ГОУ ВПО «Курський Державний Медичний Університет»
Кафедра фармацевтичної, токсикологічної та аналітичної хімії
Реферат з токсикологічної хімії на тему
«Найсильніші отрути XX століття»
Виконав: Ларін Сергій
Перевірив: Римарова
Марина Вікторівна
Курськ, 2009
План
Введення
1. Історія отрут
2. Неорганічні і прості органічні отрути
1.1 Діоксини
1.2 тіофосом (НІУІФ-100)
1.3 Синильна кислота і її похідні
3. Отрути рослинного походження
3.1 Рицин
3.2 Стрихнін
3.3 тубокурарин
4. Білкові сполуки
4.1 Ботулінічний токсин
4.2 Палітоксін
4.3 батрахотоксин
Висновок
Література
Введення
Давним-давно нашими далекими предками було помічено, що є в природі речовини не просто неїстівні, а смертельно небезпечні і для тварин, і для людини - отрути. Спочатку їх використовували під час воєнних дій та полювання - ними змащували наконечники стріл і копій. Пізніше у отрут з'явилася ще одна область застосування - палацові інтриги.
Історія отрут нерозривно пов'язана з історією розвитку суспільства. Отрути використовувалися в якості «інструмента» і зброї в процесі полювання на диких тварин, а також для усунення супротивників, конкурентів, ворогів. У міру розвитку хімічної науки та хімічної технології і, паралельно з цим, формування науки про отрути - токсикології - отрути стають грізною зброєю, засобом масового знищення людей, бойовими отруйними речовинами. Застосування бойових отруйних речовин в імперіалістичну війну в 1914 р. було першим використанням їх на полі бою. Потім - війна в Абіссінії (Ефіопії). Наступне масове застосування отрут - газові камери фашистських нелюдів, в яких загинули тисячі і тисячі патріотів і військовополонених з багатьох країн Європи. Якщо не вважати хімічною зброєю сльозоточиві гази, що широко застосовуються поліцією капіталістичних держав для розгону демонстрацій трудящих, то черговим «полігоном» широкомасштабного застосування хімічної зброї був В'єтнам. Саме полігоном. Американська вояччина використовувала брудну війну у В'єтнамі з метою перевірити в «натуральних умовах» дію нових військових отрут. Відому Гаазьку конвенцію про заборону використання хімічної зброї США не підписали. Науково-дослідні центри США та хімічна промисловість насичують свої арсенали все новими і новими хімічними засобами. Така історія військових отрут.
Вивчення отрут є дуже перспективним напрямком сьогодні - ці речовини, як і раніше лякають уми людей. Ми повинні глибше зрозуміти структуру кожного отрути, і тоді можливо він вже перестане приносити шкоду людству і стане ліками від якої-небудь хвороби. Саме цілю вивчити найбільш відомі органічні й неорганічні отрути я задався в даному рефераті.
1. Історія отрут
Історія отрут починається ще з часів існування Стародавнього світу. Вже тоді люди звернули погляд на особливості деяких рослин, з'ївши які відчуваєш нестерпний біль і часом вмираєш. Такий вплив на організм людини роблять і деякі тварини, від укусу яких людина страждає, а наслідком є його смерть. У постійному протистоянні людей, у боротьбі за владу і засоби до існування людина використовувала всі можливі засоби. Основним з них була отрута. Отрута можна було непомітно підмісити в їжу або у напій. До того ж будь-яка їжа, якщо вона не свіжа або погано приготовлена може містити в собі токсини, смертельно небезпечні для здоров'я людини. Традиційним способом вбивства у Стародавніх людей служили змії, яких підкидали у ліжку чи одяг. Укус плазунів міг принести швидку смерть. Саме тому, як тільки почали виявлятися отруйні властивості речовин, рослин і тварин, виникла гостра потреба у створенні протиотрут. Давньогрецькі, китайські та індійські вчені ставили численні досліди для того, щоб знайти ідеальний антидот від отрут. Передбачалося, що для кожного отруйної речовини існує і певний рецепт протиотрути. Його розробляли на основі природних компонентів. Створювалися цілі збірники, в яких можна було зустріти опис отрут, їх вплив на організм і існуюче протиотруту. Грунтувалися такі роботи на численних розробках і дослідах, поставлених вченими над людьми. Найчастіше, піддослідними ставали ув'язнені або засуджені до смерті. Правила прийому антидотів існували і багато тисячоліть тому. Щоб надати найкраще вплив, треба було приймати їх разом з їжею. Крім того, в протиотруту домішувалися засоби, що викликають блювання або пронос для швидкого виведення токсинів з тіла людини. Боротьба з отрутами велася і в середні віки в Новий час. Учені поступово відкривали нові властивості речовин, які давали можливість очистити кров або шлунок від шкідливих токсинів. Багато що змінилося з розвитком хімічної промисловості та фармакології, зокрема. Хімічні препарати стали більш універсальним засобом у боротьбі з отрутами. Сучасним протиотрути пред'являються найвищі вимоги. Вони повинні не тільки вивести з організму токсини, а й відродити всі системи внутрішніх органів, які були пошкоджені.
2. Неорганічні або прості органічні отрути
2.1 Діоксини
Діоксини - це отрути, що мають потужний мутагенним, іммунодепрессантним, канцерогенну, тератогенну дію. Вони слабко розщеплюються і накопичуються, як в організмі людини, так і в біосфері планети, включаючи повітря, воду, їжу. Величина летальної дози для цих речовин досягає 10 -6 г на 1 кг живої ваги, що істотно менше аналогічної величини для деяких бойових отруйних речовин, наприклад, для зомана, зарину і табуна (порядку 10 -3 г / кг).
Причина виняткової токсичності діоксину - здатність цих речовин дивно точно вписуватися в рецептори живих організмів і пригнічувати або змінювати їх життєві функції.
Діоксини, пригнічуючи імунітет і грубо втручаючись в процеси ділення і спеціалізації кліток, провокують розвиток онкологічних захворювань. Вторгаються діоксини і в складну налагоджену роботу ендокринних залоз. Втручаються в репродуктивну функцію, різко уповільнюючи статеве дозрівання і нерідко приводячи до жіночого і чоловічого безпліддя. Вони викликають глибокі порушення практично у всіх обмінних процесах, пригнічують і ламають роботу імунної системи, приводячи до стану так званого "хімічного СНІДу».
Недавні дослідження підтвердили, що діоксини викликають каліцтва і проблемне розвиток у дітей. В організм людини діоксини проникають декількома шляхами: 90 відсотків - з водою і їжею через шлунково-кишковий тракт, решта 10 відсотків - з повітрям і пилом через легені і шкіру. Ці речовини циркулюють в крові, відкладаючись в жировій тканині і ліпідах всіх без винятку клітин організму. Через плаценту і з грудним молоком вони передаються плоду і дитині.
Джерелами діоксинів є наступні об'єкти:
· Працюють не в оптимальному режимі сміттєспалювальні заводи, що знищують хлоровані відходи.
· Виробництва пестицидів та гербіцидів.
· Хімічні і нафтопереробні підприємства.
· Синтетичні трансформаторні масла (Соволя, совтола та ін,).
Діоксини утворюються як небажані домішки в результаті різних хімічних реакцій при високих температурах і у присутності хлору. Основні причини потрапляння діоксину в біосферу, перш за все, використання високотемпературних технологій хлорування й переробки хлорорганічних речовин і, особливо, спалювання відходів виробництва. Інше джерело небезпеки-целюлозно-паперова промисловість. Відбілювання целюлозної пульпи хлором супроводжується утворенням діоксинів та ряду інших небезпечних хлорорганічних речовин. Ще один істотний джерело діоксину, широко поширений і в побуті, - спалювання твердих побутових відходів. Наявність у знищуваному смітті повсюдно поширеного полівінілхлориду й інших полімерів, різних сполук хлору сприяє утворенню в димових газах діоксинів.
2.2 тіофосом (НІУІФ-100)
Одним з найбільш поширених фосфорорганічних пестицидів є тіофос (НІУІФ-100). Чистий препарат являє собою безбарвну прозору маслянисту рідину зі слабким неприємним запахом. З'єднання тіофосом широко застосовуються для запилення і обприскування рослин. По токсичності тіофос не поступається таким сильним отрут, як синильна кислота і стрихнін. За даними зарубіжних письменників, смертельною дозою тіофосом для людини є 6,8 мг / кг, тобто близько 0,5 г на дорослу людину. Отруєння відбувається не тільки при прийомі всередину, але і при вдиханні парів і попаданні препарату на шкіру та слизові оболонки. Симптоматика при отруєннях тіофосом досить широка: загальна астенія, блювання, біль у животі, задишка, головний біль, а у важких випадках - генералізовані судоми і кома. Загибель настає від паралічу дихального центру. При зовнішньому огляді мерця відзначаються різка вираженість трупних плям, трупного задубіння, а також значне звуження зіниць. На розтині виявляються набряк мозку, іноді з точковими крововиливами в сіру речовину, дрібні вогнища катаральній, катарально-гемморагический пневмонії, катаральне запалення слизової оболонки шлунка і кишечника, повнокров'я закритих органів і різкий специфічний запах від вмісту шлунка, що нагадує запах прілого сіна. Для встановлення отруєння велике значення мають судово-хімічне дослідження і визначення активності холінестерази трупної крові.
2.3 Синильна кислота і її похідні
Синильна кислота виділяється в газоподібному стані при багатьох виробничих процесах, а також утворюється при контакті ціанідів з іншими кислотами і вологою. Можуть бути й отруєння ціанідами внаслідок вживання в їжу великої кількості насіння мигдалю, персика, абрикоса, вишні, сливи і інших рослин родини розоцвітих або настоянок з їх плодів. Виявилося, що всі вони містять глікозил амігдалин, який в організмі під впливом ферменту емульсіна розкладається з утворенням синильної кислоти, бензальдегіду і 2 молекул глюкози. Найбільша кількість Амігдалін міститься в гіркому мигдалі, в очищених зернах якого його близько 3%. Дещо менше Амігдалін (до 2%) у поєднанні з емульсіном міститься в насінні абрикоса. Клінічні спостереження показали, що загибель отруєних наступала зазвичай після вживання в їжу близько 100 очищених насіння абрикоса, що відповідає приблизно 1 г Амігдалін. Подібно Амігдалін отщепляют синильну кислоту такі рослинні глікозиди, як лінамарін, що знаходиться в льоні, і лауроцеразін, що міститься в листі. Лавровишневі дерева. Дуже багато ціаністих речовин у молодого бамбука і їх пагонах (до 0,15% сирої маси). У тваринному світі синильна кислота зустрічається в секреті шкірних залоз тисяченожек. Токсичність ціанідів для різних видів тварин різна. Так, висока резистентність до синильної кислоти відмічена у холоднокровних, в той час як багато теплокровні тварини вельми до неї чутливі. Що стосується людини, то, мабуть, він більш стійкий до дії синильної кислоти, ніж деякі вищі тварини. Це підтверджує, наприклад, досвід, поставлений з великим ризиком для себе відомим англійським фізіологом Баркрофтом, який у спеціальній камері разом з собакою піддавався впливу синильної кислоти в концентрації 18:6000. Досвід тривав до тих пір, поки собака не впала в коматозний стан і в неї не з'явилися судоми. Експериментатор в цей час у себе не відзначав будь-яких ознак отруєння. Лише через 10-15 хв. після вилучення з камери гинула собаки в нього відзначалося порушення уваги і нудота. Є чимало даних, що свідчать про утворення ціанідів у організмі людини у фізіологічних умовах. Ціаніди ендогенного походження виявлені в біологічних рідинах, у видихуваному повітрі, в сечі. Вважається, що нормальний їх рівень у плазмі крові може досягати 140 мкг / л. Ціаніди можуть проникати у внутрішні середовища організму з отруєною їжею і водою, а також через пошкоджену шкіру. Дуже небезпечно інгаляційне вплив летючих ціанідів, перш за все синильної кислоти і хлорціан. Ще в 60-х роках XIX століття звернули увагу на те, що венозна кров, відтікає від тканин і органів отруєних ціанідами тварин, набуває яскраво-червоний, артеріальний колір. Надалі було показано, що в ній міститься приблизно стільки ж кисню, скільки і в артеріальній крові. Отже, під впливом ціанідів організм втрачає здатність засвоювати кисень. Тим самим гальмується протягом нормального процесу тканинного дихання. Таким чином, блокуючи один із залізовмісних дихальних ферментів, ціаніди викликають парадоксальне явище: в клітинах і тканинах є надлишок кисню, а засвоїти його вони не можуть, так як він хімічно неактивний. Внаслідок цього в організмі швидко формується патологічний стан, відомий під назвою тканинної, або гістотоксичної, гіпоксії, що проявляється задухою, судомами, паралічами. При попаданні в організм несмертельних доз отрути справа обмежується металевим смаком у роті, почервоніння шкіри і слизових оболонок, розширенням зіниць, блювотою, задишкою і головним болем. З іншого боку, якщо тваринний організм адаптований до низького рівня кисневого обміну, то його чутливість до ціаніду різко знижується. Видатним російським фармакологом Н. П. Кравкову на початку цього століття був встановлений цікавий факт: під час зимової сплячки їжаки переносять такі дози ціаніду калію, які в багато разів перевершують смертельні. Стійкість їжаків до ціаніди Н. П. Кравков пояснював тим, що в умовах зимової сплячки при низькій температурі тіла споживання кисню значно знижена і тварини краще переносять гальмування його засвоєння клітинами. Здатність CN-іонів оборотно гальмувати тканинне дихання і тим знижувати рівень обмінних процесів несподівано виявилася вельми цінною для профілактики і лікування радіаційних уражень. Це пов'язано з тим, що в механізмі ушкоджуючої дії іонізуючих випромінювань на клітинні структури провідну роль відіграють продукти радіолізу води, що окислюють багато макромолекули, у тому числі ферменти тканинного дихання. Ціаніди, оборотно блокуючи ці ферменти, захищають їх від дії цих біологічно активних речовин, що утворюються під впливом радіації. Іншими словами, комплекс «ціанід - фермент» стає відносно стійким до опромінення. Після променевого впливу він дисонує внаслідок зниження концентрації CN-іонів у біофази через знешкодження їх у крові і виділення з організму. Як ціанідної радіозахисного кошти найбільшого поширення набув амігдалин.
3. Отрути рослинного походження
3.1 Рицин
Рицин є отруйною речовиною. Його виділяють з насіння рицини, з яких також касторову олія. Рицин може виготовлятися у вигляді рідини, порошку, або кристалів. Імовірність випадкового отруєння рицином надзвичайно мала. Отруєння відбувається лише у випадку навмисного використання рицину в якості зброї. Рицин може використовуватися з метою отруєння людей, за допомогою додавання його в їжу або воду. Якщо рідкий або порошкоподібний рицин розпорошено в повітрі, люди можуть отруїтися при його вдиханні. При змішуванні рицину з розчинником, отрута може вбиратися через шкіру, хоча, швидше за все, це найменш ймовірний спосіб отруєння рицином. Рицин може використовуватися для отруєння окремої людини за допомогою ін'єкції.
Отруєння рицином може призвести до летального результату, але отрута не завжди смертельний. Симптоми залежать від кількості рицину і від способу його потрапляння в організм людини. Наявність рицину в їжі або воді може викликати симптоми дуже важкого «харчового отруєння», в тому числі, блювоту і кривавий пронос. Він також вражає печінку і нирки. Якщо доза досить велика, смерть може наступити протягом трьох днів.
Наявність одного міліграма рицину в їжі або воді може виявитися смертельним для дорослої людини. Через три години після вдихання рицину починається кашель, за яким слідують нудота, пронос і болю, що тривають протягом 18-24-х годин. Якщо доза досить велика, то протягом 36 - 72 годин в результаті пошкодження серця і кровоносних судин і присутності рідини в легенях наступає смерть.
Кафедра фармацевтичної, токсикологічної та аналітичної хімії
Реферат з токсикологічної хімії на тему
«Найсильніші отрути XX століття»
Виконав: Ларін Сергій
Перевірив: Римарова
Марина Вікторівна
Курськ, 2009
План
Введення
1. Історія отрут
2. Неорганічні і прості органічні отрути
1.1 Діоксини
1.2 тіофосом (НІУІФ-100)
1.3 Синильна кислота і її похідні
3. Отрути рослинного походження
3.1 Рицин
3.2 Стрихнін
3.3 тубокурарин
4. Білкові сполуки
4.1 Ботулінічний токсин
4.2 Палітоксін
4.3 батрахотоксин
Висновок
Література
Введення
Давним-давно нашими далекими предками було помічено, що є в природі речовини не просто неїстівні, а смертельно небезпечні і для тварин, і для людини - отрути. Спочатку їх використовували під час воєнних дій та полювання - ними змащували наконечники стріл і копій. Пізніше у отрут з'явилася ще одна область застосування - палацові інтриги.
Історія отрут нерозривно пов'язана з історією розвитку суспільства. Отрути використовувалися в якості «інструмента» і зброї в процесі полювання на диких тварин, а також для усунення супротивників, конкурентів, ворогів. У міру розвитку хімічної науки та хімічної технології і, паралельно з цим, формування науки про отрути - токсикології - отрути стають грізною зброєю, засобом масового знищення людей, бойовими отруйними речовинами. Застосування бойових отруйних речовин в імперіалістичну війну в 1914 р. було першим використанням їх на полі бою. Потім - війна в Абіссінії (Ефіопії). Наступне масове застосування отрут - газові камери фашистських нелюдів, в яких загинули тисячі і тисячі патріотів і військовополонених з багатьох країн Європи. Якщо не вважати хімічною зброєю сльозоточиві гази, що широко застосовуються поліцією капіталістичних держав для розгону демонстрацій трудящих, то черговим «полігоном» широкомасштабного застосування хімічної зброї був В'єтнам. Саме полігоном. Американська вояччина використовувала брудну війну у В'єтнамі з метою перевірити в «натуральних умовах» дію нових військових отрут. Відому Гаазьку конвенцію про заборону використання хімічної зброї США не підписали. Науково-дослідні центри США та хімічна промисловість насичують свої арсенали все новими і новими хімічними засобами. Така історія військових отрут.
Вивчення отрут є дуже перспективним напрямком сьогодні - ці речовини, як і раніше лякають уми людей. Ми повинні глибше зрозуміти структуру кожного отрути, і тоді можливо він вже перестане приносити шкоду людству і стане ліками від якої-небудь хвороби. Саме цілю вивчити найбільш відомі органічні й неорганічні отрути я задався в даному рефераті.
1. Історія отрут
Історія отрут починається ще з часів існування Стародавнього світу. Вже тоді люди звернули погляд на особливості деяких рослин, з'ївши які відчуваєш нестерпний біль і часом вмираєш. Такий вплив на організм людини роблять і деякі тварини, від укусу яких людина страждає, а наслідком є його смерть. У постійному протистоянні людей, у боротьбі за владу і засоби до існування людина використовувала всі можливі засоби. Основним з них була отрута. Отрута можна було непомітно підмісити в їжу або у напій. До того ж будь-яка їжа, якщо вона не свіжа або погано приготовлена може містити в собі токсини, смертельно небезпечні для здоров'я людини. Традиційним способом вбивства у Стародавніх людей служили змії, яких підкидали у ліжку чи одяг. Укус плазунів міг принести швидку смерть. Саме тому, як тільки почали виявлятися отруйні властивості речовин, рослин і тварин, виникла гостра потреба у створенні протиотрут. Давньогрецькі, китайські та індійські вчені ставили численні досліди для того, щоб знайти ідеальний антидот від отрут. Передбачалося, що для кожного отруйної речовини існує і певний рецепт протиотрути. Його розробляли на основі природних компонентів. Створювалися цілі збірники, в яких можна було зустріти опис отрут, їх вплив на організм і існуюче протиотруту. Грунтувалися такі роботи на численних розробках і дослідах, поставлених вченими над людьми. Найчастіше, піддослідними ставали ув'язнені або засуджені до смерті. Правила прийому антидотів існували і багато тисячоліть тому. Щоб надати найкраще вплив, треба було приймати їх разом з їжею. Крім того, в протиотруту домішувалися засоби, що викликають блювання або пронос для швидкого виведення токсинів з тіла людини. Боротьба з отрутами велася і в середні віки в Новий час. Учені поступово відкривали нові властивості речовин, які давали можливість очистити кров або шлунок від шкідливих токсинів. Багато що змінилося з розвитком хімічної промисловості та фармакології, зокрема. Хімічні препарати стали більш універсальним засобом у боротьбі з отрутами. Сучасним протиотрути пред'являються найвищі вимоги. Вони повинні не тільки вивести з організму токсини, а й відродити всі системи внутрішніх органів, які були пошкоджені.
2. Неорганічні або прості органічні отрути
2.1 Діоксини
Діоксини - це отрути, що мають потужний мутагенним, іммунодепрессантним, канцерогенну, тератогенну дію. Вони слабко розщеплюються і накопичуються, як в організмі людини, так і в біосфері планети, включаючи повітря, воду, їжу. Величина летальної дози для цих речовин досягає 10 -6 г на 1 кг живої ваги, що істотно менше аналогічної величини для деяких бойових отруйних речовин, наприклад, для зомана, зарину і табуна (порядку 10 -3 г / кг).
Причина виняткової токсичності діоксину - здатність цих речовин дивно точно вписуватися в рецептори живих організмів і пригнічувати або змінювати їх життєві функції.
Діоксини, пригнічуючи імунітет і грубо втручаючись в процеси ділення і спеціалізації кліток, провокують розвиток онкологічних захворювань. Вторгаються діоксини і в складну налагоджену роботу ендокринних залоз. Втручаються в репродуктивну функцію, різко уповільнюючи статеве дозрівання і нерідко приводячи до жіночого і чоловічого безпліддя. Вони викликають глибокі порушення практично у всіх обмінних процесах, пригнічують і ламають роботу імунної системи, приводячи до стану так званого "хімічного СНІДу».
Недавні дослідження підтвердили, що діоксини викликають каліцтва і проблемне розвиток у дітей. В організм людини діоксини проникають декількома шляхами: 90 відсотків - з водою і їжею через шлунково-кишковий тракт, решта 10 відсотків - з повітрям і пилом через легені і шкіру. Ці речовини циркулюють в крові, відкладаючись в жировій тканині і ліпідах всіх без винятку клітин організму. Через плаценту і з грудним молоком вони передаються плоду і дитині.
Джерелами діоксинів є наступні об'єкти:
· Працюють не в оптимальному режимі сміттєспалювальні заводи, що знищують хлоровані відходи.
· Виробництва пестицидів та гербіцидів.
· Хімічні і нафтопереробні підприємства.
· Синтетичні трансформаторні масла (Соволя, совтола та ін,).
Діоксини утворюються як небажані домішки в результаті різних хімічних реакцій при високих температурах і у присутності хлору. Основні причини потрапляння діоксину в біосферу, перш за все, використання високотемпературних технологій хлорування й переробки хлорорганічних речовин і, особливо, спалювання відходів виробництва. Інше джерело небезпеки-целюлозно-паперова промисловість. Відбілювання целюлозної пульпи хлором супроводжується утворенням діоксинів та ряду інших небезпечних хлорорганічних речовин. Ще один істотний джерело діоксину, широко поширений і в побуті, - спалювання твердих побутових відходів. Наявність у знищуваному смітті повсюдно поширеного полівінілхлориду й інших полімерів, різних сполук хлору сприяє утворенню в димових газах діоксинів.
2.2 тіофосом (НІУІФ-100)
Одним з найбільш поширених фосфорорганічних пестицидів є тіофос (НІУІФ-100). Чистий препарат являє собою безбарвну прозору маслянисту рідину зі слабким неприємним запахом. З'єднання тіофосом широко застосовуються для запилення і обприскування рослин. По токсичності тіофос не поступається таким сильним отрут, як синильна кислота і стрихнін. За даними зарубіжних письменників, смертельною дозою тіофосом для людини є 6,8 мг / кг, тобто близько 0,5 г на дорослу людину. Отруєння відбувається не тільки при прийомі всередину, але і при вдиханні парів і попаданні препарату на шкіру та слизові оболонки. Симптоматика при отруєннях тіофосом досить широка: загальна астенія, блювання, біль у животі, задишка, головний біль, а у важких випадках - генералізовані судоми і кома. Загибель настає від паралічу дихального центру. При зовнішньому огляді мерця відзначаються різка вираженість трупних плям, трупного задубіння, а також значне звуження зіниць. На розтині виявляються набряк мозку, іноді з точковими крововиливами в сіру речовину, дрібні вогнища катаральній, катарально-гемморагический пневмонії, катаральне запалення слизової оболонки шлунка і кишечника, повнокров'я закритих органів і різкий специфічний запах від вмісту шлунка, що нагадує запах прілого сіна. Для встановлення отруєння велике значення мають судово-хімічне дослідження і визначення активності холінестерази трупної крові.
2.3 Синильна кислота і її похідні
Синильна кислота виділяється в газоподібному стані при багатьох виробничих процесах, а також утворюється при контакті ціанідів з іншими кислотами і вологою. Можуть бути й отруєння ціанідами внаслідок вживання в їжу великої кількості насіння мигдалю, персика, абрикоса, вишні, сливи і інших рослин родини розоцвітих або настоянок з їх плодів. Виявилося, що всі вони містять глікозил амігдалин, який в організмі під впливом ферменту емульсіна розкладається з утворенням синильної кислоти, бензальдегіду і 2 молекул глюкози. Найбільша кількість Амігдалін міститься в гіркому мигдалі, в очищених зернах якого його близько 3%. Дещо менше Амігдалін (до 2%) у поєднанні з емульсіном міститься в насінні абрикоса. Клінічні спостереження показали, що загибель отруєних наступала зазвичай після вживання в їжу близько 100 очищених насіння абрикоса, що відповідає приблизно 1 г Амігдалін. Подібно Амігдалін отщепляют синильну кислоту такі рослинні глікозиди, як лінамарін, що знаходиться в льоні, і лауроцеразін, що міститься в листі. Лавровишневі дерева. Дуже багато ціаністих речовин у молодого бамбука і їх пагонах (до 0,15% сирої маси). У тваринному світі синильна кислота зустрічається в секреті шкірних залоз тисяченожек. Токсичність ціанідів для різних видів тварин різна. Так, висока резистентність до синильної кислоти відмічена у холоднокровних, в той час як багато теплокровні тварини вельми до неї чутливі. Що стосується людини, то, мабуть, він більш стійкий до дії синильної кислоти, ніж деякі вищі тварини. Це підтверджує, наприклад, досвід, поставлений з великим ризиком для себе відомим англійським фізіологом Баркрофтом, який у спеціальній камері разом з собакою піддавався впливу синильної кислоти в концентрації 18:6000. Досвід тривав до тих пір, поки собака не впала в коматозний стан і в неї не з'явилися судоми. Експериментатор в цей час у себе не відзначав будь-яких ознак отруєння. Лише через 10-15 хв. після вилучення з камери гинула собаки в нього відзначалося порушення уваги і нудота. Є чимало даних, що свідчать про утворення ціанідів у організмі людини у фізіологічних умовах. Ціаніди ендогенного походження виявлені в біологічних рідинах, у видихуваному повітрі, в сечі. Вважається, що нормальний їх рівень у плазмі крові може досягати 140 мкг / л. Ціаніди можуть проникати у внутрішні середовища організму з отруєною їжею і водою, а також через пошкоджену шкіру. Дуже небезпечно інгаляційне вплив летючих ціанідів, перш за все синильної кислоти і хлорціан. Ще в 60-х роках XIX століття звернули увагу на те, що венозна кров, відтікає від тканин і органів отруєних ціанідами тварин, набуває яскраво-червоний, артеріальний колір. Надалі було показано, що в ній міститься приблизно стільки ж кисню, скільки і в артеріальній крові. Отже, під впливом ціанідів організм втрачає здатність засвоювати кисень. Тим самим гальмується протягом нормального процесу тканинного дихання. Таким чином, блокуючи один із залізовмісних дихальних ферментів, ціаніди викликають парадоксальне явище: в клітинах і тканинах є надлишок кисню, а засвоїти його вони не можуть, так як він хімічно неактивний. Внаслідок цього в організмі швидко формується патологічний стан, відомий під назвою тканинної, або гістотоксичної, гіпоксії, що проявляється задухою, судомами, паралічами. При попаданні в організм несмертельних доз отрути справа обмежується металевим смаком у роті, почервоніння шкіри і слизових оболонок, розширенням зіниць, блювотою, задишкою і головним болем. З іншого боку, якщо тваринний організм адаптований до низького рівня кисневого обміну, то його чутливість до ціаніду різко знижується. Видатним російським фармакологом Н. П. Кравкову на початку цього століття був встановлений цікавий факт: під час зимової сплячки їжаки переносять такі дози ціаніду калію, які в багато разів перевершують смертельні. Стійкість їжаків до ціаніди Н. П. Кравков пояснював тим, що в умовах зимової сплячки при низькій температурі тіла споживання кисню значно знижена і тварини краще переносять гальмування його засвоєння клітинами. Здатність CN-іонів оборотно гальмувати тканинне дихання і тим знижувати рівень обмінних процесів несподівано виявилася вельми цінною для профілактики і лікування радіаційних уражень. Це пов'язано з тим, що в механізмі ушкоджуючої дії іонізуючих випромінювань на клітинні структури провідну роль відіграють продукти радіолізу води, що окислюють багато макромолекули, у тому числі ферменти тканинного дихання. Ціаніди, оборотно блокуючи ці ферменти, захищають їх від дії цих біологічно активних речовин, що утворюються під впливом радіації. Іншими словами, комплекс «ціанід - фермент» стає відносно стійким до опромінення. Після променевого впливу він дисонує внаслідок зниження концентрації CN-іонів у біофази через знешкодження їх у крові і виділення з організму. Як ціанідної радіозахисного кошти найбільшого поширення набув амігдалин.
3. Отрути рослинного походження
3.1 Рицин
Рицин є отруйною речовиною. Його виділяють з насіння рицини, з яких також касторову олія. Рицин може виготовлятися у вигляді рідини, порошку, або кристалів. Імовірність випадкового отруєння рицином надзвичайно мала. Отруєння відбувається лише у випадку навмисного використання рицину в якості зброї. Рицин може використовуватися з метою отруєння людей, за допомогою додавання його в їжу або воду. Якщо рідкий або порошкоподібний рицин розпорошено в повітрі, люди можуть отруїтися при його вдиханні. При змішуванні рицину з розчинником, отрута може вбиратися через шкіру, хоча, швидше за все, це найменш ймовірний спосіб отруєння рицином. Рицин може використовуватися для отруєння окремої людини за допомогою ін'єкції.
Отруєння рицином може призвести до летального результату, але отрута не завжди смертельний. Симптоми залежать від кількості рицину і від способу його потрапляння в організм людини. Наявність рицину в їжі або воді може викликати симптоми дуже важкого «харчового отруєння», в тому числі, блювоту і кривавий пронос. Він також вражає печінку і нирки. Якщо доза досить велика, смерть може наступити протягом трьох днів.
Наявність одного міліграма рицину в їжі або воді може виявитися смертельним для дорослої людини. Через три години після вдихання рицину починається кашель, за яким слідують нудота, пронос і болю, що тривають протягом 18-24-х годин. Якщо доза досить велика, то протягом 36 - 72 годин в результаті пошкодження серця і кровоносних судин і присутності рідини в легенях наступає смерть.
Ін'єкція рицину миттєво вражає м'язи в місці уколу. У результаті ураження життєво важливих органів тіла швидко настає смерть.
Попадання рицину в організм через шкіру є найменш імовірним способом отруєння і найменш вірогідною причиною смерті. Для такого застосування рицин повинен знаходитися в суміші з розчинником.
Симптоми будуть залежати від використаного розчинника та тривалості його контакту зі шкірою.
В даний час протиотрути від рицину не існує, але симптоми отруєння піддаються лікуванню. Лікування залежить від способу отруєння. Воно може включати в себе стабілізацію дихання, а також внутрішньовенне введення рідин і ліків. Якщо смерть не настала протягом п'яти днів, то ймовірність одужання досить велика.
3.2 Стрихнін
Головний алкалоїд насіння блювотного горіха (Strychnos nux-vomica), сімейства логаніевих (Loganiaceae), що виростає в тропічних районах Азії та Африки. Насіння блювотного горіха-блювотний горіх (лат. semen Strychni; Nux vomica) містить поряд зі стрихніном інші алкалоїди (бруцин та ін.) Кількість стрихніну і бруцина становить не менше 2,5%. Нітрат стрихніну представляє собою безбарвні блискучі голчасті кристали або білий кристалічний порошок. Має надзвичайно гіркий смак. Важко розчинний у воді (1:90 в холодній) і спирті, легко розчинний у киплячій воді (1:5), не розчиняється в ефірі. Водні розчини мають нейтральну або слабокислу реакцію. Розчини стерилізують при +100 ° C протягом 30 хв; 0,1% розчин в ампулах підкисляючи 0,1 н. розчином хлористоводневої кислоти і має рН 3,0-3,7. Стрихнін та інші препарати блювотного горіха збуджують ЦНС і в першу чергу підвищують рефлекторну збудливість. Під впливом стрихніну рефлекторні реакції стають більш генералізованими, при великих дозах стрихніну різні подразники викликають появу сильних болючих тетанічних судом. У терапевтичних дозах стрихнін надає стимулюючу дію на органи почуттів (загострює зір, смак, слух, тактильні відчуття), збуджує судиноруховий і дихальний центри, тонізує скелетну мускулатуру, а також м'яз серця, стимулює процеси обміну, підвищує чутливість сітківки ока. Дія стрихніну пов'язано з полегшенням проведення збудження в межнейроннихсінапсах спинного мозку. Він діє переважно в області вставних нейронів. За сучасними уявленнями стрихнін блокує дію амінокислотних нейромедіаторів, головним чином гліцину, що грають роль гальмуючих чинників у передачі збудження в постсинаптичних нервових закінченнях у спинному мозку. Блокуючи гальмування, стрихнін надає таким чином «збудливий» ефект. Застосовують стрихнін як тонізуючий засіб при загальному зниженні процесів обміну, швидкої стомлюваності, гіпотонічній хворобі, ослабленні серцевої діяльності на грунті інтоксикацій та інфекцій, при деяких функціональних порушеннях зорового апарату (амбліопія, амавроз та ін); при парезах і паралічах (зокрема, дифтерійного походження у дітей), при атонії шлунка і т. п. Раніше їм широко користувалися для лікування гострих отруєнь барбітуратами; тепер для цієї мети в основному застосовується бемегрид.
3.3 тубокурарин
Найнебезпечніший в світі старовинний південно-американський Стрельни отрута, що готується, головним чином, з кори рослини Strychnos toxifera.
Індіанці Гвіани і річки Амазонка змащують ним кінці стріл. Тварина при пораненні стрілою з кураре втрачає рухливість і гине від зупинки дихання. Алкалоїди, що входять до кураре, біологічно не активні при попаданні в організм через шлунково-кишковий тракт. Таким чином, м'ясо тварин, отруєних отрутою кураре, придатне для використання в їжу. Отрута паралізує закінчення рухових нервів всіх поперечно-смугастих м'язів, а отже і м'язів, завідувачів диханням, і смерть настає від задухи при майже непорушеному свідомості. При вельми малих дозах, можливо повернути до життя підтриманням штучного дихання (отрута виділяється нирками). Для отруєння досить подряпини в шкірі. Застосовується у фізіологічній практиці і для знерухомлення експериментальних тварин. (Яд викликає параліч центральної нервової системи, спазми м'язів і судин), приводячи тим самим до болісної, але швидкої смерті (5-10 хвилин).
4. Білкові отрути
4.1 Ботулінічний токсин
Білок з молекулярної масою 150000. Продукується паличкою Clostridium botulinum. Кристалічний нейротоксин типу А, виділений у вигляді безбарвних голок, являє собою двудоменную глобулу, до складу якої включено 1296 амінокислотних залишків. Домени А (з молекулярною масою 51000) і В (з молекулярною масою 99 000) є лінійними поліпептидами, пов'язані один з одним одним дисульфідними містками.
Вражаюча дія токсину пов'язано з порушенням нервово-м'язової передачі і є результатом блокади виділення ацетилхоліну з синаптичних пухирців у синапсах периферичної та центральної нервової системи. Домен В при цьому відповідає за транспорт ботулотоксину в організмі, рецепцію на пресинаптической мембрані нейрона і структурну перебудову околорецепторного ділянки цієї мембрани з формуванням на ній трансмембранного каналу. Домен А, звільнився в результаті відновлення дисульфідній зв'язку, проникає з цього каналу в цитоплазму нервової клітини і перешкоджає виділенню медіатора. Це веде до переривання міжнейронної передачі нервових імпульсів. Така блокада нервово-м'язової передачі проявляється в парасимпатичних ефекти.
Харчове отруєння БТА завжди пов'язане з наявністю прихованого періоду дії, тривалість якого залежить від прийнятої дози і становить від декількох годин при ураженні самим токсином, до 2-3 діб при вживанні в їжу заражених їм продуктів.
Ознаки ураження з'являються раптово і починаються з відчуття слабкості, загальної пригніченості, нудоти, а потім і частої повторної блювоти. Через 3-4 години після початку розвитку симптомів спостерігається запаморочення, зіниці очей розширюються і перестають реагувати на зовнішні подразники. Зір стає невиразним: уражене бачить усе довколишнє ніби в тумані; часто розвивається двоїння в очах.
Наступні симптоми пов'язані з припиненням функцій слинних і потових залоз. Шкіра стає сухою, відчуваються сухість у роті і спрага, сильні болі в шлунку. Виникають труднощі в ковтанні їжі і навіть води: настає параліч ковтальної мускулатури. Мова ураженого стає невиразною, голос дуже слабким. Іноді можуть наблюдатеся розлади дихання і судоми.
Аналогічна симптоматика характерна при попаданні аерозолів ботулинических токсинів через органи дихання і через шлунково-кишкового тракту, а також при введенні екзотоксинів в кров'яне русло. У випадку летальних доз смерть настає через кілька діб в результаті паралічу дихальної мускулатури і серцевого м'яза. При декількох летальних дозах токсину симптоматика "змазана" у часі і смерть може настати через дві-три доби, а при 100-1000 летальних дозах - протягом декількох годин. При нелетальних дозах повне одужання наступає нескоро: місцеві паралічі м'язів, іннервіруемих лицьовими нервами і двоїння в очах тривають місяцями. Активується протеазами, тому пероральна токсичність вище ніж інші. Введення мишам в / б 100000 ЛД50 активованого ботулінічного токсину викликає смерть тварин протягом 1 години, від дози 1000 ЛД50 миші гинуть протягом 2,5 годин, а від дози 100 ЛД50 - за 3,5 години. При пероральному введенні той же ефект досягається введенням в 100 разів меншої кількості активованого нейротоксин.
ЛД50 БТА для мишей (внутрішньочеревно) = 0,000 000 425 мг / кг для кристалічного токсину. Суміш токсину із супутнім йому геммаглютініном (молекулярна маса комплексу 900000) характеризується дещо меншою токсичністю. Так, для природного ботулінічного екзотоксину типу А ЛД50 = 0,000 0015 мг / кг (миші, внутрішньоочеревинно).
Висока токсичність і доступність ботулинических екзотоксинів зумовили розгляд їх у США, Великобританії та Канаді в 60-70-х роках як хімагентов несмертельної дії. У результаті багаторічних досліджень до 1975 року аморфний ботулотоксин типу А був прийнятий на озброєння армії США під шифром XR. Запаси токсину зберігаються в арсеналі Пайн-Блафф (штат Арканзас).
Бойове призначення БТА - знищення живої сили супротивника. Досягнення цієї мети передбачається насамперед аерогенним зараженням приземного шару атмосфери порошкоподібною XR з генератора аерозолів або гелеобразних токсинами рецептурами з дисперсійних бойових приладів авіації. Відносна токсичність при інгаляції для людини LCt50 = 0,000 02 мг · хв / л для сухого XR і 0,0001 мг · хв / л - для його рецептур. Період прихованої дії складає декілька годин, летальний результат може наступити протягом 1-3 діб. Аерозоль не втрачає вражаючих властивостей у повітрі до 12 годин. Токсин може бути використаний також у засобах мікстових поразок. Підшкірні токсодоза для людини (орієнтовно) ЛД50 = 0,000002-0,00004 мг / кг. Період прихованої дії і терміни летального дії коротше, ніж при інгаляції і складають від декількох десятків хвилин до декількох годин. Не можна також виключати можливість диверсійного зараження токсином питної води і продуктів харчування. Для людини пероральна токсодоза ЛД50 = 0,0000057 мг / кг. Таким чином, БТА - найбільш токсична із всіх відомих на сьогоднішній день смертоносних речовин природного і інтетіческого походження.
За зовнішнім виглядом XR - дрібний порошок сірого кольору без смаку і запаху. Гігроскопічний і утворює у воді, водних розчинах солей і кислот (рН 2-7) стабільний ліофільні гелі з концентрацією XR 1-2,5 г / л. У сухому вигляді стійкий на сонячному світлі при температурі від -30 до +50 С і інертний до гнильним бактеріям. У темряві при низькій температурі і в безкисневому атмосфері може збережуться протягом декількох років. Можливо зберігання XR у вигляді токсичних рецептур - кислих ліофільних гелів з добавкою консервантів (білків і полісахаридів). Терміни зберігання рецептур у темряві при 0-4 С - до 13 років.
Хімічні властивості XR аналогічні для всіх токсинів. Він має задовільну термічну стійкість, витримує 90-годинний пряме сонячне опромінення, щодо інертний до кислих і нейтральним водним середах. Так, в холодній воді непроточной XR зберігається протягом тижня. Гідроліз з утворенням нетоксичних поліпептидних фрагментів завершується при 80 С протягом 1 години; при 100 С - за 10-15 хвилин. Швидкість гідролізу дещо зростає в лужних середовищах. Дезактивація XR може бути досягнута водними розчинами речовин окислювально-хлорують дії з вмістом активного хлору 100-350 мг / л: наприклад 0,1-0,2% розчинами хлорамінів і гипохлоритов. Особливо легко дезактивують XR розчини формальдегіду (формаліну): після обробки заражених поверхонь 10-40% формаліном токсичність знижується на 99% протягом однієї хвилини.
Здатність XR флюоресціровать в УФ-променях дозволяє здійснювати інструментальну неспецифічну індикацію токсину. Ідентифікація БТА утруднена, оскільки зовнішні ознаки застосування можуть бути відсутні, а специфічна індикація можлива тільки з застосуванням методів імунобіологічного аналізу, що вимагають значного часу.
4.2 Палітоксін
Отрута небілкової природи. Міститься в шестипроменева коралах зоонтаріях (Polithoa toxica, P. tuberculosa, P. caribacorum та ін); можливо, продукується вірусом знаходяться в симбіозі з зоонтаріямі. Аборигени острова Таїті і Гавайських островів здавна використовували зоонтаріі для приготування отруєного зброї. Являє собою біле аморфна речовина; обмежено розчинний у диметилсульфоксиді, піридині і воді, погано - в спиртах, не розчинний в ацетоні, діетиловому ефірі і CHCl 3; розкладається при ~ 300 ° C; втрачає активність в сильнокислому і лужних середовищах.
Високотоксичний для теплокровних:
морські свинки, щури, мавпи - LD 50 (0,8-1,1) * 10 -4 мг / кг, внутрішньовенно
кролики - LD 50 0,2 * 10 -4 мг / кг, внутрішньовенно
людина - LD 50 (0,1-0,2) * 10 -4 мг / кг, внутрішньовенно
Володіє кардиотоксическим дією. Загибель спостерігається через 5-30 хвилин в результаті звуження коронарних судин і зупинки дихання. Ймовірно, механізм дії обумовлений його міцним зв'язуванням з Na, K-АТФ-ази клітин нервової тканини, серця, еритроцитів. Утворюються в місцях зв'язування в цитоплазматичних мембранах пори призводять до втрати клітинами іонів K + і Ca2 + та їх загибелі. Симптоми ураження частково знімаються введенням папаверину, аденозину і кортикостероїдів (всі викликають накопичення в клітинах цикло-АМФ).
4.3 батрахотоксин
Сильна отрута небілкової природи з групи стероїдних алкалоїдів. Міститься в шкірних залозах деяких видів жаб-древолазов з роду листолазів (Phyllobates); порівняно недавно речовини з групи батрахотоксин були виявлені у птахів Нової Гвінеї з родів Pitohui і Ifrita. Кристалічна речовина, розчинна у полярних органічних розчинниках, нерозчинні у воді. Розкладається в сільнощелочних середовищах. LD 50 0,002 мг / кг (миші, підшкірно), летальний результат через 8 хвилин. З усіх древолазов батрахотоксин були знайдені лише у п'яти видів роду листолазів (Phyllobates), три з яких мешкають в Колумбії. Найбільше змісту отрути зафіксовано у Phyllobates terribilis, в однієї особини може міститися до 500 мкг батрахотоксин, 300 мкг гомобатрахотоксіна і 200 мкг батрахотксініна А.
До теперішнього часу точно не встановлено, яким саме способом накопичується отруту в організмах древолазов. За однією з версій, він може міститися в деяких специфічних продуктах, що поглинаються древолаза в природному середовищі існування. У лабораторних умовах древолази можуть втратити отруйні властивості. У 2004 році в Новій Гвінеї був виявлений вид жуків, які містять досить багато батрахотоксин. За припущенням вчених, древолази цілком можуть харчуватися зустрічаються в Колумбії близькими родичами цих жуків, таким чином, накопичуючи отруту в своєму організмі [4]. За іншими версіями, отрута може синтезуватися самими древолаза або бактеріями-симбіонтом. Володіє сильним кардиотоксическим дією, викликаючи екстрасистолії та фібриляцію шлуночків серця; властиво також паралітичну дію на дихальну мускулатуру, серцевий м'яз і м'язи кінцівок. Стойко і необоротно підвищує проникність спочиває мембрани нервових і м'язових клітин для іонів Na +, викликаючи зміну електричного потенціалу клітини. При цьому блокується Аксоплазматичний транспорт, і клітка більше не може передавати нервові імпульси. При потраплянні в кров через слизову оболонку або тріщину в шкірі, отрута викликає аритмію (екстрасистолію), що веде до зупинки серця, в результаті якої настає летальний результат. Ефективного антидоту не знайдено. Сильний антагоніст - тетродотоксин. При комбінації з отрутою скорпіона токсичність отрути підвищується в 12 разів
Висновок
Люди завжди боялися отруйних рослин і тварин, наділяючи їх магічними властивостями. Однак вони вже давно з'ясували, що ті ж отрути можуть служити і ліками. Вже в Давньому Єгипті лікарі пользовали хворих біленої, стрихніном, опієм та коноплями. А середньовічні медики додавали в рецепти сушених скорпіонів і змій. Ті смертоносні істоти, отрути яких виявлялися для людини корисними, вивчалися особливо ретельно, знання про них накопичувалися тисячоліттями. Офіційно наукою токсінологію визнали лише в 1962 році.
Завдяки досвіду минулих поколінь сучасна медицина дуже швидко пристосувала для себе багато відомих раніше отрути. Взяте в малих дозах кураре виявилося надзвичайно важливим ліками. Вхідне до ця рослина речовина діє як міорелаксант: вводячи його хворому перед операцією, можна різко знизити дозу наркозу. Багато хто чув про укол ботокса, розслабляючому м'язи обличчя і таким чином розгладжує зморшки. В основі цього препарату лежать продукти життєдіяльності бактерій Clostridium botulinum - збудників смертельно небезпечного ботулізму. Ці приклади наочно показують важливість вивчення структури та механізмів впливу отрут на живі організми. У своєму рефераті я розглянув лише найбільш «грізні» представники світу отруйних речовин. У природі ще безліч менш отрутних, але не менш небезпечних отрут, які при належному вивченні зможуть перетворитися з нашого ворога, в помічника і друга.
Література
1. Александров В.М., Ємельянов В.І. "Отруйні речовини" М. Воениздат 1990
2. Журнал «Навколо Світу» Отруйна еволюція
3. Daly, JW & 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. І. Ємельянов. Хімічна енциклопедія
Попадання рицину в організм через шкіру є найменш імовірним способом отруєння і найменш вірогідною причиною смерті. Для такого застосування рицин повинен знаходитися в суміші з розчинником.
Симптоми будуть залежати від використаного розчинника та тривалості його контакту зі шкірою.
В даний час протиотрути від рицину не існує, але симптоми отруєння піддаються лікуванню. Лікування залежить від способу отруєння. Воно може включати в себе стабілізацію дихання, а також внутрішньовенне введення рідин і ліків. Якщо смерть не настала протягом п'яти днів, то ймовірність одужання досить велика.
3.2 Стрихнін
Головний алкалоїд насіння блювотного горіха (Strychnos nux-vomica), сімейства логаніевих (Loganiaceae), що виростає в тропічних районах Азії та Африки. Насіння блювотного горіха-блювотний горіх (лат. semen Strychni; Nux vomica) містить поряд зі стрихніном інші алкалоїди (бруцин та ін.) Кількість стрихніну і бруцина становить не менше 2,5%. Нітрат стрихніну представляє собою безбарвні блискучі голчасті кристали або білий кристалічний порошок. Має надзвичайно гіркий смак. Важко розчинний у воді (1:90 в холодній) і спирті, легко розчинний у киплячій воді (1:5), не розчиняється в ефірі. Водні розчини мають нейтральну або слабокислу реакцію. Розчини стерилізують при +100 ° C протягом 30 хв; 0,1% розчин в ампулах підкисляючи 0,1 н. розчином хлористоводневої кислоти і має рН 3,0-3,7. Стрихнін та інші препарати блювотного горіха збуджують ЦНС і в першу чергу підвищують рефлекторну збудливість. Під впливом стрихніну рефлекторні реакції стають більш генералізованими, при великих дозах стрихніну різні подразники викликають появу сильних болючих тетанічних судом. У терапевтичних дозах стрихнін надає стимулюючу дію на органи почуттів (загострює зір, смак, слух, тактильні відчуття), збуджує судиноруховий і дихальний центри, тонізує скелетну мускулатуру, а також м'яз серця, стимулює процеси обміну, підвищує чутливість сітківки ока. Дія стрихніну пов'язано з полегшенням проведення збудження в межнейроннихсінапсах спинного мозку. Він діє переважно в області вставних нейронів. За сучасними уявленнями стрихнін блокує дію амінокислотних нейромедіаторів, головним чином гліцину, що грають роль гальмуючих чинників у передачі збудження в постсинаптичних нервових закінченнях у спинному мозку. Блокуючи гальмування, стрихнін надає таким чином «збудливий» ефект. Застосовують стрихнін як тонізуючий засіб при загальному зниженні процесів обміну, швидкої стомлюваності, гіпотонічній хворобі, ослабленні серцевої діяльності на грунті інтоксикацій та інфекцій, при деяких функціональних порушеннях зорового апарату (амбліопія, амавроз та ін); при парезах і паралічах (зокрема, дифтерійного походження у дітей), при атонії шлунка і т. п. Раніше їм широко користувалися для лікування гострих отруєнь барбітуратами; тепер для цієї мети в основному застосовується бемегрид.
3.3 тубокурарин
Найнебезпечніший в світі старовинний південно-американський Стрельни отрута, що готується, головним чином, з кори рослини Strychnos toxifera.
Індіанці Гвіани і річки Амазонка змащують ним кінці стріл. Тварина при пораненні стрілою з кураре втрачає рухливість і гине від зупинки дихання. Алкалоїди, що входять до кураре, біологічно не активні при попаданні в організм через шлунково-кишковий тракт. Таким чином, м'ясо тварин, отруєних отрутою кураре, придатне для використання в їжу. Отрута паралізує закінчення рухових нервів всіх поперечно-смугастих м'язів, а отже і м'язів, завідувачів диханням, і смерть настає від задухи при майже непорушеному свідомості. При вельми малих дозах, можливо повернути до життя підтриманням штучного дихання (отрута виділяється нирками). Для отруєння досить подряпини в шкірі. Застосовується у фізіологічній практиці і для знерухомлення експериментальних тварин. (Яд викликає параліч центральної нервової системи, спазми м'язів і судин), приводячи тим самим до болісної, але швидкої смерті (5-10 хвилин).
4. Білкові отрути
4.1 Ботулінічний токсин
Білок з молекулярної масою 150000. Продукується паличкою Clostridium botulinum. Кристалічний нейротоксин типу А, виділений у вигляді безбарвних голок, являє собою двудоменную глобулу, до складу якої включено 1296 амінокислотних залишків. Домени А (з молекулярною масою 51000) і В (з молекулярною масою 99 000) є лінійними поліпептидами, пов'язані один з одним одним дисульфідними містками.
Вражаюча дія токсину пов'язано з порушенням нервово-м'язової передачі і є результатом блокади виділення ацетилхоліну з синаптичних пухирців у синапсах периферичної та центральної нервової системи. Домен В при цьому відповідає за транспорт ботулотоксину в організмі, рецепцію на пресинаптической мембрані нейрона і структурну перебудову околорецепторного ділянки цієї мембрани з формуванням на ній трансмембранного каналу. Домен А, звільнився в результаті відновлення дисульфідній зв'язку, проникає з цього каналу в цитоплазму нервової клітини і перешкоджає виділенню медіатора. Це веде до переривання міжнейронної передачі нервових імпульсів. Така блокада нервово-м'язової передачі проявляється в парасимпатичних ефекти.
Харчове отруєння БТА завжди пов'язане з наявністю прихованого періоду дії, тривалість якого залежить від прийнятої дози і становить від декількох годин при ураженні самим токсином, до 2-3 діб при вживанні в їжу заражених їм продуктів.
Ознаки ураження з'являються раптово і починаються з відчуття слабкості, загальної пригніченості, нудоти, а потім і частої повторної блювоти. Через 3-4 години після початку розвитку симптомів спостерігається запаморочення, зіниці очей розширюються і перестають реагувати на зовнішні подразники. Зір стає невиразним: уражене бачить усе довколишнє ніби в тумані; часто розвивається двоїння в очах.
Наступні симптоми пов'язані з припиненням функцій слинних і потових залоз. Шкіра стає сухою, відчуваються сухість у роті і спрага, сильні болі в шлунку. Виникають труднощі в ковтанні їжі і навіть води: настає параліч ковтальної мускулатури. Мова ураженого стає невиразною, голос дуже слабким. Іноді можуть наблюдатеся розлади дихання і судоми.
Аналогічна симптоматика характерна при попаданні аерозолів ботулинических токсинів через органи дихання і через шлунково-кишкового тракту, а також при введенні екзотоксинів в кров'яне русло. У випадку летальних доз смерть настає через кілька діб в результаті паралічу дихальної мускулатури і серцевого м'яза. При декількох летальних дозах токсину симптоматика "змазана" у часі і смерть може настати через дві-три доби, а при 100-1000 летальних дозах - протягом декількох годин. При нелетальних дозах повне одужання наступає нескоро: місцеві паралічі м'язів, іннервіруемих лицьовими нервами і двоїння в очах тривають місяцями. Активується протеазами, тому пероральна токсичність вище ніж інші. Введення мишам в / б 100000 ЛД50 активованого ботулінічного токсину викликає смерть тварин протягом 1 години, від дози 1000 ЛД50 миші гинуть протягом 2,5 годин, а від дози 100 ЛД50 - за 3,5 години. При пероральному введенні той же ефект досягається введенням в 100 разів меншої кількості активованого нейротоксин.
ЛД50 БТА для мишей (внутрішньочеревно) = 0,000 000 425 мг / кг для кристалічного токсину. Суміш токсину із супутнім йому геммаглютініном (молекулярна маса комплексу 900000) характеризується дещо меншою токсичністю. Так, для природного ботулінічного екзотоксину типу А ЛД50 = 0,000 0015 мг / кг (миші, внутрішньоочеревинно).
Висока токсичність і доступність ботулинических екзотоксинів зумовили розгляд їх у США, Великобританії та Канаді в 60-70-х роках як хімагентов несмертельної дії. У результаті багаторічних досліджень до 1975 року аморфний ботулотоксин типу А був прийнятий на озброєння армії США під шифром XR. Запаси токсину зберігаються в арсеналі Пайн-Блафф (штат Арканзас).
Бойове призначення БТА - знищення живої сили супротивника. Досягнення цієї мети передбачається насамперед аерогенним зараженням приземного шару атмосфери порошкоподібною XR з генератора аерозолів або гелеобразних токсинами рецептурами з дисперсійних бойових приладів авіації. Відносна токсичність при інгаляції для людини LCt50 = 0,000 02 мг · хв / л для сухого XR і 0,0001 мг · хв / л - для його рецептур. Період прихованої дії складає декілька годин, летальний результат може наступити протягом 1-3 діб. Аерозоль не втрачає вражаючих властивостей у повітрі до 12 годин. Токсин може бути використаний також у засобах мікстових поразок. Підшкірні токсодоза для людини (орієнтовно) ЛД50 = 0,000002-0,00004 мг / кг. Період прихованої дії і терміни летального дії коротше, ніж при інгаляції і складають від декількох десятків хвилин до декількох годин. Не можна також виключати можливість диверсійного зараження токсином питної води і продуктів харчування. Для людини пероральна токсодоза ЛД50 = 0,0000057 мг / кг. Таким чином, БТА - найбільш токсична із всіх відомих на сьогоднішній день смертоносних речовин природного і інтетіческого походження.
За зовнішнім виглядом XR - дрібний порошок сірого кольору без смаку і запаху. Гігроскопічний і утворює у воді, водних розчинах солей і кислот (рН 2-7) стабільний ліофільні гелі з концентрацією XR 1-2,5 г / л. У сухому вигляді стійкий на сонячному світлі при температурі від -30 до +50 С і інертний до гнильним бактеріям. У темряві при низькій температурі і в безкисневому атмосфері може збережуться протягом декількох років. Можливо зберігання XR у вигляді токсичних рецептур - кислих ліофільних гелів з добавкою консервантів (білків і полісахаридів). Терміни зберігання рецептур у темряві при 0-4 С - до 13 років.
Хімічні властивості XR аналогічні для всіх токсинів. Він має задовільну термічну стійкість, витримує 90-годинний пряме сонячне опромінення, щодо інертний до кислих і нейтральним водним середах. Так, в холодній воді непроточной XR зберігається протягом тижня. Гідроліз з утворенням нетоксичних поліпептидних фрагментів завершується при 80 С протягом 1 години; при 100 С - за 10-15 хвилин. Швидкість гідролізу дещо зростає в лужних середовищах. Дезактивація XR може бути досягнута водними розчинами речовин окислювально-хлорують дії з вмістом активного хлору 100-350 мг / л: наприклад 0,1-0,2% розчинами хлорамінів і гипохлоритов. Особливо легко дезактивують XR розчини формальдегіду (формаліну): після обробки заражених поверхонь 10-40% формаліном токсичність знижується на 99% протягом однієї хвилини.
Здатність XR флюоресціровать в УФ-променях дозволяє здійснювати інструментальну неспецифічну індикацію токсину. Ідентифікація БТА утруднена, оскільки зовнішні ознаки застосування можуть бути відсутні, а специфічна індикація можлива тільки з застосуванням методів імунобіологічного аналізу, що вимагають значного часу.
4.2 Палітоксін
Отрута небілкової природи. Міститься в шестипроменева коралах зоонтаріях (Polithoa toxica, P. tuberculosa, P. caribacorum та ін); можливо, продукується вірусом знаходяться в симбіозі з зоонтаріямі. Аборигени острова Таїті і Гавайських островів здавна використовували зоонтаріі для приготування отруєного зброї. Являє собою біле аморфна речовина; обмежено розчинний у диметилсульфоксиді, піридині і воді, погано - в спиртах, не розчинний в ацетоні, діетиловому ефірі і CHCl 3; розкладається при ~ 300 ° C; втрачає активність в сильнокислому і лужних середовищах.
Високотоксичний для теплокровних:
морські свинки, щури, мавпи - LD 50 (0,8-1,1) * 10 -4 мг / кг, внутрішньовенно
кролики - LD 50 0,2 * 10 -4 мг / кг, внутрішньовенно
людина - LD 50 (0,1-0,2) * 10 -4 мг / кг, внутрішньовенно
Володіє кардиотоксическим дією. Загибель спостерігається через 5-30 хвилин в результаті звуження коронарних судин і зупинки дихання. Ймовірно, механізм дії обумовлений його міцним зв'язуванням з Na, K-АТФ-ази клітин нервової тканини, серця, еритроцитів. Утворюються в місцях зв'язування в цитоплазматичних мембранах пори призводять до втрати клітинами іонів K + і Ca2 + та їх загибелі. Симптоми ураження частково знімаються введенням папаверину, аденозину і кортикостероїдів (всі викликають накопичення в клітинах цикло-АМФ).
4.3 батрахотоксин
Сильна отрута небілкової природи з групи стероїдних алкалоїдів. Міститься в шкірних залозах деяких видів жаб-древолазов з роду листолазів (Phyllobates); порівняно недавно речовини з групи батрахотоксин були виявлені у птахів Нової Гвінеї з родів Pitohui і Ifrita. Кристалічна речовина, розчинна у полярних органічних розчинниках, нерозчинні у воді. Розкладається в сільнощелочних середовищах. LD 50 0,002 мг / кг (миші, підшкірно), летальний результат через 8 хвилин. З усіх древолазов батрахотоксин були знайдені лише у п'яти видів роду листолазів (Phyllobates), три з яких мешкають в Колумбії. Найбільше змісту отрути зафіксовано у Phyllobates terribilis, в однієї особини може міститися до 500 мкг батрахотоксин, 300 мкг гомобатрахотоксіна і 200 мкг батрахотксініна А.
До теперішнього часу точно не встановлено, яким саме способом накопичується отруту в організмах древолазов. За однією з версій, він може міститися в деяких специфічних продуктах, що поглинаються древолаза в природному середовищі існування. У лабораторних умовах древолази можуть втратити отруйні властивості. У 2004 році в Новій Гвінеї був виявлений вид жуків, які містять досить багато батрахотоксин. За припущенням вчених, древолази цілком можуть харчуватися зустрічаються в Колумбії близькими родичами цих жуків, таким чином, накопичуючи отруту в своєму організмі [4]. За іншими версіями, отрута може синтезуватися самими древолаза або бактеріями-симбіонтом. Володіє сильним кардиотоксическим дією, викликаючи екстрасистолії та фібриляцію шлуночків серця; властиво також паралітичну дію на дихальну мускулатуру, серцевий м'яз і м'язи кінцівок. Стойко і необоротно підвищує проникність спочиває мембрани нервових і м'язових клітин для іонів Na +, викликаючи зміну електричного потенціалу клітини. При цьому блокується Аксоплазматичний транспорт, і клітка більше не може передавати нервові імпульси. При потраплянні в кров через слизову оболонку або тріщину в шкірі, отрута викликає аритмію (екстрасистолію), що веде до зупинки серця, в результаті якої настає летальний результат. Ефективного антидоту не знайдено. Сильний антагоніст - тетродотоксин. При комбінації з отрутою скорпіона токсичність отрути підвищується в 12 разів
Висновок
Люди завжди боялися отруйних рослин і тварин, наділяючи їх магічними властивостями. Однак вони вже давно з'ясували, що ті ж отрути можуть служити і ліками. Вже в Давньому Єгипті лікарі пользовали хворих біленої, стрихніном, опієм та коноплями. А середньовічні медики додавали в рецепти сушених скорпіонів і змій. Ті смертоносні істоти, отрути яких виявлялися для людини корисними, вивчалися особливо ретельно, знання про них накопичувалися тисячоліттями. Офіційно наукою токсінологію визнали лише в 1962 році.
Завдяки досвіду минулих поколінь сучасна медицина дуже швидко пристосувала для себе багато відомих раніше отрути. Взяте в малих дозах кураре виявилося надзвичайно важливим ліками. Вхідне до ця рослина речовина діє як міорелаксант: вводячи його хворому перед операцією, можна різко знизити дозу наркозу. Багато хто чув про укол ботокса, розслабляючому м'язи обличчя і таким чином розгладжує зморшки. В основі цього препарату лежать продукти життєдіяльності бактерій Clostridium botulinum - збудників смертельно небезпечного ботулізму. Ці приклади наочно показують важливість вивчення структури та механізмів впливу отрут на живі організми. У своєму рефераті я розглянув лише найбільш «грізні» представники світу отруйних речовин. У природі ще безліч менш отрутних, але не менш небезпечних отрут, які при належному вивченні зможуть перетворитися з нашого ворога, в помічника і друга.
Література
1. Александров В.М., Ємельянов В.І. "Отруйні речовини" М. Воениздат 1990
2. Журнал «Навколо Світу» Отруйна еволюція
3. Daly, JW & 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. І. Ємельянов. Хімічна енциклопедія