Poison story (2.) - Cyjanek

Dziewięcioletnia Emilie Tanay, mieszkająca z rodzicami we francuskim mieście Gruchet-le-Valasse, niedaleko Normandii zachorowała w czerwcu 1994 roku na zapalenie nosogardzieli - czyli przeziębienie. Nie było to wielkim problemem, dlatego rodzice zezwalają jej pobyć przez weekend u zaprzyjaźnionej rodziny Tocqueville'ów, których synowie chodzą do tej samej klasy co ona. Zbliża się właśnie koniec roku szkolnego, zaś lokalnym zwyczajem jest organizowanie zabawy wzorowanej na średniowiecznych karnawałach.
Dzieci przebierały się za rycerzy, książęta i księżniczki, mając zajęcie na cały dzień. Emilie przebrała się za klauna. Wreszcie wieczorem pan Jean-Michel, zabiera całą trójkę do domu. Tam pani Tocqueville, Sylvia, podaje dziewczynce łyżeczkę zawiesiny z antybiotykiem Josacine. Dziewczynka odchodzi i po paru minutach upada na podłogę w kuchni. Nie mogąc jej docucić, wzywają pogotowie, które zastaje dziewczynę w śpiączce. Po przewiezieniu do szpitala pomimo kilku prób reanimacji o godzinie 22:30, ponad dwie godziny od powrotu do domu, Emilie Tanay umiera.

Początkowo lekarze sądzą, że przyczyną tak nagłego zgonu jest wrodzona wada serca lub tętniak w mózgu, jednak jeden z nich prosi również o dostarczenie butelki leku, która została w domu. Gdy trwają jeszcze badania, nad ranem pielęgniarka oglądając butelkę zauważa dziwny, wygląd zawartości, oraz niemiły zapach amoniaku. Ponieważ wyniki sekcji nie potwierdziły wstępnych założeń, skupiono się badaniach toksykologicznych. Po pierwszym sensacyjnym artykule prasowym, wedle którego lek "Josacine 500" zabił dziewczynkę, w całym kraju powstaje panika.
Josacine inaczej Jozamycyna, to antybiotyk makrolidowy o szerokim spektrum działania, skuteczny wobec bakterii Gram-dodatnich, jak gronkowce czy paciorkowce, niektórych Gram-ujemnych jak Legionella, bakterii beztlenowych i pierwotniaków. Stosowany wobec bakteryjnego zapalenia gardła, zatok, oskrzeli i płuc, oraz liszai i wysypek skórnych. Jest uważany za środek stosunkowo bezpieczny, stąd zaskoczenie, że preparat podziałał na dziewczynkę tak piorunująco. Dopiero po kilku dniach badania toksykologiczne sprawiają, że sprawa przybiera całkiem inny obrót: dziewięciolatka zmarła w wyniku zatrucia cyjankiem potasu. Pierwszą teorią było zbrodnicze zatrucie leku, przez jakiegoś szaleńca. Historia notowała takie przypadki.

Gdy na przedmieściach Chicago we wrześniu 1982 roku, chora na grypę dwunastoletnia Mary Kellerman zmarła kilka minut po zażyciu popularnego środka przeciwzapalnego w kapsułkach - Tylenolu - też sądzono z początku, że to wynik niewykrytej wady wrodzonej. Dlatego też nikt nie skojarzył jej śmierci z przypadkiem 27-letniego Adama Janusa, który zmarł w szpitalu tego samego dnia, z początkowym rozpoznaniem zawału serca. Dopiero gdy dwoje jego krewnych zmarło kilka minut po zażyciu kapsułek na ból głowy przebadano preparat stwierdzając, że zawierały śmiertelną dawkę cyjanku potasu - niespełna 100 mg. Nastąpiła wówczas bezprecedensowa akcja wycofywania z aptek i wykupowania od klientów 31 milionów opakowań leku, co kosztowało firmę 125 milionów dolarów. Niestety zanim informacja rozprzestrzeniła się w mediach nastąpiły trzy kolejne zgony. Jak wykazało śledztwo, morderca kupił kilka butelek Tylenolu, napełnił kapsułki cyjankiem potasu, po czym odstawił butelki na półki kilka sklepów samoobsługowych w Chicago i okolicach. Jego tożsamości nie udało się jednak ustalić.

Hipotezę powtórki tamtej historii szybko jednak odrzucono - opakowania leku były dobrze zabezpieczone i nie dało się ich otworzyć i zamknąć tak, aby nie pozostawić śladów. Nie udało się też znaleźć dobrego motywu zabicia dziewczynki przez kogoś z obu rodzin. Wysunięto więc hipotezę, że dziewczynka zmarła przypadkowo, zaś zatrucie opakowania antybiotyku nastąpiło wcześniej, przez osobę chcącą otruć kogoś z rodziny Tocqueville'ów. Dopiero przesłuchania pod tym kątem nasunęły śledczym nowy trop.

Przez pewien czas Sylvia, pracownica urzędu miasta, prowadziła romans z Jean-Marc
Deperroisem, zastępcą burmistrza, znanym biznesmenem. Dla niej romans szybko się kończy, on jednak nie tylko chce go kontynuować, ale pragnie ułożyć sobie z nią życie, wręcz żąda aby rozwiodła się z mężem i została z nim. Mąż Sylvi, Jean-Michel, często choruje, dzień wcześniej miał atak duszności. Podczas rozmów w biurze, Sylvia wspomina o tym przy nim, mówiąc że mąż musi znów zażywać leki. W dodatku prowadząc firmę produkującą i instalującą kamery termowizyjne, Deperrois kilka miesięcy wcześniej kupił znaczną ilość cyjanku potasu. Gdy wreszcie okazuje się, że nie ma alibi na kilka godzin krytycznego dnia, zaś sąsiedzi widzieli go, jak wychodził z domu byłej kochanki w rękawiczkach, posługując się kluczem który zniknął z jej torebki, Deperrois staje się głównym podejrzanym. Ale czy to on zabił? I dlaczego właściwie cyjanek potasu jest tak silną, wręcz piorunującą trucizną?

Cyjanki to związki zawierające nieorganiczny anion, będący połączeniem węgla i azotu.

Pomiędzy atomami występuje wiązanie potrójne -C ≡ N. Dimer tego jonu - dwucyjan, jest gazem o bardzo wysokiej temperaturze płomienia, sięgającej 4 tysięcy stopni. Związki organiczne zawierające tą grupę, to nitryle, jednak skupmy się na solach nieorganicznych.
Cyjanek potasu to krystaliczny, biały proszek, łatwo rozpuszczalny w wodzie z częściową hydrolizą. Stopniowy rozkład pod wpływem wilgoci sprawia, że ma wyraźny zapach gorzkich migdałów, jakim odznacza się wydzielający cyjanowodór, aczkolwiek pewien procent ludzkości go nie wyczuwa.
Odkryto go podczas badania składu niebieskiego pigmentu Błękitu Pruskiego, stąd zarówno nazwa popularna - kwas pruski - jak i naukowa od greckiego kyanos co znaczy "niebieski". Szerzej całą historię opisałem w jednej z wcześniejszych notek.

Wyjątkowo silne właściwości trujące cyjanków wiążą się ze zdolnością do tworzenia kompleksów z żelazem. Jony żelaza stanowią kofaktory wielu enzymów, a najważniejszym z nich jest oksydaza cytochromowa. Jest to enzym zawarty w mitochondrium odpowiedzialny za przebieg oddychania komórkowego. Jon żelaza III po przyjęciu liganda cyjankowego staje się nieaktywny, nie mogąc przekazywać elektronów pobranych z tlenu co hamuje dalsze reakcje metaboliczne. Zatruta komórka dusi się od środka, co gdy jest ich dużo prowadzi do śmierci organizmu. Z tego powodu można nazwać cyjanek "czadem w proszku". Dwie cząsteczki cyjanku blokują jedną cząsteczkę enzymu.
Ponieważ anion cyjankowy łatwo wnika do komórek, łatwo sobie wyobrazić, że niewielka ilość związku wystarcza, aby zablokować i udusić dużą ich ilość. Ostatecznie za narząd krytyczny uważa się serce - zgon następuje najprawdopodobniej w wyniku uszkodzenia i zatrzymania mięśnia sercowego, choć podaje się też że przyczyną jest porażenie ośrodka oddechowego.
Organizm w pewnym stopniu może się jednak bronić - mitochondria zawierają również specyficzny enzym siarkotransferazy tiosiarczanowej (lub też sulfotransferazy a dawniej też nazywano go rodanazą), który reaguje z cyjankami przekształcając je w mniej toksyczne związki. Odbywa się to w dwóch etapach: najpierw zawierająca siarkę cysteina, w łańcuchu białkowym enzymu, reaguje z jonami tiosiarczanowymi, zawartymi w ustroju, tworząc formę z jonem disiarczkowym. Ta z kolei łączy się z cyjankiem, zamieniając go w tiocyjanian:

Jon tiocyjanianowy, S=C=N-, nazywany dawniej rodankowym, jest kilkaset razy mniej toksyczny od cyjankowego. Dla cyjanków wartość LD 50, czyli dawki zabijającej połowę populacji, wynosi 1mg/kg masy ciała, zatem dla dorosłych jest to około 60-70 mg, zaś dawką "pewną" jest 100-150 mg, co powinno zabić każdego. To mniej niż łyżeczka.
Natomiast dla tiocyjanianów podaje się wartość LD 50 wynoszącą 865 mg/kg masy ciała, więc dawka dla dorosłego to kilkanaście gramów. Zamiana jednego związku w drugi wywołuje zatem dramatyczny spadek toksyczności. Jak jednak łatwo zauważyć, aby ten sposób odtruwania mógł działać, w organizmie musi być obecna odpowiednio duża ilość siarki, zarówno nieorganicznej jak i w cysteinie, w przeciwnym razie nie zachodzi pierwszy etap reakcji. Dlatego zatrucie następuje wówczas, gdy ta naturalna ochrona zostaje przełamana. Największą aktywność enzymu, a więc jego zawartość, stwierdzono w wątrobie i to tam, po wchłonięciu z jelita, następuje usuwanie toksyny. U szczurów i królików aktywność enzymu jest kilkukrotnie wyższa niż u człowieka, zaś u psów niższa.

Przebieg zatrucia jest zazwyczaj następujący: po połknięciu cyjanek rozkłada się w kwaśnym środowisku żołądka, z wydzieleniem cyjanowodoru. Pokazywany na filmach objaw piany występującej na usta, to zapewne wynik podrażnienia żołądka i przełyku, choć nie pojawia się w każdym przypadku. Jony cyjankowe, które nie zostały zsiarkowane po wchłonięciu z jelit trafiają do krwi, wraz z którą są rozprowadzane po organizmie. Dla podtrucia małymi dawkami pojawiają się takie objawy, jak przyspieszony oddech, bóle głowy, podwyższone ciśnienie, szybkie bicie serca, wymioty, osłabienie. Dla dawek wyższych serce zwalnia, ciśnienie gwałtownie spada, pojawiają się drgawki i utrata przytomności, uszkodzone zostają płuca. Wdychanie cyjanowodoru w dawkach pod-krytycznych może spowodować śmierć po kilku dniach z powodu obrzęku płuc. Po zażyciu śmiertelnej dawki objawy są jeszcze bardziej nasilone, zaś śmierć następuje w ciągu kilku-kilkunastu minut.[1] Przy narażeniu na duże stężenia cyjanowodoru następuje natychmiastowe porażenie oddechu i szybka śmierć w wyniku uduszenia. U osób wystawionych na przewlekły kontakt z małymi dawkami, z czasem rozwijają się uszkodzenia serca i mózgu, zaś objawy utraty lub osłabienia pamięci, i przewlekłego zmęczenia, mogą dawać o sobie znać jeszcze w kilka lat po zatruciu.
Po zgonie obserwuje się czerwone lub karminowe zabarwienie skóry i tej samej barwy plamy opadowe. Jest to związane z brakiem odtleniania krwi tętniczej przez zatrute tkanki. Natleniona krew o barwie czerwonej wypełnia żyły, zastępując niebieskawą krew odtlenioną, co wpływa na kolor skóry. Podczas sekcji zwłok daje się wyzuwać zapach gorzkich migdałów, natomiast w oddechu wyczuwalny jest amoniak, będący jednym z produktów rozkładu cyjanków.

Z powody tych właściwości, cyjanek potasu był chętnie stosowaną trutką na szczury, owady i ludzi. Obraz piorunującej trucizny, zabijającej w ciągu kilkunastu sekund - a więc zdecydowanie za szybko - utrwaliły powieści kryminalne, gdzie był to wygodny literacko sposób na szybkie i bezkrwawe usunięcie postaci. Nawet Agatha Christie, mimo pielęgniarskiego wykształcenia, opisywała tą truciznę w ten sposób. Tylko raz opisała pełny przebieg gwałtownego zatrucia, z wszystkimi okropnymi objawami, ale tam (w "Tajemniczej Historii w Syles") chodziło o strychninę. Była to zresztą jej pierwsza powieść. W kolejnych upraszczała sprawę na ile się dało, aby uniknąć drastycznych szczegółów, stąd w Dziesięciorgu Murzynków (przerobionej potem na "I nie było już nikogo" z powodu obaw o oskarżenie o rasizm), śmierć od cyjanku zostaje przedstawiona jak zakrztuszenie (aczkolwiek trzeba jej przyznać, że cyjanek w inhalatorze astmatyka, opisany w jednej z powieści, to genialny pomysł).
Z innych przykładów należy wymienić opowiadanie Raymonda Chandlera "Gaz skazańców" (w oryginale "Nevada Gas" z powodu wykorzystania w tamtym stanie do kary śmierci), gdzie cyjanowodór wpuszczony na tył uszczelnionej limuzyny służy do usuwania niewygodnych osób.

Zanotowano też liczne przypadki samobójstw i morderstw dokonanych przy jego użyciu. Znane są historię o tabletkach lub kapsułkach z cyjankiem, noszonych przez ludzi podziemia w czasie wojny, aby popełniając samobójstwo po aresztowaniu zminimalizować ryzyko, że jakaś szczególnie wyrafinowana tortura wydusi z nich nazwiska innych. Spotkałem się nawet kiedyś z historią AK-owca, który truł się tak i był odratowywany dwa razy. W identyczny sposób po przegranej Niemiec truli się najwyżsi hitlerowscy dygnitarze.
Do najbardziej jednak znanych zbrodniczych zastosowań, należy masowe zagazowywanie cyjanowodorem więźniów obozów koncentracyjnych podczas II wojny światowej. Stosowany tam środek, Cyklon-B pierwotnie służył do odwszawiania, jednak łatwość z jaką można było przy jego pomocy usunąć dużą grupę ludzi sprawiła, że został wykorzystany do przeprowadzenia "ostatecznego rozwiązania kwestii żydowskiej". Preparat miał postać zapuszkowanych granulek ziemi okrzemkowej, lub kredy a w niektórych wersjach nawet krążków drewna, nasączonych ciekłym cyjanowodorem, uwalnianym przy lekkim ogrzaniu. Szacuje się że cyjanowodór w takiej postaci posłużył do zabicia miliona ludzi.


W związku z wycofywaniem nieorganicznych cyjanków z wielu procesów technologicznych, niewiele pozostaje źródeł zatrucia. Notowano zatrucia związane z fałszowaniem rozpuszczalników do użytku domowego i zmywaczy do paznokci acetonitrylem, który jest metabolizowany do cyjanków. Pewne związki rozkładające się do cyjanków, były używane jako insektycydy, jednak stosuje się je coraz rzadziej. W przemyśle cyjanki służą między innymi do wyodrębniania złota ze złóż. Złoto reaguje z nimi tworząc rozpuszczalny kompleks:

4 Au + 8 NaCN + O ₂ + 2 H ₂ O → 4 Na [Au (CN) _2] + 4 NaOH

Proces jest jednak niebezpieczny dla pracowników i groźny dla środowiska. Po katastrofie rumuńskiej kopalni złota w Maia Baro w 2000 roku, gdzie wyciek wody zawierającej do 100 ton cyjanków zabił ryby w Cisie i Dunaju, organizacje ekologiczne starają się aby wycofano ten proces.

Mimo wszystko najczęściej spotykanym źródłem cyjanków, są rośliny zawierające glikozydy cyjanogenne. Glikozydy są wytwarzane jako element obrony przed roślinożercami, niektóre rośliny zielne gromadzą je w liściach, natomiast wiele roślin których owoce zawierają twardą pestkę, gromadzą glikozydy w pestkach. Roślinożerca, który zjada taki owoc powinien szybko nauczyć się, że pestek się nie rozgryza, wobec czego wędrują w jego przewodzie pokarmowym i nienaruszone wydostają się w całkiem innym miejscu, rozsiewając roślinę. Najbardziej znanym przykładem jest Amigdalina, zawarta w pestkach roślin z rodzaju śliwa (Prunus) wraz z Prunazyną, a w pewnym stopniu również w pestkach innych Różowatych (Rosaceae). W niektórych występuje w znacznych ilościach, podaje się że 1 g pestek wiśni zawiera 1,7 mg amigdaliny, w gorzkich migdałach do 4,5 mg glikozydu, co przekłada się po rozkładzie w organizmie na 1 mg cyjanku na migdał. Łatwo zatem policzyć, że teoretycznie dawka śmiertelna dla dorosłego człowieka, to 50-60 migdałów, co jednak wobec wybitnie gorzkiego smaku jest trudne do osiągnięcia - ale nie niemożliwe, notowano już takie przypadki. W przypadku dziecka dawką śmiertelną może być nawet 10 migdałów.
Jeszcze zasobniejsze w ten związek są pestki brzoskwini i moreli, w mniejszym stopniu pestki wiśni i czereśni. Również więdnące liście czereśni i laurowiśni gromadzą glikozyd, co bywa powodem zatruć zwierząt. W ostatnim czasie coraz bardziej popularne jest zażywanie tych pestek, bądź wyizolowanego glikozydu w postaci tabletek i zastrzyków jako alternatywnego leku na raka. Nie będę się tu na razie wdawał w dyskusję na ile jest to sposób skuteczny - choć temat chodzi mi po głowie wśród notek zaplanowanych - w każdym bądź razie nie trudno znaleźć liczne przykłady osób, które śmiertelnie nadużyły tego środka.
Innym znanym przykładem, są glikozydy manioku będącego podstawą żywieniową w krajach ameryki południowej i Indonezji. Maniok na surowo jest trujący, niektóre dzikie odmiany w ogóle nie nadają się do spożycia, zaś korzenie manioku uprawnego są przez użyciem gotowane, prażone, moczone w wodzie lub fermentowane, co powoduje rozkład glikozydów. Maniok źle przetworzony wywołuje objawy takie jak wymioty, bóle głowy, zaburzenia oddechowe a w większych dawkach śmierć. Ponadto długotrwałe podtruwanie małymi dawkami glikozydów cyjanogennych prowadzi przy ubogiej diecie do choroby Konzo, będącej wynikiem uszkodzenia mózgu i objawiającej się trwałym paraliżem.
Mniejsze ilości podobnych związków, innych jak amigdalina, znajdują się w nasionach lnu, dzikiego bzu, czeremchy i liściach koniczyny białej.

W leczeniu zatruć wykorzystuje się najczęściej mechanizmy podobne do naturalnej detoksykacji - tiosiarczan sodu w formie zastrzyku, przeprowadza cyjanki w rodanki. Inne metody wykorzystują fakt, że jony cyjankowe chętniej łączą się z utlenioną formą hemoglobiny - methemoglobiną - stąd wykorzystanie takich środków utleniających i methemoglobinotwórczych, jak azotan amylu, azotan III sodu czy dimetyloaminofenol (4-DMAP). Dodatkowo można stosować kompleks wersenianiu kobaltu, z którym w formie dodatkowego ligandu może się łączyć cyjanek i w takiej formie być wydalonym. Na podobnej zasadzie opiera się działanie jednej z odmian witaminy B12 - hydroksykobalaminy, która wiąże cyjanek w nieszkodliwą cyjanokobalaminę.

A co z Deperroisem?
Nasz biznesmen po zaaresztowaniu wypierał się wszystkiego, nawet dobrze poświadczonego w rachunkach zakupu cyjanku potasu. Dodatkowo cyjanek znaleziony w butelce zawierał ślady charakterystycznych zanieczyszczeń, takich samych jak w partii cyjanku jaki zakupił. To wraz z zeznaniami świadków którzy widzieli go wychodzącego krytycznego dnia z domu byłej kochanki było wystarczającym dowodem, aby 26 maja 1997 roku sąd skazał go na dwadzieścia lat pozbawienia wolności.
Dopiero w 2006 roku, po odsiedzeniu12 lat (z aresztem włącznie), został warunkowo zwolniony, jednak mimo licznych wysuwanych wątpliwości i alternatywnych hipotez, żadne próby odwołania wyroku bądź rewizji procesu, nie odniosły skutku.

Natomiast tożsamość "tylenolowego zabójcy" nie została dotychczas poznana. Wprawdzie jeszcze w 1986 roku odnaleziono butelkę zatrutego cyjankiem leku, którym zatruła się jedna osoba, ale nie udało się powiązać tego przypadku z innymi. Nie tak dawno sprawdzano nawet czy ślady biologiczne na kapsułkach zgadzają się z materiałem pobranym o Teda Kaczynskiego - znanego jako Unabomber - który przez 18 lat wysyłał wybuchające listy, nie dając się złapać FBI. Jak na razie nie słyszałem, aby badania coś wniosły do sprawy, więc ten przypadek należy uznać za nierozwiązany.
---------
Źródła:

* Witold Seńczuk, "Toksykologia Współczesna", Wydawnictwo Lekarskie PZWL 2005

* http://fr.wikipedia.org/wiki/Affaire_de_la_Josacine_empoisonn%C3%A9e
* http://www.affaires-criminelles.com/dossier_10-1.php
* http://en.wikipedia.org/wiki/Cyanide
* http://en.wikipedia.org/wiki/Cyanide_poisoning
* http://en.wikipedia.org/wiki/Rhodanese
* http://en.wikipedia.org/wiki/Cassava

[1] http://www.bt.cdc.gov/agent/cyanide/basics/espanol/facts.asp