Яды растительного происхождения

Рицин

 

Рицин является ядовитым веществом. Его выделяют из семян клещевины, из которых также касторовое масло. Рицин может изготовляться в виде жидкости, порошка, или кристаллов. Вероятность случайного отравления рицином чрезвычайно мала. Отравление происходит лишь в случае преднамеренного использования рицина в качестве оружия. Рицин может использоваться с целью отравления людей, посредством добавления его в пищу или воду. Если жидкий или порошкообразный рицин распылен в воздухе, люди могут отравиться при его вдыхании. При смешивании рицина с растворителем, яд может впитываться через кожу, хотя, скорее всего, это наименее вероятный способ отравления рицином. Рицин может использоваться для отравления отдельного человека посредством инъекции.

Отравление рицином может привести к летальному исходу, но яд не всегда смертелен. Симптомы зависят от количества рицина и от способа его попадания в организм человека. Наличие рицина в пище или воде может вызвать симптомы очень тяжелого «пищевого отравления», в том числе, рвоту и кровавый понос. Он также поражает печень и почки. Если доза достаточно велика, смерть может наступить в течение трех дней.

Наличие одного миллиграмма рицина в пище или воде может оказаться смертельным для взрослого человека. Спустя три часа после вдыхания рицина начинается кашель, за которым следуют тошнота, понос и боли, продолжающиеся в течение 18 –24-х часов. Если доза достаточно велика, то в течение 36 – 72 часов в результате повреждения сердца и кровеносных сосудов и присутствия жидкости в легких наступает смерть.

Инъекция рицина мгновенно поражает мышцы в месте укола. В результате поражения жизненно важных органов тела быстро наступает смерть.

Попадание рицина в организм через кожу является наименее вероятным способом отравления и наименее вероятной причиной смерти. Для такого применения рицин должен находиться в смеси с растворителем.

Симптомы будут зависеть от использованного растворителя и продолжительности его контакта с кожей.

В настоящее время противоядия от рицина не существует, но симптомы отравления поддаются лечению. Лечение зависит от способа отравления. Оно может включать в себя стабилизацию дыхания, а также внутривенное введение жидкостей и лекарств. Если смерть не наступила в течение пяти дней, то вероятность выздоровления достаточно велика.

 

Стрихнин

 

Главный алкалоид семян чилибухи (Strychnos nux-vomica), семейства логаниевых (Loganiaceae), произрастающей в тропических районах Азии и Африки. Семя чилибухи —рвотный орех (лат. semen Strychni; Nux vomica) содержит наряду со стрихнином другие алкалоиды (бруцин и др.). Количество стрихнина и бруцина составляет не менее 2,5 %. Нитрат стрихнина представляет собой бесцветные блестящие игольчатые кристаллы или белый кристаллический порошок. Имеет чрезвычайно горький вкус. Трудно растворим в воде (1:90 в холодной) и спирте, легко растворим в кипящей воде (1:5), нерастворим в эфире. Водные растворы имеют нейтральную или слабокислую реакцию. Растворы стерилизуют при +100 °C в течение 30 мин; 0,1 % раствор в ампулах подкислен 0,1 н. раствором хлористоводородной кислоты и имеет рН 3,0—3,7. Стрихнин и другие препараты чилибухи возбуждают ЦНС и в первую очередь повышают рефлекторную возбудимость. Под влиянием стрихнина рефлекторные реакции становятся более генерализованными, при больших дозах стрихнина различные раздражители вызывают появление сильных болезненных тетанических судорог. В терапевтических дозах стрихнин оказывает стимулирующее действие на органы чувств (обостряет зрение, вкус, слух, тактильное чувство), возбуждает сосудодвигательный и дыхательный центры, тонизирует скелетную мускулатуру, а также мышцу сердца, стимулирует процессы обмена, повышает чувствительность сетчатки глаза. Действие стрихнина связано с облегчением проведения возбуждения в межнейронныхсинапсах спинного мозга. Он действует преимущественно в области вставочных нейронов. По современным представлениям стрихнин блокирует действие аминокислотных нейромедиаторов, главным образом глицина, играющих роль тормозящих факторов в передаче возбуждения в постсинаптических нервных окончаниях в спинном мозге. Блокируя торможение, стрихнин оказывает таким образом «возбуждающий» эффект. Применяют стрихнин как тонизирующее средство при общем понижении процессов обмена, быстрой утомляемости, гипотонической болезни, ослаблении сердечной деятельности на почве интоксикаций и инфекций, при некоторых функциональных нарушениях зрительного аппарата (амблиопия, амавроз и др.); при парезах и параличах (в частности, дифтерийного происхождения у детей), при атонии желудка и т. п. Ранее им широко пользовались для лечения острых отравлений барбитуратами; теперь для этой цели в основном применяется бемегрид.

 

Тубокурарин

 

Опаснейший в мире старинный южно-американский стрельный яд, приготовляемый, главным образом, из коры растения Strychnos toxifera.

Индейцы Гвианы и реки Амазонка смазывают им концы стрел. Животное при ранении стрелой с кураре теряет подвижность и погибает от остановки дыхания. Алкалоиды, входящие в кураре, биологически не активны при попадании в организм через желудочно-кишечный тракт. Таким образом, мясо животных, отравленных ядом кураре, пригодно для использования в пищу. Яд парализует окончания двигательных нервов всех поперечно-полосатых мышц, а следовательно и мышц, заведующих дыханием, и смерть наступает от удушья при почти ненарушенном сознании. При весьма малых дозах, возможно возвратить к жизни поддержанием искусственного дыхания (яд выделяется почками). Для отравления достаточно царапины в коже. Применяется в физиологической практике и для обездвиживания экспериментальных животных. (Яд вызывает паралич центральной нервной системы, спазмы мышц и сосудов), приводя тем самым к мучительной, но быстрой смерти (5-10 минут).

 

Белковые яды

Ботулинический токсин

 

Белок с молекулярной массой 150000. Продуцируется палочкой Clostridium botulinum. Кристаллический нейротоксин типа А, выделенный в виде бесцветных игл, представляет собой двудоменную глобулу, в состав которой включены 1296 аминокислотных остатков. Домены А (с молекулярной массой 51000) и В (с молекулярной массой 99000) являющиеся линейными полипептидами, связаны друг с другом одним дисульфидным мостиком.

Поражающее действие токсина связано с нарушением нервно-мышечной передачи и является результатом блокады выделения ацетилхолина из синаптических пузырьков в синапсах периферической и центральной нервной системы. Домен В при этом отвечает за транспорт ботулотоксина в организме, рецепцию на пресинаптической мембране нейрона и структурную перестройку околорецепторного участка этой мембраны с формированием на ней трансмембранного канала. Домен А, освободившийся в результате восстановления дисульфидной связи, проникает по этому каналу в цитоплазму нервной клетки и препятствует выделению медиатора. Это ведет к прерыванию межнейронной передачи нервных импульсов. Такая блокада нервно-мышечной передачи проявляется в парасимпатических эффектах.

Пищевое отравление БТА всегда связано с наличием периода скрытого действия, продолжительность которого зависит от принятой дозы и составляет от нескольких часов при поражении самим токсином, до 2-3 суток при употреблении в пищу зараженных им продуктов.

Признаки поражения появляются внезапно и начинаются с ощущения слабости, общей подавленности, тошноты, а затем и частой повторной рвоты. Через 3-4 часа после начала развития симптомов наблюдается головокружение, зрачки глаз расширяются и перестают реагировать на внешние раздражители. Зрение становится неотчетливым: пораженный видит все окружающее как бы в тумане; часто развивается двоение в глазах.

Последующие симптомы связаны с прекращением функций слюнных и потовых желез. Кожа становится сухой, ощущаются сухость во рту и жажда, сильные боли в желудке. Возникают затруднения в глотании пищи и даже воды: наступает паралич глотательной мускулатуры. Речь пораженного становится невнятной, голос очень слабым. Иногда могут наблюдатся расстройства дыхания и судороги.

Аналогичная симптоматика характерна при попадании аэрозолей ботулинических токсинов через органы дыхания и через ЖКТ, а также при введении экзотоксинов в кровяное русло. В случае летальных доз смерть наступает спустя несколько суток в результате паралича дыхательной мускулатуры и сердечной мышцы. При нескольких летальных дозах токсина симптоматика "смазана" во времени и смерть может наступить спустя двое-трое суток, а при 100-1000 летальных дозах - в течение нескольких часов. При нелетальных дозах полное выздоровление наступает нескоро: местные параличи мышц, иннервируемых лицевыми нервами и двоение в глазах длятся месяцами. Активируется протеазами, поэтому пероральная токсичность выше чем другие. Введение мышам в/б 100000 ЛД50 активированного ботулинического токсина вызывает смерть животных в течение 1 часа, от дозы 1000 ЛД50 мыши погибают в течение 2,5 часов, а от дозы 100 ЛД50 – за 3,5 часа. При пероральном введении тот же эффект достигается введением в 100 раз меньшего количества активированного нейротоксина.

ЛД50 БТА для мышей (внутрибрюшинно) = 0,000 000 425 мг/кг для кристаллического токсина. Смесь токсина с сопутствующим ему геммаглютинином (молекулярная масса комплекса 900000) характеризуется несколько меньшей токсичностью. Так, для природного ботулинического экзотоксина типа А ЛД50 = 0,000 0015 мг/кг (мыши, внутрибрюшинно).

Высокая токсичность и доступность ботулинических экзотоксинов обусловили рассмотрение их в США, Великобритании и Канаде в 60-70-х годах в качестве химагентов смертельного действия. В результате многолетних исследований к 1975 году аморфный ботулотоксин типа А был принят на вооружение армии США под шифром XR. Запасы токсина хранятся в арсенале Пайн-Блафф (штат Арканзас).

Боевое назначение БТА - уничтожение живой силы противника. Достижение этой цели предусматривается прежде всего аэрогенным заражением приземного слоя атмосферы порошкообразным XR из генератора аэрозолей или гелеобразными токсинными рецептурами из дисперсионных боевых приборов авиации. Относительная токсичность при ингаляции для человека LCt50 = 0,000 02 мг · мин/л для сухого XR и 0,0001 мг · мин/л - для его рецептур. Период скрытого действия составляет несколько часов, летальный исход может наступить в течение 1-3 суток. Аэрозоль не теряет поражающих свойств в воздухе до 12 часов. Токсин может быть использован также в средствах микстовых поражений. Подкожные токсодозы для человека (ориентировочно) ЛД50 = 0,000002-0,00004 мг/кг. Период скрытого действия и сроки летального действия короче, чем при ингаляции и составляют от нескольких десятков минут до нескольких часов. Нельзя также исключать возможность диверсионного заражения токсином питьевой воды и продуктов питания. Для человека пероральная токсодоза ЛД50 = 0,0000057 мг/кг. Таким образом, БТА - наиболее токсичное из всех известных на сегодняшний день смертоносных веществ природного и интетического происхождения.

По внешнему виду XR - мелкий порошок серого цвета без вкуса и запаха. Гигроскопичен и образует в воде, водных растворах солей и кислот (рН 2-7) стабильный лиофильные гели с концентрацией XR 1-2,5 г/л. В сухом виде устойчив на солнечном свету при температуре от -30 до +50 С и инертен к гнилостным бактериям. В темноте при низкой температуре и в бескислородной атмосфере может сохранятся в течение нескольких лет. Возможно хранение XR в виде токсических рецептур - кислых лиофильных гелей с добавкой консервантов (белков и полисахаридов). Сроки хранения рецептур в темноте при 0-4 С - до 13 лет.

Химические свойства XR аналогичны для всех токсинов. Он имеет удовлетворительную термическую устойчивость, выдерживает 90-часовое прямое солнечное облучение, относительно инертен к кислым и нейтральным водным средам. Так, в холодной непроточной воде XR сохраняется в течение недели. Гидролиз с образованием нетоксичных полипептидных фрагментов завершается при 80 С в течение 1 часа; при 100 С - за 10-15 минут. Скорость гидролиза несколько возрастает в щелочных средах. Дезактивация XR может быть достигнута водными растворами веществ окислительно-хлорирующего действия с содержанием активного хлора 100-350 мг/л: например 0,1-0,2% растворами хлораминов и гипохлоритов. Особенно легко дезактивируют XR растворы формальдегида (формалина): после обработки зараженных поверхностей 10-40% формалином токсичность снижается на 99% в течение одной минуты.

Способность XR флюоресцировать в УФ-лучах позволяет осуществлять инструментальную неспецифическую индикацию токсина. Идентификация БТА затруднена, поскольку внешние признаки применения могут отсутствовать, а специфическая индикация возможна только с применением методов иммунобиологического анализа, требующих значительного времени.

Палитоксин

 

Яд небелковой природы. Содержится в шестилучевых кораллах зоонтариях (Polithoa toxica, P. tuberculosa, P. caribacorum и др.); возможно, продуцируется вирусом находящимся в симбиозе с зоонтариями. Аборигены острова Таити и Гавайских островов издавна использовали зоонтарии для приготовления отравленного оружия. Представляет собой белое аморфное вещество; ограниченно растворим в диметилсульфоксиде, пиридине и воде, плохо — в спиртах; не растворим в ацетоне, диэтиловом эфире и CHCl₃; разлагается при ~ 300 °C; теряет активность в сильнокислых и щелочных средах.

Высокотоксичен для теплокровных:

морские свинки, крысы, обезьяны - LD₅₀ (0,8-1,1)*10^-4 мг/кг, внутривенно

кролики - LD₅₀ 0,2*10^-4 мг/кг, внутривенно

человек - LD₅₀ (0,1-0,2)*10^-4 мг/кг, внутривенно

Обладает кардиотоксическим действием. Гибель наблюдается через 5-30 минут в результате сужения коронарных сосудов и остановки дыхания. Вероятно, механизм действия обусловлен его прочным связыванием с Na,K-АТФ-азами клеток нервной ткани, сердца, эритроцитов. Образующиеся в местах связывания в цитоплазматических мембранах поры приводят к потере клетками ионов ^K+ и ^Ca2+ и их гибели. Симптомы поражения частично снимаются введением папаверина, аденозина и кортикостероидов (все вызывают накопление в клетках цикло-АМФ).

Батрахотоксин

 

Сильнейший яд небелковой природы из группы стероидных алкалоидов. Содержится в кожных железах некоторых видов лягушек-древолазов из рода листолазов (Phyllobates); сравнительно недавно вещества из группы батрахотоксинов были обнаружены у птиц Новой Гвинеи из родов Pitohui и Ifrita. Кристаллическое вещество, растворимое в полярных органических растворителях, нерастворимое в воде. Разлагается в сильнощелочных средах. LD₅₀ 0,002 мг/кг (мыши, подкожно), летальный исход через 8 минут. Из всех древолазов батрахотоксины были найдены лишь у пяти видов рода листолазов (Phyllobates), три из которых обитают в Колумбии. Наибольшее содержания яда зафиксировано у Phyllobates terribilis, в одной особи может содержаться до 500 мкг батрахотоксина, 300 мкг гомобатрахотоксина и 200 мкг батрахотксинина А.

До настоящего времени точно не установлено, каким именно способом накапливается яд в организмах древолазов. По одной из версий, он может содержаться в некоторых специфических продуктах, поглощаемых древолазами в природной среде обитания. В лабораторных условиях древолазы могут потерять ядовитые свойства. В 2004 году в Новой Гвинее был обнаружен вид жуков, которые содержат довольно много батрахотоксинов. По предположению учёных, древолазы вполне могут питаться встречающимися в Колумбии близкими родственниками этих жуков, таким образом, накапливая яд в своём организме^[4]. По другим версиям, яд может синтезироваться самими древолазами или бактериями-симбионтами. Обладает сильным кардиотоксическим действием, вызывая экстрасистолии и фибрилляцию желудочков сердца; свойственно также паралитическое действие на дыхательную мускулатуру, сердечную мышцу и мышцы конечностей. Стойко и необратимо повышает проницаемость покоящейся мембраны нервных и мышечных клеток для ионов Na⁺, вызывая изменение электрического потенциала клетки. При этом блокируется аксонный транспорт, и клетка больше не может передавать нервные импульсы. При попадании в кровь через слизистую оболочку или трещину в коже, яд вызывает аритмию (экстрасистолию), ведущую к остановке сердца, в результате которой наступает летальный исход. Эффективного антидота не найдено. Сильный антагонист — тетродотоксин. При комбинации с ядом скорпиона токсичность яда повышается в 12 раз

 

Заключение

Люди всегда боялись ядовитых растений и животных, наделяя их магическими свойствами. Однако они уже давно выяснили, что те же яды могут служить и лекарством. Уже в Древнем Египте врачи пользовали больных беленой, стрихнином, опием и коноплей. А средневековые медики добавляли в рецепты сушеных скорпионов и змей. Те смертоносные существа, яды которых оказывались для человека полезными, изучались особенно тщательно, знания о них накапливались тысячелетиями. Официально наукой токсинологию признали лишь в 1962 году.

Благодаря опыту прошлых поколений современная медицина очень быстро приспособила для себя многие известные ранее яды. Взятое в малых дозах кураре оказалось чрезвычайно важным лекарством. Входящее в это растение вещество действует как миорелаксант: вводя его больному перед операцией, можно резко снизить дозу наркоза. Многие слышали об уколе ботокса, расслабляющем мышцы лица и таким образом разглаживающем морщины. В основе этого препарата лежат продукты жизнедеятельности бактерий Clostridium botulinum — возбудителей смертельно опасного ботулизма. Эти примеры наглядно показывают важность изучения структуры и механизмов влияния ядов на живые организмы. В своем реферате я рассмотрел всего лишь наиболее «грозные» представители мира ядовитых веществ. В природе еще множество менее ядовитых, но не менее опасных ядов, которые при должном изучении смогут превратиться из нашего врага, в помощника и друга.

 

Литература

 

1. Александров В.Н., Емельянов В.И. "Отравляющие вещества" М. Воениздат 1990

2. Журнал «Вокруг Света» Ядовитая эволюция

3.  Daly, J.W. & Witkop, B. 1971. Chemistry and pharmacology of frog venoms. In Venomous animals and their venoms. Vol II. New York: Academic Press.

4.  Rózsa L, Nixdorff K 2006. Biological Weapons in Non-Soviet Warsaw Pact Countries. pp. 157—168. In: Wheelis M, Rózsa L, Dando M (eds.) 2006. Deadly Cultures: the History of Biological Weapons since 1945. Harvard University Press.

5. В. И. Емельянов. Химическая энциклопедия