Kitabı oxu: «Яды: вокруг и внутри. Путеводитель по самым опасным веществам на планете», səhifə 2

Основные термины и понятия

Яды – это вещества, которые даже в небольших дозах при попадании в организм могут вызвать тяжёлое состояние или смерть. Яды могут производиться растениями, грибами, животными, микроорганизмами, изначально существовать в природе или синтезироваться человеком. То есть к ядам относят вещества как живой, так и неживой природы.

Токсинами называют яды, выделяемые именно живыми организмами. Например, токсин столбнячной палочки или токсины королевской кобры. В классическом определении токсинами называли вещества только белковой природы, но на данный момент корректна и более широкая интерпретация.

Существует целый раздел медицины, который изучает ядовитые вещества, их воздействия на живые организмы и методы лечения отравлений. Этот раздел называется токсикологией.

Яды и токсины – это биологически активные вещества. Они могут обладать селективностью и действовать направленно (как нервно-паралитические яды) или отравлять организм в целом (яды общетоксического действия).

Ядов существует великое множество. Классифицировать их можно по различным параметрам.

По происхождению яды делятся на:

• бактериальные;

• 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. А водорастворимые быстрее распостраняются в водной среде организма, например в крови и межклеточной жидкости.

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 (острая интоксикация). Симптомы его очень тяжёлые, возможен быстрый летальный исход. Примерами острых отравлений могут быть укусы ядовитых змей, вдыхание большого количества угарного газа при пожаре.

Хроническое отравление (хроническая интоксикация) возникает при длительном, растянутом во времени попадании небольших, но уже небезопасных количеств ядовитых веществ. В дополнении к регулярному попаданию в огранизм, некоторые отравления возникают из-за накопления вредного вещества в тканях. Пример хронического отравления – меркуриализм – отравление солями ртути у людей, которые регулярно с ней работают. Или регулярный прием алкоголя. 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 ЛД₅₀ (LD₅₀) – полулетальную дозу⁴, 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 ЛД₅₀ наблюдают за подопытными животными не трое, а четырнадцать суток. ЛД₅₀ выражается в миллиграмм/грамм вещества на кг массы тела животного. Но величина ЛД₅₀ 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 некоторых 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. При этом также существуют вещества не нуждающиеся в рецепторах для того чтобы нанести смертельный урон жертве. Примером того, может служить отравление угарным газом.

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

 
«Цветы и ядоцветы»
Цветы не думают о людях,
Но люди грезят о цветах…
Цветы не видят в человеке
Того, что видит он в цветке…
Цветы людей не убивают —
Цветы садов, цветы полей…
А люди их срывают часто!
А люди часто губят их!
Порою люди их лелеют,
Но не для них, а для себя…
В цветах находят «развлеченье»,
Души не видят у цветов…
Нет тяжелее и позорней,
Судьбы доступнаго цветка!
Но есть цветы с иным уделом:
Есть ядовитые цветы!..
Их счастье в том, что их расцвета
Не потревожит человек…
 

Игорь Северянин, 1911 г

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. Ядами могут быть и первая, и вторая группа веществ.

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 (фитотоксины). 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 производится растениями.

Гликозиды

Ландыш, горицвет, наперстянка, ревень, корица и борщевик содержат в себе гликозиды – соединения, состоящие из углевода (сахара) и какой-нибудь несахарной части. Некоторые гликозиды используются как лекарственные препараты. Например, гликозиды ландыша и наперстянки в терапевтических дозах применяются для лечения болезней сердца, поэтому их называют «сердечные гликозиды».⁵

Гликоалкалоиды

Картофель, например, содержит гликоалкалоид – соланин. О его образовании говорит «зеленение» клубней картофеля. В больших количествах соланин может вызвать серьёзное отравление, поэтому есть зелёный картофель не стоит. Гликоалкалоиды токсичны для человека. С химической точки зрения гликоалкалоиды одновременно напоминают и алкалоиды, и гликозиды. Они состоят из несахаристой и сахаристой части. Несахаристая часть (агликон) содержит атом азота.

Органические кислоты

Наиболее известные органические кислоты – винная, щавелевая, яблочная, лимонная, валерьяновая, салициловая. Их названия чаще всего отражают, из чего они впервые были получены.

Кумарины

Эти вещества необходимы растениям для ускорения прорастания семян и защиты от заболеваний. Человек тоже научился использовать эти вещества в своих целях, производя спазмолитические, противоопухолевые и антикоагуляционные препараты, то есть препараты, снижающие свертываемость крови. Но стоит только превысить безопасную дозу, как кумарины вызывают кровотечения или поражают нервную систему. Сам кумарин, от которого пошло название этого класса, применяется в табачных изделиях в качестве ароматизатора.

Помимо уже перечисленного, к биологически активным веществам растений относятся иридоиды, антраценпроизводные, флавоноиды, смолы, дубильные вещества. Часть из них вносят свой вклад в токсическое действие растений. А некоторые растения способны вырабатывать даже токсичные белки, примером тому может быть клещевина, выделяющая белок рицин.

Ядовитых растений существует очень много. Рассмотрим же самые опасные, интересные и часто встречающиеся из них.

Борщевик

Появление в России борщевика и его распространение – результат неудачного советского эксперимента, с последствиями которого мы будем бороться ещё не одно десятилетие.

В конце 1940-х годов возникла проблема: нужен был питательный, дешёвый и простой в выращивании корм для скота. И тогда обратили внимание на борщевик, а конкретнее – борщевик Сосновского. Именно его завезли в среднюю полосу. Большой (до 3–4 м высотой), разрастающийся как сорняк и сочный, он был отличным кандидатом, пока его не испытали на практике. Оказалось, что животные неохотно едят борщевик, а молоко коров получается горькое, и его неприятно пить. В итоге идею забросили и посадки борщевика тоже. Но растению оказалось вполне комфортно расти в средней полосе, и его становилось всё больше и больше. Борщевик рос с бешеной скоростью, проникая в экосистемы, не приспособленные под него. Лишь в 2010-х его признали вредной культурой, а в 2018 году был даже введён штраф за нескашивание борщевика на дачных участках.

Основная опасность борщевика – это его сок. В нем содержатся вещества, понижающие устойчивость клеток к воздействию света, – фотосенсибилизаторы. В борщевике в качестве фотосенсибилизаторов выступает группа веществ фуранокумаринов. Вещества из этой же группы вырабатывают и цитрусовые, например грейпфрут.

Фуранокумарины неактивны при первоначальном попадании на кожу, но под воздействием ультрафиолета переходят в свои активные формы, вызывающие серьёзные повреждения клеток. При этом человек может ничего не чувствовать в течение нескольких часов. Но позже начинают проявляться болезненные ожоги с образованием волдырей, а затем – долго не заживающих язв. Если сок борщевика попадает в глаза, возникают сильные ожоги роговицы и даже слепота.

Чаще всего страдают дети, которые срывают стебли борщевика, делают из них подзорные трубы, свистелки или едят его, приняв по ошибке за что-то съедобное. Но в интернете можно увидеть фотографии и взрослых людей, обнимающих или срывающих голыми руками борщевик. Это наглядный пример того, как делать не нужно, если вы хотите сохранить своё здоровье.

ФОРМУЛЫ

ТОКСИЧНЫЕ ВЕЩЕСТВА: псорален, бергаптен и метоксален (соответственно) – представители группы фуранокумаринов.

АРЕАЛ: Центральный и Восточный Кавказ, Ближний Восток, Восточная и Северная Европа, центральные регионы России.