Яды

Яды известны человеку с древнейших времён. Он постепенно методом проб и ошибок узнавал о них, общаясь с растительным и животным миром. Вероятно, эти «знакомства» часто заканчивались трагически. Действие ядов мистифицировалось, растения и животные, ими обладающие – обожествлялись. Позже человек научился использовать яды в лечебных целях, а также для обработки оружия, которым охотился. Яды использовались и в военных целях. Чаще всего они приводили к мучительной смерти, за что заслужили дурную славу.

Яды обычно делят на растительные и животные.

Яды животных

Яды животных – токсические вещества белковой и небелковой природы. Первые – с молекулярной массой от нескольких тысяч до нескольких сотен тысяч, олиго- и полипептиды а так же ферменты – в основном у активно ядовитых животных. Вторые очень разнообразны и могут включать разные классы органических соединений.

Яды змей

Содержат комплекс активных веществ – ферменты, полипептиды (нейро- и гемотоксины), белки со специфическими свойствами (например, факторы роста нервных клеток) а так же неорганические компоненты.

Ежегодно от укусов змей страдает 1 млн. человек, из них около 3 процентов случаев смертельные. Всреднем ядовитость ЛД100 для человека от 0,04 до 1,6 мг. / кг. При этом змея вводит за один укус от 10 до 1000 мг. В общем антидот – противозмеиная поливалентная сыворотка, но часто необходимо специальное лечение в зависимости от яда укусившей змеи.

Исход поражения любым ядом зависит не только от его токсичности, но и от количества введённого яда, а также от способа введения. Так, белковые яды кишечнополостных (книдария) в десять раз более токсичны, чем яды змей, но вводится их гораздо меньше. С другой стороны даже очень маленькое животное, вводя очень малое количество яда, может убить крупное млекопитающее.

Самый мощный биологический гемотоксин - яд диамфотоксин – выделяет личинка африканского жука листоеда, его половинная летальная доза составляет 0,000025 мг./ кг. (мыши в/в). При введении вызывает внутрисосудистый гемолиз, резкое падение тонуса мышц и паралич. Местные жители давно используют этот яд для обработки стрел. Одной стрелой можно убить животное массой 500 кг. Яды небелковой природы включают органические и неорганические вещества. Среди неорганических можно назвать серную кислоту (моллюски) ; синильную кислоту (бабочки пестрянки, многоножки) и др. Они, как правило, дополняют основной токсин (чаще белковый). Среди органических известны карбоновые кислоты, биогенные амины, сложные амины, аммонийные соли, ГАМК, гидрохиноны, хиноны, фенолы, камфороподобные вещества, сапонины, конденсированные азотсодержащие гетероциклы, фурановые соединения, ароматические бромиды, полиолы и др.

Формально яды небелковой природы делят на:

1. физиологически активные, но сравнительно низкотоксичные (дополняют основной токсин);
2. высокотоксичные вещества, которые определяют силу и направленность яда.

Наиболее активные представители: Палитоксин – продуцируется некоторыми шестилучевыми кораллами (по другим данным продуцируется вирусом-симбионтом). Аборигены острова Таити издавна используют эти кораллы для изготовления отравленного оружия. ЛД100 для человека 0,001 мг. в/в. Обладает сильнейшим кардиотоксическим действием. Смерть наступает через 5-30 минут в результате сужения коронарных сосудов и остановки дыхания.

Батрахотоксин – содержится в кожных железах некоторых жаб, ЛД50 0,002 мг. / кг. Подкожно через 8 минут. Обладает сильным кардиотоксическим действием. Антидотов нет.

Тетродотоксин – содержится в яйцах и коже некоторых жаб, калифорнийском тритоне, слюнных железах некоторых осьминогов и во многих рыбах из отряда тетродотовых ЛД50 0,008 мг. / кг. для человека. Обладает мощным нейротоксическим и гипотенезивным действием. Используется для производства обезболивающих препаратов. Токсическое действие обусловлено тем, что атом углерода и три аминогруппы при нём в токсине имеют практически такой же размер, как и гидратированный катион натрия. При попадании токсина в организм он как пробка закупоривает натриевые каналы в клеточных мембранах. То же происходит и в синапсах, что приводит к прекращению прохождения нервных импульсов, наступает паралич. Однако, как известно рыба Фугу из отряда Тетродотовых является деликатесом в Японии. И при правильном приготовлении не приводит к отравлению. А блюдо пользуется популярностью из-за того, что оказывает некоторое психотропное и наркотическое действие. Кантаридин – содержится в жуках нарывниках (семейство Meloidae) например, в Шпанской мушке ЛД50 для человека 40-80 мг. При приёме внутрь. Обладает кожно-нарывным действием при попаданием на кожу гемолимфы жуков. При этом поражаются устья фолликул с образованием крупных волдырей. Может привести к параличу.

Несмотря на токсичные свойства, многие яды широко используются на практике: в качестве лекарственных веществ (яды пчёл и змей); в экспериментальной терапии для диагностики и моделирования некоторых заболеваний (тетродотоксин, атропин и другие); для уничтожения насекомых и грызунов; для борьбы с грибами и водорослями.

Яды растений

Яды растений также можно разделить на белковые и небелковые. Выделенные и охарактеризованные яды белковой природы относительно немногочисленны. Так, в бледной поганке и некоторых мухоморах содержатся фаллотоксины и аматотоксины, которые представляют собой бициклические полипептиды с мостиком из триптофана или его производных. Механизм токсического действия связан с ингибированием ДНК-зависимой РНК-полимеразы (аматотоксин) и необратимым связыванием с примембранным актином, что вызывает его полимеризацию (фаллотоксин). ЛД50 для человека 5-7 мг. (в одном грибе содержится 10 мг.).

Большая группа токсических веществ белковой природы выделена из различных видов семейства омеловых, тыквенных, бобовых. Это полипептиды с молекулярной массой от4000 до 23000, обладающие различной активностью, некоторые весьма ядовиты.

Яды растений небелковой природы делят на три группы:

1. Обладают выраженной специфичностью действия и относительной общностью элементов структуры (алкалоиды).
2. Менее специфичны, но более универсальны в растительном мире (гликозиды).
3. Разнообразны по структуре и механизмам действия.

Алкалоиды

К числу наиболее токсичных относятся алкалоиды трёх классов:

• Индольные (стрихнин, курарин)
• Дитерпеновые (аконитин)
• Пиридиновые (никотин).

Стрихнин содержится, в том числе, в Чилибухе. Влияет на нервную систему, сильно токсичен. ЛД50 чел. 200-300 мг. перорально. Несмотря на это, широко используется в медицине. Группа кураринов включает несколько десятков токсичных алкалоидов, обладающих паралитической активностью. Наиболее токсичен из них С-токсиферин 1. ЛД100 чел. 20 мг. в/в.

Аконитин, содержащийся в различных видах Аконита, обладает судорожно-паралитическим действием, которое обусловлено повышением проницаемости катионов натрия в мембранах нервных и мышечных клеток и их деполяризации. Смерть наступает в результате остановки сердца и паралича дыхания. ЛД100 для человека 2-5 мг. перорально. Никотин – вырабатывается табачными растениями. Является блокатором н-холинорецепторов (чувствительных к никотину) в симпатических и парасимпатических ганглиях скелетных мышц. ЛД50 чел. 50-100 мг.

К ядам растений, содержащим в молекуле остаток углевода, относятся гликозиды. В этом ряду выраженной физиологической активностью обладают сердечные гликозиды. Они продуцируются лютиковыми, норичниковыми, шелковицей и др. В токсических дозах (3-7 мг. для человека) вызывают остановку сердца. Многие гликозиды обладают кумулятивными свойствами. Токсический эффект обусловлен нарушением Na – K – насоса в миокарде. Сердечные гликозиды очень широко используются в медицинской практике. Группа ядов небелковой природы включает соединения различной структуры. Простейшее ядовитое вещество – синильная кислота присутствует в растениях в связанной форме – в виде цианогенных гликозидов, которые высвобождают HCN в процессе ферментативного гидролиза после повреждения клетки. Так, амигдалин, присутствующий в ядрах абрикосовых, содержит следующее вещество: которое способно высвобождать синильную кислоту по приведённой схеме.

Другой простейший яд – фторуклусная кислота. В форме калиевой соли она содержится в тропическом растении – дихапетум цимозный. Токсичная доза для человека около 500 мг. зелёной массы или плодов. Часто причиной массовых отравлений и гибели скота является употребление в пищу Астрагала смертельного из семейства бобовых, содержащего мизеротоксин – бета-гликозид нитропропанола. Считается, что токсин в результате гидролиза продуцирует 3-нитропропанол, который поражает в головном мозге центры ответственные за дыхание и мышечные сокращения.

Ядовитые свойства зонтичных обусловлены присутствием в них токсичных ацетиленовых диолов, например, цикутотоксина (Вех ядовитый).

Группа токсичных дитерпенов (грайанотоксинов) содержат растения семейства рододендроновых. Наиболее известны грайанотоксин 3 и родоспонин 3 – это нейротоксины, вызывающие повышение проницаемости мембран клеток нервной и мышечной тканей для ионов натрия. ЛД50 0,4 мг./кг. мыши в/б.

Грайанотоксин 3 родоспонин 3

Необычным действием обладает гиперицин из растения Зверобой продырявленный и некоторые другие токсины. Гиперицин накапливается в коже и наружных тканях, делая их чувствительными к УФ и длинноволновому излучению. В результате на солнечном свету образуются дерматиты, очаги ожогового поражения и некротические участки.

Группу ядовитых веществ относительного строения содержат некоторые виды высших грибов. Например, мухомор краснеющий (Amanita muskaria) продуцирует мускарин, являющийся имитатором ацетилхолина по отношению к м-холинорецепторам (то есть к мускариночувствительным парасимпатическим постганглионарным синапсам). Мускарин вызывает спазмы мышц, судороги и коматозное состояние. ЛД50 для человека 0,7 мг./кг.

Мусказон, который содержится в том же мухоморе обладает психогенным действием (вызывает галлюцинации, потерю памяти и ориентировки). Итак, токсичные вещества чрезвычайно разнообразны по химическому строению, физиологической активности и механизму действия. Однако можно проследить зависимость токсичности яда от его молекулярной массы.

Одно из самых токсичных синтетических веществ – 2,3,7,8-тетрахлордибензопарадиоксин (классический диоксин). Классический диоксин признан в мире абсолютным ядом. Он является ксенобиотиком – неприемлим для живых организмов. Диоксинов со сходной ядовитостью несколько сотен, но все они представляют собой трициклические кислородсодержащие ксенобиотики.

Причина такой исключительной ядовитости в том, что молекула любого диоксина имеет форму прямоугольника размерами 3 на 10 ангстрем. Это позволяет ей удивительно точно вписываться в рецепторы живых организмов, подавляя различные физиологические процессы. Кроме того, диоксины – кумулятивные яды и могут влиять на геном. Диоксины образуются при различных химических синтезах, как побочные продукты, при сжигании многих органических топлив.