált viperamérgeink egereken detektált alacsony LD50 értéke szintén kapcsolatban állhat neurotoxikus aktivitásukkal. A tanulmányozott V. berus mérgeknek aránylag alacsony volt a porteáz aktivitása és több mint a minták fele mentesnek bizonyult a proteáz aktivitástól. Az általunk megfigyelt alacsony proteáz aktivitás és/vagy annak hiánya, szintén összhangban áll a V. berus marásoknál igen ritkán megjelenő, bizonyos klinikai tünetekkel (i.e. helyileg kialakult vérrel telt hólyagok, nekrózis). A mérgek degradációs lenyomata korrelál az SDS-PAGE során detektált variabilitással, és amely a metalloproteinázok jelenlétével lehet kapcsolatos. Egyedi variabilitást sikerült azonosítanunk egyes minták proteáz aktivitásában is; némelyik hím példány mérge magasabb proteáz aktivitással rendelkezett szemben a kifejlett nőstények mérgével. Ugyanakkor mind az osztrák V. b. berus, mind a V. nikolskii mérge teljesen mentes volt a proteáz aktivitástól. A juvenilis egyedeknél azonban nem tudtuk egyértelműen bizonyítani a kor-függő proteáz aktivitásban megmutatkozó méreg-összetételbeli változékonyságot, ellentétben más szerzők munkájával, akik orosz eredetű V. berus mérgek esetén ezt a típusú variabilitást kimutatták. Tekintettel az európai Vipera genusba tartozó fajok PLA2-inek evolúciójára és a V. berus filogeográfiájára – minthogy a Kárpát-medence volt a faj egyik refúgiuma, továbbá a kelet-magyarországi viperák egy ősi evolúciós alcsoporthoz tartoznak –, ezért feltételezzük, hogy mérgük neurotoxikus PLA2 tartalma egy ősi méregkarakter, amely a faj közép és északi elterjedési területein élő populációinak mérgéből az evolúció során “elveszett”. Míg azok a V. berus populációk, amelyek pl. a kárpáti és a balkáni alcsoporthoz tartoznak és a faj két fő filogenetikai vonalát képezik, az egyéb méregkomponensek expressziójáért felelős géneket (pl. a neurotoxinokat kodoló gének) mérgük evolúciója során vagy megtartották, illetve visszanyerték. Ez a hipotézis meggyőző magyarázattal szolgálhat, hogy eddig a V. b. berus által okozott neurotoxikus marásokat leginkább csak a Kárpát-medencéből és a V. b. bosniensis elterjedési területéről jelentettek. Eredményeink alapján erősen feltételezzük, hogy a méreg neurotoxin-tartalma illetve neurotoxikus aktivitása a V. berus-fajcsoportnál nem kizárólagos meghatározója az egyes rendszertani alcsoportoknak és besorolásoknak, ahogyan azt más szerzők említik, például a V. nikolskii és a V. berus kapcsán. Az iménti tényeket szem előtt tartva, a testvér-taxon, azaz a V. nikolskii (korábban V. berus nikolskii) rendszertani revíziója a közel jövőre nézve megfontolandó. Angol kivonat: The results of the present Ph.D. dissertation demonstrate that the specimens of V. b. berus from a lowland population in a limited area in eastern Hungary have developed marked variable individual venom phenotypes, which are reflected not only in their electrophoretic venom pattern but also in protease activity, and certain pharmacological and biological activities that may influence the symptoms manifested on envenomed patients. This latter was demonstrated by clinical case reports The electrophoretic profile of our V. b. berus venom samples showed deviations from those that were previously demonstrated by other authors with French and Russian V. berus venoms. Venom pattern of lowland adders from Hungary also differ from the venom of the Austrian mountainous V. berus used as a control in our study, can be evidence for the existence of potential geographical venom variations of this species. The relative amounts of some secreted peptides - based on their intensity - in the venoms appear to be also highly variable among the individuals. Gender-specific variability could be detected in these venoms, which has been proved in other species of genus Vipera. The protein pattern of V. nikolskii is very similar to that of V. b. berus. Our experimental studies confirmed that the venom of the adders derive from this population, shows different individual neuromuscular effects on nerve-muscle preparations. The neuromuscular paralysing effects consistent with facilitate of the release of acetylcholine (ACh), while they had little effect on ACh receptors or directly on skeletal muscle function, unlike the venom from the Austrian V. b. berus. The venom of V. nikolskii was also neurotoxic similarly as the Hungarian V. b. berus venoms. Typically, prejunctional block is associated with phospholipase A2 activity in the venoms and this was consistent with the loss of paralysing activity in experiments in which Ca2+ was replaced with Sr2+. Envenomed frogs, chicks, and mice generally displayed limb paralysis that progressed to complete flaccidity, and these paralytic signs are unambiguously associated with neurotoxicity. Neurological disturbances dominated by the cranial nerve dysfunctions on envenomed patients by viperid species whose venom possesses neurotoxic activity. We successfully showed evidence for the neurotoxic activity of these venoms that is unambiguously associated with the neurological deficits developed by patients who suffered the adder-bite within this region. The first patient in case report 1, had diplopia resulting from paralysis of extra-ocular muscles, is usually the next effect of the descending paralysis (ptosis is often the first sign) typical of snakebite neurotoxicity. Diplopia is a known neurotoxic symptom, together with other neurological signs and symptoms such as ptosis, ophthalmoplegia and dysphagia, following bites by some populations of V. aspis and V. ammodytes, whose venoms are known to contain neurotoxins, as well. The other patient in case report 2, also developed unambiguous cranial nerve disturbances; manifested in bilateral impairment characterized by oculomotor paralysis with partial ptosis, gaze paresis, and diplopia. There is no doubt that the venom of further specimens belong to other eastern Hungarian populations within this area, can be also neurotoxic and associated with this type of activity, as the case reports are demonstrated here about patients who were bitten by specimens derived from two different locality within this region. We could demonstrate a strong, irreversible presynaptic inhibitory venom effect on excitatory postsynaptic currents in the glutamatergic synapse of rat brainstem in case of the Hungarian adder venom, which is a further evidence of the effect on presynaptic neurotransmission. Although, snake venom neurotoxins predominantly affect the peripheral nervous system, but our results show that the neurotoxic activity of the tested Hungarian V. berus venom can act on the non-cholinergic synaptic transmission in the CNS in vitro, similarly as the venom of the Russell’s viper (D. russelii), which is proved to be an inhibitor of non-cholinergic synaptic transmissions, as well. While we have no direct evidence that venom components cross the blood-brain-barrier in vivo, but the inhibition of non-cholinergic synaptic transmission in the rat brainstem neurons, may explain the symptoms of vertigo (it is not the same as the “simple” dizziness) occasionally reported in certain neurotoxic envenomings by European vipers. We used MALDI-TOF MS to study and represent the heterogeneity of the PLA2 content of venoms. Analyses of the whole venoms revealed considerable variations in electrophoretic profiles but diversity was also reflected in the PLA2-spectrogram of venoms. All of the venoms had many molecular species in the mass ranges of typical phospholipases detected by MALDI-TOF MS. On the bases of our results and the recent data available in the literature, we conclude that some toxic and non-toxic phospholipases must be present in the studied venoms. On the other hand, we showed non-significant individual differences in the PLA2 activity of the Hungarian samples and between the Hungarian and the two control samples. Although, there were no considerable individual differences in the in vivo toxicity of the Hungarian adder venoms but the difference was significant between certain Hungarian samples and the two controls, which can explain with the neurotoxic activity and/or the distinct level of venom neurotoxins of the Hungarian venom samples. The high toxicity of these Hungarian adder venoms most probably is in connection with their prejunctionally acting PLA2 content since the PLA2-dependent skeletal neuromuscular junction specific neurotoxins are the most toxic venom components, of which main function is the promoting of rapid prey death through predominant prey-immobilizing mechanism. Thus, the lower murine LD50 value of our examined adder venoms can be in connection with its neurotoxic activity, as well. The studied V. berus venoms had a relatively low protease activity and more than half of the samples were devoid of this type of activity. Our observation regarding the low and/or lacking protease activity also corresponds to certain and very rare clinical manifestations (i.e. local blisters containing blood, necrosis) of V. berus envenoming. The degradation profile of venoms correlates with detected variability in the venoms’ protein expression profile on SDS-PAGE, associating with the metalloproteinases. We could also show individual variations in case of protease activity of certain samples; the venom of certain males had higher enzymatic activity than that of the venom of certain adult females. While the Austrian V. b. berus and V. nikolskii venoms were completely devoid of protease activity. We could not unambiguously prove the age-related variability in the protease activity for the venom of juveniles, contrary to the work of other authors who showed this type of variability in case of V. berus with Russian origin. Take into consideration the evolution of PLA2s of the European Vipera and the phylogeography of V. berus – as the Carpathian Basin was one of refugia of V. berus and the eastern Hungarian adders belong to an early evolutionary subclade – it can be hypothesized that the neurotoxic activity of their PLA2(s) can be an ancient venom character, which maybe “lost” at most of the centre and the northern geographic distribution of the species during venom evolution. While some of these genes (e.g. neurotoxin encoding genes) recruited or retained in those V. berus populations, i.e. Carpathian subclade and the Balkan sublcade, which compose the basal linage of the phylogenetic hierarchy. This hypothesis could be an explanation for those convincing evidence as neurotoxic envenomings inflicted by V. b. berus have been mainly reported from the Carpathian basin and the territory of V. b. bosniensis. On the basis of our results, we strongly presume that the neurotoxin-content of venom or the venom neurotoxic activity in the V. berus-species group, is not a consistent indicator of the taxonomic sub-divisions as other authors mentioned it, for example in case of V. nikolskii and V. berus. On account of the above, the taxonomic revision of the sister taxon, V. nikolskii (formerly V. b. nikolskii) might be considered in the near future.