Книга: Естествознание. Базовый уровень. 11 класс

§ 63 Яды, токсины и противоядия

§ 63 Яды, токсины и противоядия

Вредные для организма вещества называют ядами, хотя провести точную границу между ядом и не ядом часто бывает довольно трудно. Практически любое вещество при использовании его в чрезмерных дозах может быть ядом, а очевидные яды в малых дозах часто используют как лекарства. Вот самый простой пример. Этиловый спирт, безусловно, является ядом, так как способен принести значительный вред организму. Но существует также и его аналог – метиловый спирт, который обладает гораздо большим отравляющим действием – уже 100–150 г этого вещества могут вызвать полную слепоту и смерть. Но поскольку оба спирта в организме конкурируют за одни и те же ферменты, этиловый спирт оказывается противоядием при отравлении человека его метиловым аналогом.

Науку, изучающую яды, механизмы их действия и способы борьбы с отравлениями, называют токсикологией. Название это происходит от слова «токсин», что означает примерно то же, что и яд, однако в настоящее время токсинами называют яды растительного и животного происхождения, которые по своей химической природе являются белками или пептидами.

Действие ядов может быть направлено на какую-то определённую систему организма, а может быть универсальным. Примером такого универсального яда является цианистый калий, поражающий дыхательные ферменты всех клеток организма.

В противоположном случае яд действует только на определённые рецепторы каких-либо медиаторов, угнетая или усиливая их активность. Например, тубокурарин, известный как кураре, которым индейцы смазывают наконечники своих стрел, блокирует передачу нервных импульсов на скелетные мышцы. В результате наступает полное обездвижение, и жертва погибает, потому что перестают сокращаться дыхательные мышцы. Если в период действия этого яда применять искусственное дыхание, то человек через некоторое время вернётся в нормальное состояние без каких-либо вредных последствий. Этот токсин часто используется при сложных операциях, чтобы избежать непроизвольных движений, которые могут привести к роковым последствиям.

Яды, блокирующие тормозные медиаторы, приводят к развитию судорожных приступов. Так, основным тормозным медиатором в спинном мозге служит аминокислота глицин. Яд растительного происхождения – стрихнин – действует на те же рецепторы нервных клеток, что и глицин. Поэтому введение стрихнина вызывает судорожные движения туловища, шеи и лица, а при больших дозах приводит к смерти. Такие же, только более сильные судороги вызывают блокаторы главного тормозного медиатора головного мозга, например, гамма-аминомасляная кислота (ГАМК). Но не следует забывать, что большинство ядов в малых дозах могут быть использованы как лекарственные средства. Так, например, стрихнин применяют в случаях передозировки снотворных и успокаивающих средств.

Ядовитые вещества содержатся в очень многих растениях. Вспомните стихотворение Пушкина «Анчар». Современники Пушкина знали, что жители Юго-Восточной Азии используют сок дерева анчар для того, чтобы смазывать им наконечники стрел, точно так же как американские индейцы – кураре. Конечно, ни формула, ни механизм действия этого яда тогда известны не были. Теперь мы знаем, что действующим веществом, содержащимся в соке этого дерева, является антиарин, вызывающий почти мгновенную остановку сердца. Для того чтобы раненая обезьяна погибла в течение двух-трёх минут, требуется менее 1 г этого яда.

Среди растений наибольшее число ядовитых видов принадлежат к семействам паслёновых и зонтичных (рис. 196).

Рис. 196. Ядовитые растения (А – белена чёрная; Б – вех ядовитый; В – дурман обыкновенный), грибы (Г – поганка бледная; Д – сатанинский гриб; Е – опёнок ложный), животные (Ж – кобра королевская; З – иглобрюх (рыба фугу); И – лягушка пятнистая ядовитая)

К первому из них относятся помидоры, картофель, баклажаны, болгарский перец и другие растения, без которых трудно представить себе сегодняшний стол. Но многие растения этого семейства содержат сильные яды. Отец принца Гамлета был отравлен соком белены, содержащим, так же как и её близкая родственница белладонна, очень сильный яд атропин. Сейчас он приносит большую пользу в медицине, но в древности был известен как яд, вызывающий сильное психическое возбуждение, откуда и происходит поговорка: «Ты что, белены объелся?» К этому же семейству относится табак, содержащий никотин. А как же всеобщая любимица картошка? Мы без всякого для себя вреда употребляем в пищу её клубни, а вот наши неосведомлённые предки пробовали питаться её ягодами, содержащими очень ядовитое вещество соланин. Многочисленные отравления вызвали во многих странах «картофельные бунты» и дали название этому растению – слово «картофель» происходит от немецкого «чёртов плод».

Семейство зонтичных содержит около 3,5 тыс. видов, из которых многие (морковь, кориандр, тмин, анис и др.) широко используются в пищевых целях. Однако в этом семействе тоже есть много ядовитых растений. Одним из них по приговору суда был отравлен великий греческий философ Сократ.

Про ядовитые грибы знают все. На самом деле ядовитых грибов не так уж много, а смертельно ядовитые среди них встречаются совсем редко. Из грибов, встречающихся в средних широтах, наиболее опасной является бледная поганка, отравление которой более чем в половине случаев заканчивается смертью от паралича мышц (см. рис. 196). Этот гриб содержит целый ряд смертельно опасных токсинов, которые не разрушаются ни при сушке, ни при термической обработке. Бледную поганку часто путают с шампиньоном, хотя на самом деле их легко различить: во-первых, пластинки под шляпкой шампиньона, в отличие от поганки, никогда не бывают белыми (они или розовые, или чёрные), а во-вторых, у основания ножки бледной поганки находится так называемая «чаша смерти» – характерное плёнчатое кольцо.

Из всех животных наибольшую опасность для человека представляют ядовитые змеи (см. рис. 196). Хотя их не так уж много (около 10 % всех видов змей), вырабатываемые ими токсины иногда представляют огромную опасность. Наиболее ядовитыми змеями считаются кобра и эфа. Смертельной дозой яда кобры для человека считается 30 мг, а яда эфы – 15 мг. Распространённая в средних широтах обыкновенная гадюка гораздо менее опасна. Её укус очень редко приводит к смерти, чаще всего его последствия ограничиваются отёком, болью, жжением, подъёмом температуры, тошнотой и рвотой. Среди других позвоночных животных ядовитыми бывают некоторые виды земноводных и рыб. Многие саламандры, жабы и лягушки содержат в выделяемой ими слизи яды, вызывающие психические расстройства, а иногда даже отравления со смертельным исходом. Так, некоторые виды тропических лягушек вырабатывают батрахотоксин, который полностью лишает нервные клетки способности к возбуждению. Из ядовитых рыб наиболее известна рыба фугу, или тетродонт. Её икра и половые железы содержат тетродотоксин, который в 10 раз более ядовит, чем кураре. В Японии эта рыба считается деликатесом, и желание отведать её так велико, что, несмотря на то что приготовляющие её повара проходят тщательную подготовку, она ежегодно становится виновницей многих смертей.

Множество ядовитых животных можно найти среди беспозвоночных. Это в первую очередь представители типа членистоногих. Например, ядовиты все пауки, однако опасность для человека представляют немногие. Одним из самых опасных является каракурт, обитающий в Центральной Азии и крымских степях. Укушенный каракуртом человек испытывает сильные мучительные боли и чувство страха. Если вовремя не оказать медицинскую помощь, может наступить смерть. Менее страшен тарантул, укус которого вызывает только воспаление. К паукообразным относится также скорпион, укус которого очень болезнен, сопровождается слабостью и судорогами, но к смерти приводит редко. Среди насекомых тоже есть много ядовитых видов (пчёлы, осы, шмели и др.), но для человека они большой опасности не представляют.

Подавляющее большинство кишечнополостных животных тоже способны вырабатывать токсины. Причём некоторые из них могут быть смертельно ядовитыми. Такова, например, морская оса – медуза, обитающая у берегов Австралии, чей яд по химическому составу аналогичен токсину кобры.

Далеко не для всякого яда можно подобрать противоядие. Если яд уже проник в организм, то противоядие действует тем надёжнее, чем быстрее им воспользоваться. Желательно, чтобы яд ещё не вышел за пределы желудка или только-только успел всосаться в кровь. Так, например, цианистый калий, связываясь с сахаром, образует прочное нетоксичное соединение. Поэтому при отравлении этим ядом можно спастись, если немедленно выпить большое количество сахарного сиропа. При покушении на Григория Распутина его сначала пытались отравить цианистым калием, и проводивший приготовления доктор Лазаверт ввёл яд в пирожные с кремом. Отравители были очень удивлены, когда убедились, что яд никак не подействовал на Распутина. Они недостаточно были знакомы с химией и не знали, что ещё до того, как пирожные были съедены, яд превратился в нерастворимое и неядовитое соединение.

После того как яд уже распространился по организму, подобрать подходящее противоядие становится гораздо сложнее. Иногда удаётся использовать вещества, противоположные по своему биохимическому и физиологическому действию, которые блокируют действие яда. Существуют специальные методы для лечения отравления токсинами, которые вырабатывают змеи и другие животные. Токсины по своему химическому строению являются белками, а мы знаем, что попадание в организм чужеродного белка вызывает выработку разрушающих его антител. Поэтому можно профилактически ввести человеку ослабленную форму токсина для выработки у него иммунитета, так же как это делается при вакцинации. Такой ослабленный токсин называют анатоксином. Анатоксины используют и против токсинов, вырабатываемых бактериями, например дифтерийной палочкой.

Если заранее приготовить сыворотку, содержащую антитела против определённого токсина, а затем быстро ввести её пострадавшему человеку, то антитела разрушат токсин и человек будет спасён. Такие сыворотки используют, например, после укусов змей и скорпионов.

Однако надо знать, что самое лучшее противоядие – это профилактика, т. е. по возможности избегание контактов с продуктами или животными, которые могут содержать в себе яд.

1. Чем занимается наука токсикология?

2. Какой термин – «яд» или «токсин» – имеет более широкое значение? Объясните свою точку зрения.

3. Как действуют яды, вызывающие судороги?

4. Какие вам известны ядовитые растения, принадлежащие к семейству паслёновых?

5. Как отличить бледную поганку от шампиньона?

6. Что такое анатоксины? Сравните действие сыворотки и анатоксина. В чём их принципиальная разница?

1. Вместе с одноклассниками сделайте презентацию, стенд или стенную газету о ядовитых растениях, грибах и животных, встречающихся в вашей местности.

2. Подготовьте памятку «Правила сбора грибов».