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《科学大众》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

创办于1937年,是我国创刊最早、影响最大的科普刊物之一。现由江苏省科技厅主管、江苏省科协主办。70多...

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潜伏在我们身边的毒

2013-10-13 15:06:31

如果你看过金庸的《笑傲江湖》,那么你对饲养五毒用来攻击敌人的五毒教一定印象深刻。这些常见的毒物是不是世界上最毒的毒呢?究竟哪种毒物稳坐毒界第一把交椅?那些潜伏在我们周围的毒物又如何影响着我们的身体健康呢?

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潜伏在我们身边的毒

□ 文/ 刘秀芳

 

世界毒物排行榜

一提到毒你会想到哪些呢?蛇毒、蝎子毒、蘑菇毒、河豚毒、砷化合物……总之,从古至今,区别并记录有毒、无毒的物质一直以来都是关乎生死的大事。实际上,美索不达米亚文明时期刻有楔形文字的泥板上和古埃及用于记录的莎草纸文书都有着关于毒的记载。那么,能不能用数值的大小来表示毒性的强弱呢?这是可以的。在毒理学中,对某种毒物的毒性强度,科学家们一般以“LD50”的值为基准进行计量。所谓LD50就是“半数致死量”的缩写。如果给动物投喂某剂量的毒物,预计其中半数的动物将死亡,这一剂量即为LD50,也即半数致死量。对人来说, 同样也有LD50。一般来说, 这个半数致死量往往与人的体重有关,因此常常以单位体重相对应的毒物剂量来标记LD50。比如, 某种毒物的LD50是每千克体重10毫克(记作 10mg/kg),也就意味着如果将600毫克该毒物给体重60千克的健康人分批服用,那么这个群体中将有半数的人死亡。

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在生物界,大名鼎鼎的眼镜王蛇1克蛇毒可以杀死1.5万人,当你把它的毒牙卡在杯子边上,毒液就会流到杯子里,如果你的嘴巴和消化道绝对无伤口的话,这个毒液可以直接喝下去,因为你的消化系统会把它分解掉。而目前已知最强的毒物是由“肉毒杆菌”制造出的“肉毒杆菌毒素”,不仅你的消化系统无法分解它,而且1克毒素足足可以杀死5 500万名成年人。肉毒杆菌毒素是一种神经毒素,因此肉毒杆菌食物中毒后,会出现手脚麻痹的症状,严重时呼吸肌也会麻痹并导致呼吸困难,甚至死亡。肉毒杆菌生活在土里,如果食物灭菌不完全,就有可能由此产生食物中毒。

 

很难区分毒与药

历史上比较著名的毒物,当属潘金莲毒死武大郎的砒霜了。砒霜属于砷的化合物“亚砷酸”, 是烈性毒素之―。砷,与磷的化学性质非常近似,因此当亚砷酸进入体内时,其中的砷能将磷置换出来,人体正常的代谢活动因此受阻。短时间内大量摄入亚砷酸的话,会造成呕吐、腹泻,甚至直接致死。

20世纪初,砷的衍生物,如砷凡钠明和新砷凡钠明,被用于治疗梅毒。20世纪50年代起,这种毒药甚至被加入到治疗失眠的药方里,服用此药的病人中有3%~ 1 0%的病人死亡,可谓是“虎狼之药”,这便是嘧氧硫砷。

为什么毒物也能起到药物的作用呢?为了解答这个问题,首先我们要详细了解“健康的身体”和“生病的身体”之间有着怎样的不同。以心脏为例,心脏124小时不停跳动,将血液输送至全身。为了顺利地泵出血液,构成心脏的心肌细胞是不能随意活动的,它们必须有规律地同步收缩。因此,在心脏内有“起搏细胞”,它通过用生物电刺激心脏,使心脏能够规律收缩。生物电的刺激,是通过位于心肌细胞细胞膜上的“钠离子通道”这种蛋白质的活动来传递的。这种蛋白质只允许钠离子从细胞外进入细胞内。钠离子通道打开后,钠离子进入细胞,就引起细胞内外的电位变化。受此影响,心肌细胞出现兴奋,并引发规律收缩。但是,一旦信息无法在细胞间正常传递,就会出现身体不适,“心律不齐”就是一例。心律不齐时,心脏不能规律跳动,泵血功能受阻,体循环也无法完成。由于起搏细胞等发生异常,收缩的指令不能很好地传递给心肌细胞,导致心肌细胞出现异常兴奋,进而形成心律不齐。

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河豚毒素可阻断钠离子通道,显示了它的药效和毒性。钠离子通过钠离子通道流入细胞内,使心肌细胞收缩。钠离子仅能从钠离子通道通过,而不能从钙离子通道通过。心肌细胞上有钠离子通道和钙离子通道这两种蛋白质。钠离子通道只允许钠离子通过,钙离子通道只允许钙离子通过。这 就是所谓蛋白质的“选择性”。各种离子通过这些通道流入心肌细胞,使心脏可以规律跳动。而存在于河豚体内的著名的河豚毒素,可以阻碍钠离子通道的工作,从而抑制这种异常兴奋,达到缓解心律不齐的目的。这也正是河豚毒素的毒性之所在。它进入人体后,会阻断全身的钠离子通道,使心肌、呼吸肌无法收缩,引发呼吸衰竭和心脏功能衰竭,最终致人死亡。某种物质对人有利的时候它就是药物,而对人有害的时候它就是毒物。也就是说,对于某种物质,很难准确地区分它究竟是药物还是毒物。

 

既是毒又是药

我们的生活空间里充满了毒物。比如秋天我们可能捡到的银杏,就含有一种叫做“4-0-甲基吡哆醇”的物质,过量摄入这种物质后可能会产生痉挛。过去,也有过量食用银杏果致人死亡的案例。正如著名德国医生帕拉塞尔斯所言“一切皆有毒,一切皆无毒,剂量是毒性的关键。”因此,要了解各种物质的合适用量,不要过于恐惧,也不应完全无畏。

目前,以毒物为基础研制新药的研究正在进行。在非洲有一种叫做黑曼巴蛇的毒蛇。这种蛇是世上毒蛇中体型最长、速度最快、毒性最强的杀手。它能以高达19千米/小时的速度追逐猎物,而且只需2滴毒液就可以致人死亡。更可怕的是,不管在任何时候,黑曼巴蛇的毒牙里都有20滴毒液,人类一旦被它咬到,几乎百分之百死亡。从名字来看,大家一定以为黑曼巴蛇是黑色的,其实这种蛇的身体并不黑,发黑的是它的一张大嘴。黑曼巴蛇的口腔是纯黑色的,十分恐怖。黑曼巴蛇的毒是一种极为烈性的神经毒素,半数致死量为0.18 mg/kg。这种蛇毒可阻碍大脑下达收缩和放松肌肉的指令,因此中毒后会出现手脚麻痹、呼吸困难的症状,不到10分钟,全身就会麻木,很快就会窒息死亡。这也是蛇毒中起效最快的一种。在对这种蛇毒的毒液进行深入分析后,科学家发现它的成分里含有一种物质,具有镇痛作用。它与现在所有已知的镇痛类药物完全不同,属于一种崭新的镇痛药。目前,缓解晚期癌症患者的剧烈疼痛,一般使用麻醉药品吗啡。黑曼巴蛇毒素的镇痛效果与吗啡相差无几,而且副作用更小(吗啡的副作用包括恶心、抑制呼吸等),产生药物成瘾的危险性也较低。这一发现为人类治疗疾病开启了一扇崭新的大门,不久的将来,我们或许可以用毒物来对付一些更加难以治愈的疾病。

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