Занимательная химия для детей и взрослых

Самые ядовитые из известных веществ – это токсины (от греч. toxikon – «яд»), яды (обычно белковые), вырабатываемые бактериями, растениями или животными. Для них величину LD₅₀ обычно выражают в микрограммах (миллионных долях грамма) на 1 кг массы животного (мкг/кг). Иногда приходится даже оперировать нанограммами (миллиардными долями грамма). Чемпионом среди токсинов является ботулинический токсин: для него LD₅₀= 0,03 нг/кг = 0,00003 мкг/кг. Это в 300 млн раз меньше, чем для цианистого калия! Ботулин – белок с молекулярной массой 150 000, вырабатываемый бактериями Clostridium botulinum, которые размножаются в испорченных либо неправильно хранящихся продуктах питания (колбасах, консервах и др.) в отсутствие кислорода. Кстати, само название токсина происходит от греческого слова botulus – «колбаса». Смерть обычно наступает из-за паралича дыхательной мускулатуры. К счастью, этот токсин не переносит повышенных температур и разрушается при кулинарной обработке. Этим и объясняется сравнительно редкое отравление ботулином. А вот с токсином столбняка – вторым по ядовитости соединением (LD₅₀ = 0,0001 мкг/кг) знакомы очень многие: его (в инактивированной форме) вводят во время прививок. Третье место по токсичности (LD₅₀ = 0,019 мкг/кг) занимает β-бунгаротоксин, который вырабатывается в организме змеи бунгарос (она водится в Южной Азии). Почти равен ему по ядовитости дифтерийный токсин, вырабатываемый дифтерийными бактериями, для него LD₅₀ = 0,024 мкг/кг. Для сравнения: величина LD₅₀ для токсина скорпиона (титьютотоксина; от латинского названия одного из видов скорпионов Tityus serrulatus) равна 9 мкг/кг, для токсина гремучей змеи Crotalus durissus terrificus (крототоксина) – 50 мкг/кг, для токсина очковой змеи (нейротоксина) – 75 мкг/кг, а смертельная для человека доза яда кобры составляет 200 мкг/кг.

Из небелковых токсинов самые ядовитые выделены из морских организмов. Их молекулярная масса значительно меньше; так, у палитоксина (он относится к классу поликетидов) она равна «всего» 2679, а LD₅₀ = 0,45 мкг/кг. Источник палитоксина – шестилучевые кораллы зоонтарии (Palythoa toxica и др.), от латинского названия которых образован это термин. Не исключено, что в действительности палитоксин продуцируется не самими кораллами, а вирусом, находящимся в симбиозе с кораллами. Аборигены Таити и Гавайских островов издавна использовали зоонтарии для приготовления отравленного оружия.

Еще более ядовиты майтотоксин (LD₅₀ = 0,05 мкг/кг) и сигуатоксин (LD₅₀ = 0,35 мкг/кг), с химической точки зрения – поликетиды. Название первого происходит от «майто» – так на Таити называют черную рыбу-хирурга, из внутренностей которой этот токсин впервые был выделен в 1971 г. Сигуатоксин был выделен из одноклеточных жгутиковых организмов (динофлагеллятов), которые обитают в некоторых видах планктона. При размножении этих микроорганизмов в воде скапливаются вещества, окрашивающие ее в ржаво-красный цвет; это явление известно с древнейших времен и получило название «красный прилив». Оно сопровождается массовой гибелью рыб и других морских организмов, а также отравлениями людей, употребляющих в пищу море продукты (яд накапливается в рыбах и моллюсках). Сигуатоксин выделен также из внутренностей многих видов рыб, например мурены и макрели, а название этого токсина происходит от испанского ciguatera – болезни, вызванной попаданием в организм токсина при употреблении в пищу таких рыб.

Палитоксин

Батрахотоксин (LD₅₀ = 2 мкг/кг) относится к другому классу органических соединений – стероидным спиртам. Он выделен из кожных желез маленькой, размером всего 2–3 см, колумбийской древесной лягушки. (По-гречески «лягушка» – batrachos; в связи с этим можно вспомнить пародийную древнегреческую поэму «Батрахомиомахия», в переводе – «Война мышей и лягушек».) Индейцы ядом из этих лягушек смазывали наконечники стрел. В США для выделения из лягушек яда и последующей расшифровки его строения была организована специальная экспедиция в Колумбию.

Майтотоксин

Примечательно, что организовала и непосредственно возглавила трудную и опасную экспедицию женщина, Марта Лэтам. Чтобы получить 11 мг яда, исследователям потребовалось выделить экстракт из кожи 5000 лягушек. Батрахотоксин, превосходящий по токсичности яд кураре, вызывает паралич сердца, дыхательной мускулатуры и мышц конечностей. В 1968 г. академик И. Л. Кнунянц и кандидат химических наук Н. А. Лошадкин опубликовали статью, в которой назвали батрахотоксин «самым сильным небелковым ядом в природе». Как видим, за прошедшие десятилетия он переместился по токсичности с первого места на четвертое.

Батрахотоксин