Ціаніди, тобто синильна кислота і її солі, - далеко не найсильніші отрути в природі. Однак вони безумовно найзнаменитіші і, мабуть, самі часто використовувані в книгах і кіно.
Історія ціанідів впевнено простежується практично від перших дійшли до нас письмових джерел. Стародавні єгиптяни, наприклад, використовували кісточки персика для отримання смертельно небезпечної есенції, яка в експонуються в Луврі папірусах називається просто «персиком».
Летально-персиковий синтез
Персик, як і ще дві з половиною сотні рослин, серед яких мигдаль, вишня, черешня, слива, відноситься до роду сливи. В кісточках плодів цих рослин міститься речовина амигдалин - глікозид, який чудово ілюструє поняття «летальний синтез». Цей термін не зовсім коректний, більш правильно було б назвати явище «летальним метаболізмом»: в його ході невинне (а іноді навіть корисне) з'єднання під дією ферментів і інших речовин розщеплюється до сильнодіючої отрути. У шлунку амигдалин піддається гідролізу, і від його молекули відщеплюється одна молекула глюкози - утворюється пруназин (деяке його кількість міститься в кісточках ягід і фруктів спочатку). Далі в роботу включаються ферментні системи (пруназин-β-глюкозидази), які «відкушують» останню що залишилася глюкозу, після чого від вихідної молекули залишається з'єднання манделонітріл. По суті, це метасоедіненіе, яке то склеюється в єдину молекулу, то знову розпадається на складові - бензальдегід (слабку отруту з полулетальной дозою, тобто дозою, що викликає загибель половини членів випробуваної групи, DL50 - 1,3 г / кг маси щурячого тіла) і синильну кислоту (DL50 - 3,7 мг / кг маси щурячого тіла). Саме ці дві речовини в парі забезпечують характерний запах гіркого мигдалю.
У медичній літературі немає жодного підтвердженого випадку смерті після поїдання персикових або абрикосових кісточок, хоча й описані випадки отруєння, які вимагали госпіталізації. І цьому є достатньо просте пояснення: для освіти отрути потрібні тільки сирі кісточки, а їх багато не з'їси. Чому сирі? Щоб амигдалин перетворився в синильну кислоту, необхідні ферменти, а під дією високої температури (сонячні промені, кип'ятіння, смаження) вони денатуруються. Так що компоти, варення і «розжарені» кісточки абсолютно безпечні. Чисто теоретично можливе отруєння настоянкою на свіжої вишні або абрикосах, оскільки денатуруючих факторів в цьому випадку немає. Але там в дію вступає інший механізм знешкодження утворюється синильної кислоти, описаний в кінці статті.
Колір небесний, синій колір Чому кислота називається синильної? Ціаногрупи в поєднанні з залізом дає насичений яскраво-синій колір. Найвідоміше з'єднання - берлінська лазур, суміш гексаціанофератів з ідеалізованої формулою Fe7 (CN) 18. Саме з цього барвника в 1704 році було виділено ціановодород. З нього ж отримав чистий синильну кислоту і визначив її структуру в 1782 році видатний шведський хімік Карл Вільгельм Шеєле. Як свідчить легенда, чотири роки по тому, в день свого весілля, Шеєле помер за робочим столом. Серед оточували його реактивів була і HCN.
військове минуле
Ефективність ціанідів для точкового усунення противника в усі часи манила військових. Але масштабні експерименти стали можливими тільки на початку XX століття, коли були розроблені методи виробництва ціанідів в промислових кількостях.
1 липня 1916 французи в боях біля річки Сомми вперше застосували ціаністий водень проти німецьких військ. Однак атака провалилася: пари HCN легший за повітря і швидко зникали при високій температурі, так що «хлорний» фокус зі стелеться по землі зловісним хмарою повторити не вдалося. Спроби погіршити ціановодород трихлористе миш'яком, хлорним оловом і хлороформом не увінчалися успіхом, так що про застосування ціанідів довелося забути. Точніше, відкласти - до Другої світової.
Німецька хімічна школа і хімічна промисловість на початку XX століття не знали собі рівних. На благо країни працювали видатні вчені, в тому числі нобелівський лауреат 1918 Фріц Габер. Під його керівництвом група дослідників новоствореного «Німецького товариства боротьби з шкідниками» (Degesch) модифікувала синильну кислоту, яка з кінця XIX століття використовувалася в якості фумігантів. Щоб знизити летючість з'єднання, німецькі хіміки використовували адсорбент. Перед застосуванням гранули слід занурити в воду, щоб вивільнити накопичений в них інсектицид. Продукт отримав назву «Циклон». У 1922 році Degesch перейшла в одноосібне володіння компанії Degussa. У 1926 році на групу розробників був зареєстрований патент на другу, вельми успішну версію інсектициду - «Циклон Б», що відрізнявся більш потужним сорбентом, наявністю стабілізатора, а також ирританта, викликав роздратування очей - щоб уникнути випадкового отруєння.
Тим часом Габер активно просував ідею хімічної зброї ще з часів Першої світової, і багато його розробки мали чисто військове значення. «Якщо солдати на війні вмирають, то яка різниця - від чого саме», - говорив він. Наукова і ділова кар'єра Габера впевнено йшла в гору, і він наївно вважав, що заслуги перед Німеччиною давно зробили його повноправним німцем. Однак для розкручування нацистів він був перш за все євреєм. Габер став шукати роботу в інших країнах, але, незважаючи на всі його наукові заслуги, багато вчених не пробачили йому розробку хімічної зброї. Проте в 1933 році Габер з родиною виїхав до Франції, потім до Іспанії, потім до Швейцарії, де і помер в січні 1934 року народження, на щастя для себе не встигнувши побачити, для яких цілей нацисти використовували «Циклон Б».
модус операнди
Пари синильної кислоти не дуже ефективні як отрута при вдиханні, зате при вживанні всередину її солей DL50 - всього 2,5 мг / кг маси тіла (для ціаніду калію). Ціаніди блокують останній етап передачі протонів і електронів ланцюгом дихальних ферментів від окислюваних субстратів на кисень, тобто зупиняють клітинне дихання. Процес цей нешвидкий - хвилини навіть при надвисоких дозах. Але кінематограф, який показує швидке дію ціанідів, не бреше: перша фаза отруєння - втрата свідомості - дійсно настає через кілька секунд. Ще кілька хвилин триває агонія - судоми, підйом і падіння артеріального тиску, і лише потім настає зупинка дихання і серцевої діяльності.
При менших дозах можна навіть відстежити кілька періодів отруєння. Спочатку гіркий присмак і печіння в роті, слинотеча, нудота, головний біль, почастішання дихання, порушення координації рухів, наростаюча слабкість. Пізніше приєднується болісна задишка, кисню тканинам не вистачає, так що мозок дає команду на почастішання і поглиблення дихання (це дуже характерний симптом). Поступово дихання пригнічується, з'являється ще один характерний симптом - короткий вдих і дуже довгий видих. Пульс стає більш рідкісним, тиск падає, зіниці розширюються, шкіра і слизові рожевіють, а не синіють або бліднуть, як в інших випадках гіпоксії. Якщо доза несмертельна, цим все і обмежується, через кілька годин симптоми зникають. В іншому випадку настає черга втрати свідомості і судом, а потім виникає аритмія, можлива зупинка серця. Іноді розвивається параліч і тривала (до декількох діб) кома.
Чи не лікує, а калічить! Амігдалин користується популярністю у околомедицинских шарлатанів, які називають себе представниками альтернативної медицини. З 1961 року під маркою «лаетріл» або під назвою «Вітамін В17» напівсинтетичний аналог амигдалина активно просувається як «засіб для лікування раку». Ніякої наукової основи під цим немає. У 2005 році в журналі Annals of Pharmacotherapy був описаний випадок важкого отруєння ціанідами: 68-річний пацієнт приймав «лаетріл», а також гіпердози вітаміну С, розраховуючи на посилення профілактичного ефекту. Як виявилося, подібне поєднання веде рівно в протилежну від здоров'я сторону.
Отруєного - отруй
Ціаніди мають дуже високу спорідненість до тривалентного заліза, саме тому вони спрямовуються в клітини до дихальних ферментів. Так що ідея «підсадної качки» для отрути витала в повітрі. Першими її реалізували в 1929 році румунські дослідники Младовеану і Георгіу, які спочатку отруїли собаку смертельною дозою ціаніду, а потім врятували її внутрішньовенним введенням нітриту натрію. Це зараз харчову добавку Е250 шельмують все, кому не лінь, а тварина, між іншим, вижило: нітрит натрію в зв'язці з гемоглобіном утворює метгемоглобін, на який ціаніди в крові «клюють» краще, ніж на дихальні ферменти, за якими ще потрібно пробратися всередину клітини.
Нітрити окислюють гемоглобін дуже швидко, так що один з найефективніших антидотів (протиотрут) - амилнитрит, ізоаміловий ефір азотної кислоти - досить просто вдихнути з ватки, як нашатирний спирт. Пізніше з'ясувалося, що метгемоглобін не тільки пов'язує циркулюючі в крові ціанід-іони, а й розблокує «закриті» ними дихальні ферменти. До групи метгемоглобинообразователей, правда, вже більш повільних, входить і барвник метиленовий синій (відомий як «синька»).
Є і зворотна сторона медалі: при внутрішньовенному введенні нітрити і самі стають отрутами. Так що насичувати кров метгемоглобіном можна лише при суворому контролі його змісту, не більше 25-30% від загальної маси гемоглобіну. Є і ще один нюанс: реакція зв'язування оборотна, тобто через деякий час утворився комплекс розпадеться і ціанід-іони кинуться всередину клітин до своїх традиційних мішенях. Так що потрібна ще одна лінія оборони, в якості якої застосовують, наприклад, з'єднання кобальту (кобальтова сіль етилендіамінтетраоцтової кислоти, гідроксікобаламін - один з вітамінів В12), а також антикоагулянт гепарин, бета-оксіетілметіленамін, гідрохінон, тіосульфат натрію.
Мигдаль і інші Амігдалин міститься в рослинах сімейства розоцвітих (рід зливу - вишня, алича, сакура, черешня, персик, абрикос, мигдаль, черемха, слива), а також в представниках сімейств злаки, бобові, адоксових (рід бузина), льнових (рід льон), молочайні (рід маніок). Зміст амигдалина в ягодах і фруктах залежить від безлічі різних факторів. Так, в насінні яблук його може бути від 1 до 4 мг / кг. У свіжовичавленому яблучному соку - 0,01-0,04 мг / мл, а в пакетованому соку - 0,001-0,007 мл / мл. Для порівняння: абрикосові кісточки містять 89-2170 мг / кг.
казус Распутіна
Але найцікавіший антидот набагато простіше і доступніше. Хіміки ще в кінці XIX століття помітили, що ціаніди перетворюються на нетоксичні сполуки при взаємодії з цукром (особливо ефективно це відбувається в розчині). Механізм цього явища в 1915 році пояснили німецькі вчені Рупп і Гольце: ціаніди, реагуючи з речовинами, що містять альдегідну групу, утворюють ціангідріни. Такі групи є в глюкозі, і амигдалин, згаданий на початку статті, по суті являє собою нейтралізований глюкозою ціанід.
Якби про це було відомо князю Юсупову або комусь із приєдналися до нього змовників - Пуришкевичем або великому князю Дмитру Павловичу, вони не стали б начиняти тістечка (де сахароза вже Гідролізований до глюкози) і вино (де глюкоза теж є), призначені для частування Григорія Распутіна, ціаністим калієм. Втім, є думка, що його і не труїли зовсім, а розповідь про отруту з'явився для заплутування слідства. Отрути в шлунку «царського одного" не виявили, але це зовсім нічого не означає - ціангідріни там ніхто не шукав.
У глюкози є свої плюси: наприклад, вона здатна відновлювати гемоглобін. Це виявляється дуже до речі для «підхоплення» від'єднується ціанід-іонів при використанні нітритів та інших «отруйних антидотів». Є навіть готовий препарат, «хромосмон» - 1% -ний розчин метиленового синього в 25% -ному розчині глюкози. Але є і прикрі мінуси. По-перше, ціангідріни утворюються повільно, набагато повільніше, ніж метгемоглобін. По-друге, вони утворюються тільки в крові і тільки до того, як отрута проникне в клітини до дихальних ферментів. Крім того, закусити ціаністий калій шматком цукру не вийде: сахароза не реагує з ціанідами безпосередньо, потрібно, щоб спочатку вона розпалася на глюкозу з фруктозою. Так що якщо ви побоюєтеся отруєння ціанідами, краще носити з собою ампулу амилнитрита - розчавити в хустці і подихати 10-15 с. А потім можна викликати «швидку» і поскаржитися, що вас отруїли ціанідами. Ото ж бо лікарі здивуються!
Автор статті - лікар-токсиколог, науковий редактор журналу «Російські аптеки»
Стаття «З запахом гіркого мигдалю» опублікована в журналі «Популярна механіка» ( №1, Январь 2016 ).
Чому сирі?Колір небесний, синій колір Чому кислота називається синильної?
