План

1. Характеристика токсичности.

2. Белковые токсины.

3. Небелковые токсины.

4. Животные яды.

5. Растительные яды.

6. Яды, содержащиеся в грибах.

7. Синильная кислота и цианистый калий.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ТОКСИЧНОСТИ

Ядовитые веществ с древних времен привлекали к себе особое внимание. С ними связано множество легенд и преда­ний. Так, белому мышьяку в течение многих веков сопутствовала слава «порошка для наследников», а в Венеции при дворе даже держали специалистов-отравителей. Агата Кристи в своих детективах часто травила героев мышьяком. Вместе с тем, давно известно, что соединения, ядовитые в боль­ших дозах, могут быть целебными в малых, о чем говорил еще в первой половине XVI в. Парацельс. Например, традицион­ное орудие убийц — оксид мышьяка в небольших дозах (до 5 мг) полезен: его назначают внутрь в качестве общеукрепляю­щего и тонизирующего средства. Недаром алхимический сим­вол мышьяка —' змея — изображен в гербе медицины.

. Для характеристики токсичности того или иного соеди­нения чаще всего используют понятие летальной дозы — Ы550, которая вызывает гибель 50 % подопытных животных. Как правило, дозу измеряют массой яда, приходящегося на 1 кг массы животного. Однако использование понятия летальной дозы имеет свои ограничения. Во-первых, величину, опре­деленную, например, для мышей, очень редко можно перено­сить на других животных. Ядовитость никотина для человека примерно такая же, как и цианистого калия (50-100 мг или 1-2 капли), тогда как козы и косули вообще мало восприим­чивы к никотину. Во-вторых, экспериментально определен­ная, скажем, на мышах доза ЬБ50 зависит от того, введен ли яд подкожно, внутривенно, внутримышечно или перорально (че­рез пищевой тракт). Наконец, даже заведомо нелетальная доза может привести к серьезному поражению того или иного орга­на, особенно в долгосрочной перспективе, и вызвать в конеч­ном счете гибель организма. Тем не менее величину ЬБМ ши­роко используют на практике, в том числе для сравнения ток­сичности самых разных классов химических соединений.

2. БЕЛКОВЫЕ ТОКСИНЫ

Самые ядовитые из известных веществ — это высокомо­лекулярные белковые соединения, вырабатываемые бактери­ями. Чемпион среди токсинов (так называют белковые яды растительного и животного происхождения) — ботулинический токсин: для него ЬБ-0 = 0,00003 мкг/кг," т. е. для гибели организма его нужно примерно в 300 млн. раз меньше, чем цианистого калия. Ботулин — белок с молекулярной массой 150 000, вырабатываемый бактериями, которые размножают­ся в испорченных или неправильно хранящихся продуктах питания (колбаса, консервы) при отсутствии кислорода. Смерть обычно наступает из-за паралича дыхательной мускулатуры. Этот токсин не переносит повышенных температур и разру­шается при кулинарной обработке, поэтому отравления им редки.

С токсином столбняка (продукт соответствующей бактерии) — вторым по ядовитости соединением (ЬБМ - 3,0001 мкг/кг) знаком практически каждый: его (но в несколько измененном виде) вводят во время прививок. Третье место по токсичности занимает бета-бунгаротоксин, который вырабатывается в ядовитой железе змеи бунгарос (она водит­ся в Южной Азии). Почти равен ему по ядовитости токсин — продукт дифтерийных бактерий, для него 1Л330 - 0,24 мкг/кг. Для сравнения: величина ЬБЛ для токсина скорпиона равна 9 мкг/кг, для токсина гремучей змеи — 50 мкг/кг, для токси­на очковой змеи — 75 мкг/кг, а смертельная для человека доза яда кобры составляет 200 мкг/кг.

3. НЕБЕЛКОВЫЕ ТОКСИНЫ

Из небелковых токсинов самые ядовитые выделены из морских организмов. Их молекулярная масса значительно мень­ше. Источник палитоксина — шестилучевые кораллы зоонтарин. Не исключено, что в действительности токсин продуциру­ется вирусом, находящимся в симбиозе с кораллами. Еще более ядовит майтотоксин и сигуатоксин, выделенные из одноклеточных жгутиковых (динофлагелляты), которые найдены в неко­торых видах планктона. При размножении данофлагеллят в воде скапливаются вещества, окрашивающие ее в ржаво-красный цвет; это явление известно с древнейших времен и получило название «красного прилива». Оно сопровожда­ется массовой гибелью рыб и других морских организмов, а также массовыми отравлениями людей, употребляющих в пищу морепродукты (яды накапливаются в рыбах и мол­люсках). Сигуатоксин выделен из внутренностей многих рыб, например мурены и макрели.

4. ЖИВОТНЫЕ ЯДЫ

Один из самых знаменитых видов животных ядов (зоотоксинов) — тетродотоксин. Он содержится в коже и яйцах некоторых жаб, в яйцах калифорнийского тритона, в слюнных железах осьминога. Но наибольшую известность ему принес­ла рыба фугу, у которой яд содержится в яичниках и печени.

Фугу — излюбленное лакомство японцев, однако готовить ее позволено лишь поварам, имеющим специальную лицензию, поскольку даже двухчасовое кипячение яд не разрушает. Для тетродотоксина Ы550 - 10 мкг/кг, то есть одного миллиграмма этого яда достаточно, чтобы убить человека. Тетродотоксин относится к нейротроиным ядам, которые блокируют прони­цаемость мембран нейронов вегетативной нервной системы для ионов натрия, что практически мгновенно прерывает нервный импульс. На основе тетродотоксина производят обезболива­ющие препараты.

5. РАСТИТЕЛЬНЫЕ ЯДЫ

Из ядов растительного происхождения (фитотоксины) самый сильный — гликопротеин рицин (1Л550 - 0,1 мг/кг), ос­новной токсичный компонент бобов клещевины. Белковая часть рицина состоит из 560 аминокислотных остатков, полисахаридная составляет около 20 % молекулярной массы, ко­торая равна 62 400. В организме рицин вызывает структур­ную перестройку клеточных мембран и нарушает внутрикле­точный синтез белков. При попадании капелек рицина в лег­кие его токсичность примерно такая же, как у нервно-парали­тического газа зарина: в некоторых странах изучали способы боевого применения рицина в виде аэрозоля.

Два хорошо известных растительных яда — никотин (ЬБ50- 0,3 мг/кг) и стрихнин (1Л330 * 0,75 мг/кг), который содержится в рвотных орешках, — относятся к алкалоидам. Регулярное вдыхание табачного дыма вызывает медленное, но неотвратимое разрушение орга­нов человека. Вред курения особенно очевиден из того факта, что взрослого человека может убить инъекция никотина, вы­деленного из одной-единственной сигары.

В медицине широко применяют алкалоид атропин. Он содержится в красавке, белене, дурмане и других растениях семейства пасленовых. Хотя атропин не так токсичен, как мно­гие другие алкалоиды (для него ЬБ|„ = 400 000 мкг/кг), имен­но этот яд — наиболее частая причина отравления в средних широтах. Маленькие дети принимают сладкие черные ягоды белладонны за вишневые и могут отравиться насмерть, съев всего три-четыре ягоды.

6. ЯДЫ, СОДЕРЖАЩИЕСЯ В ГРИБАХ

Относительно простое строение имеют яды, содержащи­еся в высших грибах. Из них один из самых токсичных — мускарин, который присутствует в мухоморе красном (Атапйа гтксапа) и других грибах. Уже в дозах 0,001 мкг/кг мускарин снижает амплитуду и частоту сердечных сокращений, в боль­ших дозах вызывает спазмы мышц, судороги, слюнотечение. Для человека при приеме внутрь 0,7 мг/кг.

Значительно сложнее устроена молекула бициклического октапептида альфа-аманитина, который содержится в блед­ной поганке. И если красный мухомор вряд ли спутаешь с другими грибами, то бледная поганка очень похожа на некото­рые съедобные грибы — шампиньоны, поплавки и др. Поэто­му отравление этим грибом составляет 90 % всех грибных отравлений. Для человека смертельная доза аманитина равна 5—7 мг. Если вспомнить, что в одном грибе в среднем содер­жится 8 мг аманитина, станет понятным английское название бледной поганки — Лесик сир, то есть чаша смерти. Признаки отравления — боль в животе, неукротимая рвота, понос с кровью. Интересно, что для лечения используют подкожные инъекции другого яда — атропина.

В продуктах жизнедеятельности микроскопических (плесневых) грибов содержатся очень ядовитые микротоксины (от греч. тукез — гриб). Самые токсичные из них — пенитрем (ЬБМ - 1 мг/кг), выделенный из плесени, и афлатоксин В1. При употреб­лении коровами кормов, загрязненных афлатоксином В1, вы­сокотоксичный яд (в несколько измененной форме) выделя­ется с молоком. Всего известно более 15 различных афла-токсинов — основных загрязнителей пищевых продуктов. Афлатоксин В1 оказался самым мощным из известных пече­ночных канцерогенов, его действие проявляется уже при дозах 0,01 мг/кг. В ряде стран Азии и Африки выявлена пря­мая корреляция (связь) между частотой заболеваемости ра­ком печени и содержанием афлатоксинов в пище. Детальное изучение микотоксинов началось после массового отравле­ния в Англии индеек, вызванного плесенью в арахисе, кото­рым кормили птиц. Оказалось, что в плесени присутствовал афлатоксин В1. Этот же микотоксин привел к таинственной смерти археологов после вскрытия пирамиды Тутанхамона (так называемое «проклятье фараонов»). К счастью, вероят­ность съесть заметные количества микотоксинов мала благо­даря нашему инстинктивному отвращению к плесени и непри­ятному запаху пораженных ею продуктов.

7. СИНИЛЬНАЯ КИСЛОТА И ЦИАНИСТЫЙ КАЛИЙ

Вероятно, самый известный яд — синильная кислота и ее калиевая соль (цианистый калий). Для этих соединений 1Л330 = 10 мг/кг, что почти в миллиард раз больше, чем у ботулинического токсина. Синильная кислота при попадании в организм связывается с ферментом цитохромоксидазой и блокирует клеточное дыхание. Это соединение может быть причиной отравлений при горении полимеров (образуется при термическом разложении нейлона и полиуретанов), при упот­реблении в пищу ядер абрикосовых косточек: в них цианид находится в связанном состоянии в виде амигдалина, смер­тельная доза составляет 1 г. Это количество амигдалина со­держится в 100 г абрикосовых ядер. Еще менее ядовит «бе­лый мышьяк» (Аз2О3), для которого ЬБ50 =15,1 мг/кг.

Если сравнить токсичность различных соединений (в еди­ницах моль/кг) от их молекулярной массы, то окажется, что существует прямолинейная зависимость: чем больше масса мо­лекулы, тем токсичнее соединение. Однако из этого не следу­ет, что можно отравиться полиэтиленом.