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「世界最毒物质排名」大概看看就行,别太当真

本帖由 漂亮的石头2015-07-16 发布。版面名称:知乎日报

  1. 漂亮的石头

    漂亮的石头 版主 管理成员

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    那些只需几毫克就能致死的剧毒物质究竟是怎么起作用的?


    之前看过一些类似“世界上最毒物质排行榜”,比如这种世界上最毒物质排名里面提到一些类似于钚,钋等化学元素,或者炭疽毒素氰化物类的,只需几毫克就能杀死一个人,或者一克就能杀死几千人之类的,对化学了解不多,因此很疑惑:

    1. 这类文章中的描述属实吗?

    2. 如果是真的,就这么一丁点少的几乎看不见的剧毒物质,是怎么杀死一个活蹦乱跳的大活人的?

    [​IMG] 龙草,实在不知道专栏能写啥

    1. 描述属实吗?

    不太严谨。

    主要是排名不太全,而且致死量那部分有点夸张了。就拿 1g 氰化钾来说,倒是有可能让 500 人产生中毒反应,但是这 500 人是不是全都能死,这个还真的不好说。一般认为是 50-100mg 剂量的氰化钾,可以导致剧烈的急性中毒反应,而且不及时救治就会导致死亡。

    不过毒鼠强可能并没有夸张太多,毒鼠强本身的毒性要比氰化钾强很多。但主要是简单地说 1g 可以毒死多少人这个并不是描述毒物急性毒性的严谨说法,所以其实也没法换算。

    描述毒性最常用的是半数致死量 / 半数致死浓度,LD50/LC50,也就是受试动物中有一半被毒死时的给药剂量。虽然也有绝对致死量,LD100,也就是受试动物全部被毒死时的给药剂量这个概念,但是这个数值意义并不大,因为绝对致死量可能已经远远超过平均的耐受剂量了。

    所以这篇文章你可以大概看看,知道这些东西都很毒很毒,而且确实也很毒很毒。这个排名顺序上还是有点问题的,如果要完全按照 LD50 来排的话,比如如果是纯净的 TETS(毒鼠强主要成分),那么毒性是要比尼古丁大的,而且肉毒杆菌毒素的毒性也要比钋 210 大。而且那个 1g 能毒死多少人的说法并不严谨,就这么大致理解一下吧,当个好玩的课外知识可以,不要太认真了。

    2. 如何把大活人搞坏掉?

    大活人实在是太容易坏掉了。

    人体是一个有机的整体,各个功能部分之间处在一种动态的平衡之中。这样的结构有一个好处,即人体系统有非常好的健壮性(或者用控制论的黑话:鲁棒性,Robustness),人体可以应对非常多的危险而保持相对稳定和功能完整。

    但同时这也造成了另一个缺陷,就是人体内的几乎任何一个问题,其对整个系统的影响不是孤立的——比如我脑子坏了,其产生的危害作用绝对不会仅限于大脑本身;再比如我肺坏了,其危害也不会仅仅只影响肺。这就给毒物的存在提供了非常好的客观条件。

    a.

    一部分剧毒化合物有一种共同的特性是基本细胞毒性

    人体是一个有机的整体,构成人体的最基本单位是细胞。由各种分化的细胞形成组织,比如上皮组织啊,结缔组织啊。由各种组织组成器官,比如肝脏,肾脏这些。而由一系列器官组成系统,比如消化系统,循环系统,神经系统这些。

    毒物的毒性作用有很多种,分别作用在人体不同的结构层次上。比如说,强酸有毒,毒性在于其对上皮组织的腐蚀性。有机磷农药有毒,在于其可以阻碍胆碱酯酶发挥作用,使神经系统受到严重的损害。一氧化碳有毒,在于其可以结合血红蛋白,然后使血液中的氧气得不到利用缺氧而死。但是细胞毒性就不一样了,细胞毒性的定义是:由细胞或者化学物质引起的单纯的细胞杀伤事件,不依赖于凋亡或坏死的细胞死亡机理。他是直接作用于人体的最基本单元——细胞之上的毒性作用。

    就比如氰化物,其主要的毒性机理,是直接抑制细胞本身的有氧呼吸过程,使细胞自身窒息而死——并不是血红蛋白无法利用血液中的氧气,而是细胞本身的有氧呼吸过程被破坏,导致细胞大面积死亡。

    另外的细胞毒的例子,比如蓖麻毒素,其主要的毒性机理就是直接抑制细胞的蛋白质的合成过程,从而使细胞丧失本身的功能。

    另外放射性毒物实际上也是通过直接杀死细胞或者干扰细胞的核酸参与的过程来发挥作用的。

    不过个人认为放射性毒物就有点不那么“优雅”了,显得简单粗暴了一些。

    细胞和人一样,也有自己的“生活”,有其自身的新陈代谢以及其他的生理活动。而一旦这些过程被化学物质破坏,那么细胞就可能死亡。而细胞本身是人体最基本的单位,细胞出现大面积死亡后,人体也会出现巨大的问题,甚至最终死亡。

    b.

    另一部分剧毒化合物,比如上面的毒鼠强(TETS),或者肉毒杆菌毒素、沙林、VX 这些,则是在发挥急性神经毒性。

    神经系统可以说是人体最至关重要的系统,在机体内起关键的主导作用。机体内各个系统发挥功能,都需要依靠神经系统进行协调,所以一旦神经系统出现轻微的异常,就可能会导致整个机体出现严重的混乱

    毒鼠强的毒理作用并没有完全被明确,其在神经方面的作用,就是可以直接与 GABA 受体结合,完全阻断 γ - 氨基丁酸递质与受体的相互作用。而 γ - 氨基丁酸本身是一种神经抑制性递质,主要责任是抑制动物的活动:镇静、催眠、降压,减少能量损耗。其被毒鼠强阻断后,就意味着神经的抑制性作用减弱,结果就是神经元过度兴奋,整个人也会过度惊厥,甚至死亡。

    沙林,也就是甲氟膦酸异丙酯,主要也是神经毒性。沙林主要则是抑制胆碱酯酶的活性。乙酰胆碱是胆碱能神经细胞之间传递信息的递质,在传递完信息之后,它需要被胆碱酯酶分解掉。而如果胆碱酯酶的活性被抑制,乙酰胆碱会在体内蓄积,那么胆碱能神经就会持续性的异常兴奋。人体的胆碱能神经包括所有的运动神经,交感神经的节前纤维,全部的副交感神经,这些神经持续性兴奋的结果就是全身肌肉强直性收缩、痉挛;呕吐、极大量出汗、腹痛、大小便失禁等等,进一步则会导致死亡。

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