Все есть яд С парадоксальной мысли о том, что наука о ядах есть, а их самих как бы и не существует, как правило, начинаются вводные статьи учебников по токсикологии, причем как отечественные, так и зарубежные. Понять, как такое возможно, будет проще, если заглянуть в историю. Живший почти пять веков назад великий Парацельс (1493–1541) – человек эпохи Возрождения, дерзнувший постичь сокровенные тайны человеческой природы, не оставил без внимания тему ядов. Глубоко исследовав вопрос, он сформулировал вывод: «Sola dosis facit venenum», что дословно переводится с латыни как «Только доза делает яд». В более развернутом виде его мысль звучит так: «Все вещи – яд, и ничто не лишено яда; только доза делает вещь неядовитой». Нельзя сказать, что с тех пор в токсикологии ничего не изменилось, но с определением мы продвинулись очень незначительно. Судите сами. Мало – это значит чуть-чуть В начале XIX века определяющей признавалась способность ядов отравлять малым количеством. В 1814 году основоположник токсикологии испанский врач Матье Орфила (фр. Mathieu Joseph Orfila) писал: «Яд – вещество, которое в малом количестве, будучи приведенным в соприкосновение с живым организмом, разрушает здоровье или уничтожает жизнь». В каком-таком «малом количестве», при этом не уточнялось. В 1878 году Евгений Венцеславович Пеликан, профессор Императорской медико-хирургической академии, исключил сомнительное описание дозы из своего определения: «Ядом называется всякое химическое вещество, способное причинить смерть или серьезный вред здоровью своим действием на ткани или соки тела». Спустя 100 лет, в 1978 году Николай Васильевич Саватеев, советский и российский ученый-токсиколог, пришел к еще более существенному обобщению, определив яд «как меру (единство количества и качества) действия химического вещества, в результате которого при определенных условиях возникает отравление». Они повсюду В сухом остатке выходит, что при тех или иных условиях любое вещество может стать ядом. Сегодня в мире известно около 10 млн химических соединений. Из них в быту, медицине, промышленности и сельском хозяйстве широко используется более 60 тысяч. Количество этих веществ ежегодно увеличивается еще на 1000 наименований. Есть основания предполагать, что в определенных условиях каждое из них может нанести серьезный вред здоровью, хотя бы потому, что даже вода и кислород способны нас отравлять. 35-летняя американка Эшли Миллер смертельно отравилась… водой. Нет, она не плавала в Сене во время Олимпийских игр. Она почувствовала себя обезвоженной после катания на лодке в жаркий день. По словам ее брата, она выпила около двух литров чистой питьевой воды из бутылки менее чем за 30 минут, а затем потеряла сознание и вскоре умерла. Вердикт врачей – смерть от интоксикации водой, а точнее – вследствие целого набора реакций организма, которые возникли из-за резкого падения уровня калия в сыворотке крови. Кислород – тоже яд, если в избытке. Окисление химических веществ в нашем организме – четко отлаженная система. На вдохе кислород в смеси с другими атмосферными газами поступает в легкие. Кислород прикрепляется к эритроцитам и разносится по организму. В ходе окислительных реакций в клетках образуется углекислый газ, который кровью переносится в легкие и выводится из организма. Избыток кислорода затрудняет вывод углекислого газа. Из-за непривычного режима происходят сбои по всей цепочке: нарушается вентиляция легких, появляются отеки и кровоизлияния во внутренних органах, судороги и потеря сознания. В сложных случаях происходит остановка сердца и смерть. Не дозой единой Случаи с водой и кислородом весьма красочно иллюстрируют актуальность максимы Парацельса о важности дозы. Современные токсикологи, тем не менее, заявляют о том, что выделение дозы как единственного фактора, влияющего на способность вещества наносить вред, не корректно. Живой организм – это сложная биологическая система, а не просто получатель некоторого количества вещества с вытекающими отсюда эффектами. На результат влияют индивидуальные факторы: возраст, генетический состав, суточные ритмы, образ жизни, состояние здоровья в данный момент и чувствительность к тем или иным препаратам. Кроме того, токсичность конкретного вещества зависит от способа и продолжительности воздействия на организм. Пути яда исповедимы Скорость, с которой яд начинает отравлять организм, во многом зависит от того, как именно он оказался внутри. Случайно или нет, но яды нашли те же пути проникновения, что и лекарства. Этих способов, при незначительном обобщении, получается всего четыре. Проглатывание, когда яд всасывается в желудочно-кишечном тракте, как пища или жидкость. Вдыхание, когда яд в виде газа или мельчайшей пыли попадает в легкие и через альвеолы проникает в кровоток. Через кожу, когда яд, чтобы попасть в кровоток, сначала преодолевает поры кожи и оказывается в подкожных тканях. Инъекции: внутривенно и внутримышечно, в первом случае – прямо в кровь, во втором – сначала в мышечные ткани. При попадании в организм яды вызывают нарушение его функций, как правило, посредством химических реакций или действий на молекулярном уровне. По скорости воздействия на организм лидирует внутривенная инъекция, за ней следует вдыхание, инъекция в живот, внутримышечная инъекция, проглатывание, а замыкает рейтинг всасывание через кожу. Есть среди ядов и такие, что действуют очень быстро, независимо от способа их введения, например, знаменитые цианиды. Впрочем, к ядам относят и тяжелые металлы – свинец (Pb) или стронций (Sr), способные годами накапливаться в определенных тканях. Они используют естественный механизм построения костей и, подобно кальцию, внедряются в их структуру. Вопрос по ядам – см. «токсичность» Медики сумели принять ситуацию со сложностью определения ядов и договорились больше не спорить на эту тему. Ядами они называют вредные вещества, вызывающие отравление или смерть при попадании в организм все в том же малом количестве. Всем, кому критерий «малого количества» кажется слишком размытым, предложено разобраться с понятием «токсичность». Токсичность – свойство химического соединения вызывать повреждение или гибель живого организма при воздействии на него. Чем меньше вещества нужно для повреждения биосистемы, тем оно токсичнее. Яды, токсины и токсиканты Классификаций у ядов множество – практическая, клиническая, судебно-медицинская. Специалисты сортируют токсичные вещества так, чтобы им было удобно решать свои задачи: врачам – спасать жизни, судебным медикам – раскрывать преступления, государству – контролировать использование, хранение, транспортировку. Самая простая классификация ядов – по происхождению. Если яд биогенного происхождения, то есть вырабатывается живыми организмами – бактериями, грибами, растениями или животными, его называют токсином. Фото: Ева Корчагина О классификации ядов для любителей словесности: «природный токсин» – тавтология. Яд не биогенного происхождения называют токсикантом. К этой группе относятся тяжелые металлы, соединения мышьяка, фтора, брома, фосфора, ртути, хлора, оксиды серы и азота, углеводороды и их хлор- и фторопроизводные, альдегиды, спирты и многие другие. В некоторых источниках понятие «токсикант» используют и в более широком понимании, включая в него яды вообще. Образец брома. Фото: Alchemist-hp, ru.wikipedia.org Токсины против нервов, клеток и крови Способ, которым каждый токсин взаимодействует с организмом, биохимически уникален, но условно токсины можно разделить на три большие группы. Речь идет о том, какую систему организма яд выбирает в качестве своей мишени. Нейротоксины «отключают» нервную систему жертвы. Под воздействием яда нервные клетки перестают передавать нервные сигналы, контролирующие весь организм. Без них отказывают органы – сердце перестает биться, а легкие – вдыхать и выдыхать воздух. Результатом разрушенных нервных клеток становится паралич, судороги, смерть. К нейротоксинам относится множество веществ, о ядовитости которых мы часто забываем в повседневной жизни, – этиловый спирт, никотин, глутамат натрия, ботулотоксин, используемый для инъекций ботокса и вызывающий ботулизм. Хотя и многие знаменитые яды тоже в группе нейротоксинов, например, тетродотоксин – яд рыбы фугу или альфа-латротоксин – яд черной вдовы. Цитотоксины ударяют по клеткам тканей – замедляют действие ферментов, мешают клеточному метаболизму, модифицируют ДНК клеток, блокируют их деление. А в конечном итоге – убивают. К этой группе принадлежат яды многих змей, например, кобры и гадюки. В месте укуса яд вызывает боль, отек, кровотечение и образование волдырей с последующим некрозом (гниением) кожи, но это еще не все. Распространяясь по всему телу, яд провоцирует внутренние кровотечения и повреждения органов. Гемотоксины нацелены на кровь, они разрушают эритроциты – красные кровяные клетки, отвечающие за обеспечение тканей кислородом. Ядом этой группы поражают своих жертв гремучие змеи и медянки. Его же выделяют бактерии – стафилококки и стрептококки. Противоядия Для адептов максимы Парацельса о том, что все есть яд, есть хорошая новость: все может стать и антидотом —противоядием. Например, при отравлении метиловым спиртом нужно выпить… этиловый спирт. Самый древний из дошедших до нас рецептов антидотов был создан придворным врачом понтийского царя Митридата VI Эвпатора (II–I век до н. э.). Смесь состояла из 54 компонентов, среди которых были опий, разные растения и змеи, растертые в порошок. Царь, параноидально боявшийся отравления, принимал ее многие годы, начав с нескольких крупинок, постепенно повышая дозу. Результат – выработка толерантности ко многим ядам. Тара для митридата. wellcomecollection.org Знаменитый антидот Митридата выигрывает по древности, но уступает по количеству ингредиентов. Здесь лидерство у средневекового антидота Маттиомуса (XVII век). Его описание содержит около 250 компонентов. Термин «антидот» впервые встречается у римского врача Клавдия Галена, последователя Гиппократа. В своем сочинении, посвященном противоядиям, он разделил токсичные вещества на охлаждающие, согревающие и вызывающие гниение. Для лечения он предлагал «использовать противоположное противоположным». Сегодня этот принцип Галена в целом сохраняется: в качестве противоядия выбирается вещество, способное оказать противодействие яду, нейтрализовать его. Самые простые антидоты, соединяясь с ядами, дают нерастворимую форму, что уменьшает всасывание яда в кровь из желудочно-кишечного тракта. Более сложные – нейтрализуют яд на более глубоком уровне. Антидот яда бледной поганки – краситель иноцианин зеленый (его действие открыли в прошлом году, до этого противоядия не существовало). Для соединений тяжелых металлов, мышьяка, ртути, свинца и меди используют препарат унитиол, который образует с ядами нетоксичные водорастворимые соединения. Синильную кислоту и цианиды нейтрализуют амилнитритом – он временно связывает ионы яда, образуя нетоксичные соединения. Новым шагом в противодействии ядам стало создание в 1960-х годах синтетического антидота атропина, который не реагировал с ядом, а устранял последствия его воздействия на организм. Атропин прекрасно показал себя как противоядие при поражении химическим оружием на основе фосфорорганических веществ (ФОВ). Немного надежды Рассказ о ядах завершить невозможно. Сколько невероятных фактов, увлекательных историй, научных открытий впереди, стоит только затронуть эту тему. Единственное, что может испортить удовольствие от литературного погружения в мир ядов, – рефрен Memento mori. Утешением может стать светлая мысль об опасном и чрезвычайно ядовитом пестром скорпионе. Противоядия от его укуса не существует, жертве грозит смерть от анафилактического шока или отека легких, но… недавно выяснилось, что один из компонентов его яда впечатляюще проявил себя в борьбе со злокачественными опухолями головного мозга, и на его основе ученые создали прототип персонализированного лекарства против аутоиммунных заболеваний и рака. Видите, история про яд вполне может иметь позитивный финал.