Яды: вокруг и внутри. Путеводитель по самым опасным веществам на планете

• растительные и токсины грибов;

• животные;

• неживой природы;

• синтетические.

По характеру воздействия на организм:

• общетоксические;

• раздражающие;

• сенсибилизирующие;

• канцерогенные;

• мутагенные;

• влияющие на репродуктивную функцию.

По степени токсичности:

• малотоксичные;

• умеренно токсичные;

• высокотоксичные;

• чрезвычайно токсичные.

Активность и токсичность веществ зависят от их агрегатного состояния, размера частиц и от того, в чём они растворяются. Так, газы при вдыхании действуют намного быстрее, чем жидкости, попавшие в организм вместе с пищей через желудочно-кишечный тракт. Для твёрдых веществ существенную роль играет размер частиц: чем они меньше, тем больше удельная площадь поверхности, а значит, быстрее протекают химические реакции. Жирорастворимые вещества способны проникать в организм через кожу и легко попадать в клетки через мембраны. В то же время токсическое действие водорастворимых соединений зависит от степени их диссоциации (способности распадаться на ионы).

Некоторые вещества могут быть крайне токсичны при попадании напрямую в кровь, но совершенно безопасны, если попадут в желудок. Поэтому есть смысл разделять не только сами вещества, но и пути, по которым они попадают в живые организмы:

• пероральный – поступление ядов через рот. Это наиболее популярный путь для веществ, вызывающих пищевые и бытовые отравления;

• ингаляционные – вещества в газообразном или аэрозольном состоянии попадают в организм при вдыхании;

• через кожу и слизистые – некоторые жирорастворимые вещества проникают через кожу. Кроме того, трещины и ожоги создают дополнительные возможности для попадания ядов в организм;

• парентеральный путь – в результате инъекций;

• плацентарный – от матери к ребенку через плаценту.

И это лишь некоторые из классификаций, в научном мире их существует очень и очень много.

Когда яд попадает внутрь живого существа, происходит отравление. Отравление – это расстройство жизнедеятельности организма, произошедшее из-за попадания яда. Отравление может проявляется по-разному в зависимости от вещества, которое его вызвало, дозы и обстоятельств того, как яд попал в организм.

Если это единичный эпизод, а доза яда весьма высока, то это острое отравление. Симптомы его очень тяжёлые, возможен быстрый летальный исход. Примерами острых отравлений могут быть укусы ядовитых змей, вдыхание большого количества угарного газа при пожаре и подобные ситуации.

Хроническое отравление возникает при длительном попадании небольших, но уже небезопасных количеств ядовитых веществ. Такие отравления возникают из-за накопления вредного вещества в тканях. Пример хронического отравления – меркуриализм – отравление солями ртути у людей, которые регулярно с ней работают. Хронические отравления тоже могут вызвать смерть, но делают они это очень медленно и порой малозаметно.

Степень воздействия вещества на организм определяется количеством этого вещества. Выделяют несколько видов доз:

• терапевтическая (лечебная) – доза вещества, которая даёт определённый лечебный эффект. Таким эффектом обладают не все, но многие токсины;

• токсическая – доза вещества, которая вызывает патологические изменения в организме, не приводящие к летальному исходу;

• смертельная – доза вещества, которая вызывает неотвратимую гибель организма.

Для медицины, которая использует терапевтические дозы веществ, важно понимать, какое их количество не нанесёт вреда пациенту. Для сравнения токсичности используют величину ЛД

(LD

) – полулетальную дозу[4 - В книге вы можете встретить словосочетание «смертельная» или «летальная доза». Под этим я подразумеваю то самое значение LD

и осознанно иду на упрощение формулировок.], при этом она определяется для всех действующих веществ, используемых в фармакологии. Это средняя доза вещества, после поступления которой в организм в течение трёх суток наступает гибель 50 % подопытных животных. Иногда для определения ЛД

наблюдают за подопытными животными не трое, а четырнадцать суток. ЛД

выражается в мг/г вещества на кг массы тела животного. Но величина ЛД

одного и того же вещества разнится в зависимости от вида животного и способа введения вещества. Поэтому кроме значения полулетальной дозы указывается ещё и путь поступления вещества. Разные полулетальные дозы, например, для мышей и кроликов свидетельствуют о разной видовой чувствительности к ядам в связи с различной скоростью метаболизма и выведения токсинов из организма.

Токсикологическое действие ядовитых веществ зависит от наличия в биоорганических структурах рецепторов – молекул, способных взаимодействовать с ядовитыми веществами, поступившими в организм. Если таких молекул нет, то вещество не сможет навредить. Поэтому некоторые животные едят ядовитые растения или питаются другими ядовитыми животными – у них нет рецепторов к этим ядам, или их структура изменена.

Это основные понятия, которые пригодятся нам в процессе чтения книги. Видов ядов и их классификаций, методов воздействия и его различия в зависимости от дозировки существует очень много. И во всём этом мы сейчас разберёмся.

Ядовитые растения

Наступил седьмой день неядения, отшельник едва дышал, как приходит к нему птица, называемая казуар. Когда птица приблизилась, отшельник кинул ей связочку трав, собранных им прежде, но к которой он не смел прикоснуться. Птица, отбрасывая в сторону ядовитые травы, выбрала для своей трапезы безвредные. Таким образом святой муж, наставленный, что он может вкушать и что должен отвергать, избег и опасности голодной смерти, и отравления ядовитыми травами.

    Епископ Игнатий (Брянчанинов), «Отечник», 1768

Царство растений насчитывает около 300 тысяч видов, они окружают нас повсюду. В процессе своей жизнедеятельности растения синтезируют не только кислород, но и комплексы природных соединений – первичных и вторичных метаболитов. Первые – это белки, жиры/жироподобные вещества и углеводы. Ко второй группе относятся биологически активные вещества: алкалоиды, гликозиды, флавоноиды, танины, эфирные масла, органические кислоты и ряд других природных соединений.

Зачем растениям яды? В отличие от животных, растения неподвижны. Поэтому они вынуждены были в ходе эволюции сформировать собственные механизмы защиты. У кого-то это колючки, шипы, восковая кутикула, а у кого-то – токсины. Подавляющее большинство ядовитых растений использует фитотоксины, чтобы защититься от животных-фитофагов, то есть травоядных.

Ядовитые растения делятся на безусловно и условно ядовитые. Последние становятся токсичными под воздействием ряда внешних факторов: условий и места произрастания, погоды, рельефа, действия грибков или микроорганизмов.

Самые значимые и интересные с точки зрения токсикологии группы биологически активных и ядовитых веществ.

Алкалоиды

Морфин, кокаин, никотин, кофеин и т. д. Этот набор чрезвычайно популярных веществ – как раз представители группы алкалоидов. Первым выделенным веществом из этой группы был морфин, полученный из опия. Из-за снотворного эффекта вещество назвали в честь древнегреческого бога сновидений – Морфея.

Мы встречаемся с алкалоидами регулярно: теобромин в шоколаде, капсаицин в перце, папаверин и кодеин в лекарственных средствах, морфин до сих пор используют в медицине при выраженных болевых синдромах. С химической точки зрения алкалоиды – это азотсодержащие гетероциклические соединения, проявляющие слабые щелочные свойства. Большинство алкалоидов производятся растениями.