На молекулярном уровне яды — это химические вещества, обычно выполняющие определённые функции. Они встречаются как в природе, так и синтезируются человеком, и играют важную роль в нашей жизни, будучи одновременно и угрозой, и спасением.
В сентябре 2023 года Натан Килах в перчатках объяснил, почему химические вещества в токсинах могут вредить или лечить.
Яды повсюду
Яды окружают нас повсюду, как и люди с мотивами использовать их в своих враждебных и жестоких намерениях. В моей профессиональной жизни химика я работал со многими из них, включая хорошо известные вещества, такие как цианид, угарный газ и ртуть; боевые газы, такие как хлор и мышьяковистые соединения; и токсичные алкалоиды, такие как стрихнин и никотин.
Многие из этих химических веществ реактивны, что делает их полезными инструментами для производства новых молекул. Другие обладают особыми свойствами, которые помогают в выделении других желаемых молекул. Работа с этими химическими веществами требует подготовки, хорошей лабораторной инженерии, творческого управления рисками (нервы!) и подлинного смирения и уважения к опасностям, которые вас окружают.
Что такое яд?
На биохимическом уровне яд — это разрушитель. Яд может нарушить упаковку ваших клеток, заставив их протекать и терять функцию, или нарушить поток информации в вашей нервной системе, оставив обычно быстро работающие нейроны постоянно включёнными или выключенными.
Общий фактор заключается в том, что выше определённой концентрации любое химическое вещество может быть смертельным. Даже молекула, считающаяся безобидной, такая как вода, может стать убийцей. В 2007 году участница радиоигры-шоу умерла после употребления большого количества воды в попытке выиграть приз. Массивное количество воды в её организме нарушило распределение электролитов в крови, заставив клетки набухать в ответ на изменение концентрации соли, что в конечном итоге привело к потере клеточной функции и смерти.
Флора и фауна
Большинство хорошо известных ядов происходит из природы. Ваш обычный сад — это рай для отравителя, с лилиями, морозниками, бобами, грибами и многим другим, что может привести к смерти.
Многие растения развили ядовитые защитные механизмы, чтобы избежать поедания. Это часто происходит в листьях, но часто концентрируется в плодах и семенах, чтобы обеспечить выживание последующих поколений.
Семена дерева стрихнина (Strychnos nux-vomica) особенно известны своим ядовитым потенциалом. Подробные описания отравления стрихнином поистине ужасны. При проглатывании стрихнин связывается с мозгом и нервной системой, удерживая передаваемые нейронами сообщения включёнными, одновременно усиливая сенсорные системы тела. Это повышает чувствительность организма к стимуляции, и реакцией на стимуляцию становятся мышечные судороги.
Крысиные яды
Вы больше не найдёте мышьяк, таллий или стрихнин в качестве крысиных ядов в местных магазинах товаров для дома и сада. Предпочтительнее выбирать «яды первого поколения», такие как варфарин, куматетралил или соль, поскольку они безопаснее для хищных птиц, которые часто едят больных крыс.
Яды также очень эффективно используются в животном мире, причём лягушки, змеи, осьминоги и многие другие способны вызывать смерть.
Отравления в истории
Отравления не всегда сопровождаются мотивом. Возьмём, к примеру, массовое отравление французских жителей зёрнами, заражёнными спорыньёй Claviceops purpurea. Этот гриб спорыньи производит алкалоиды, которые могут вызывать галлюцинации.
Отравления спорыньёй могут быть широко распространены, как это произошло во французской деревне Пон-Сент-Эспри в 1951 году, когда сотни людей были отравлены спорыньёй через местную пекарню.
Элементарные яды
Существуют и другие яды из природы, для получения которых требуются более глубокие знания химии: те, что получены из минералов. Мышьяк известен как яд на протяжении веков и убивает, повреждая клетки и нарушая клеточное дыхание.
Яды в традиционной медицине
Ряд ядов из природы имеет долгую историю использования в традиционной медицине. В этих случаях поддержание низкой дозы яда может иметь терапевтический, а не смертельный эффект.
Например, атропин из растения белладонна использовался как противоядие при отравлении фосфорорганическими соединениями и нервными газами, а также для расширения зрачков при осмотре глаз.
Случайные отравления
Непреднамеренные отравления на удивление распространены. В конце 2022 года более 200 человек в Австралии заболели после употребления заражённых листьев шпината, выращенных на садоводческой ферме в Виктории.
Высокопотенциальный токсин ботулизма, продуцируемый бактерией Clostridium botulinum, вызывает паралич и повреждение нервной системы. Примечательно, что это свойство было использовано для ряда косметических процедур.
Лекарства также являются сильными ядами при приёме в неправильной дозе. Даже обычный парацетамол может быть смертельным. Это распространённое лекарство вызывает тяжёлое поражение печени при приёме в избытке, что, к сожалению, приводит к примерно 50 смертям в год в Австралии.
Яды кажутся грозными и загадочными. Независимо от того, используются ли они как трусливое оружие, как биологическая защита, как сюжетное устройство для писателя детективов или как безопасная фармакологическая доза, они требуют нашего уважения. Раскрытие их природы бесконечно заманчиво — ведь истинное противоядие часто не является секретным зельем, а химией, которая лежит внутри.