informacje



Pokazywanie postów oznaczonych etykietą trucizny. Pokaż wszystkie posty
Pokazywanie postów oznaczonych etykietą trucizny. Pokaż wszystkie posty

czwartek, 21 grudnia 2017

Poison Story (10.) - Chińskie ziółka

Zioła były stosowane w dawnej medycynie od tysiącleci. W czasach gdy nie znane były jeszcze leki syntetyczne, substancje roślinne i mineralne pozostawały jedyną możliwością leczenia wielu chorób. Także i dziś zioła mogą nadal być przydatne przy wspieraniu terapii. Jednak z ich użyciem wiąże się pewna charakterystyczna sprawa - otóż częste jest przekonanie o ich zupełnej nieszkodliwości, w związku z czym można je spożywać bez obaw o skutki uboczne. O nieprawdziwości tego poglądu przekonały się na własnym ciele pacjentki pewnej kliniki odchudzającej.

W 1992 roku pewna belgijska klinika na obrzeżach Brukseli, specjalizująca się w leczeniu otyłości, postanowiła poszerzyć swoją ofertę o środki bardziej egzotyczne i w oferowanej kuracji zaczęła stosować mieszankę chińskich ziół, którym tradycja przypisywała wspomaganie odchudzania. Po kilku miesiącach u pacjentek zaczęły się jednak pojawiać niepokojące objawy niewydolności nerek. U części doszło do niebezpiecznych dla życia martwic i zwłóknienia, potrzebne były przeszczepy. Szybko powiązano choroby nerek ze stosowaniem ziół, co jednak sprawiało ten problem, że składniki sprowadzanej mieszanki, a więc liść magnolii i ziele stefanii (Stephania tetrandra) nie były toksyczne dla nerek. Zatem powodem musiał być jakiś dodatkowy czynnik chorobotwórczy.
Tymczasem liczba chorych wzrastała i były to też osoby spoza pacjentów kliniki, które używały tej samej mieszanki. Na podstawie powtarzalności objawów uknuto termin medyczny "nefropatia chińskich ziół". Dopiero wraz z rozwojem technik analitycznych udało się w 1994 roku zidentyfikować w stosowanym preparacie prawdopodobną substancję toksyczną - był to kwas arystolochowy, występujący obficie w roślinach z rodzaju Kokornak. Spośród których kilka gatunków jest używanych w tradycyjnej medycynie chińskiej...
Kwas arystolochowy to pochodna fenantrenu. Już w latach 80. gdy badano jego właściwości, stwierdzono w doświadczeniach na szczurach, że powoduje uszkodzenia nerek i ma działanie rakotwórcze.[1]
W późniejszym śledztwie wyszło na jaw, że pojawienie się go w mieszance było prawdopodobnie wynikiem pomyłki. Chińska nazwa suszu stefanii to Han Fang Ji, gatunek kokornaka Aristolochia fangchii używany w innych schorzeniach to Guang Fang Ji. Zamówienie z Belgii podawało nazwę mało precyzyjnie jako Fang Ji. W tej sytuacji nie trudno o pomyłkę.

Kokornaki to rośliny zielne, lub drewniejące, zazwyczaj pnącza lub krzewinki o sercowatych liściach i rurkowatych kwiatach, niekiedy pułapkowych. Wiele gatunków jest uprawianych jako rośliny ozdobne i okrywowe. W Europie naturalnie rośnie kilka gatunków, spośród których najpospolitszy jest rosnący też w Polsce kokornak powojnikowy (Aristolocha clematitis).
W dawnej medycynie europejskiej kokornak był stosowany jako lek na schorzenia wątroby, przy żółtaczce, jako środek poronny lub przyspieszający poród, czy wewnętrznie na rany.[2] W tradycyjnej medycynie chińskiej wykorzystywanych jest kilkadziesiąt gatunków, zwykle były używane przy zapaleniu stawów i obrzękach, niektóre gatunki jako środki przeciwpasożytnicze. Pewien gatunek jest uważany za środek do odstraszania węży, w związku ze specyficznym, nieprzyjemnym zapachem wielu kokornaków.

W związku z tym odnotowane zatrucia w Belgii, których do 1994 roku doliczono się 105, wydają się być zaskakujące - jeśli od starożytności ziół tych używano w Chinach i Europie, to czemu wcześniej nie spostrzeżono ich toksycznego działania? Przyczyną jest zapewne czas stosowania - w dawnych zastosowaniach kokornaki były używane doraźnie, przez krótki czas. W tym przypadku ziołowy suplement na odchudzanie był zażywany regularnie przez kilka miesięcy, przez co objawy pojawiły się na tyle szybko, że można było je powiązać z użyciem suplementu.
Wyglądałoby zatem na to, że spożycie sporadyczne nie powinno być niebezpieczne.

 Wiele badań wskazuje też na bardzo silne działanie rakotwórcze kokornaków. W jednej z prac [3] opisano wyniki badań nerek i moczowodów usuniętych w związku z martwicą wywołaną kwasem aristolocholowym. Na 39 pacjentów u połowy w usuniętych nerkach stwierdzono ogniska nowotworów, u pozostałych pojawiały się dysplazje nabłonka będące stanem przedrakowym; żadnych zmian nie miały tylko dwie osoby.
Kwas arystolochowy ze względu na budowę, a jest płaską cząsteczką aromatyczną, ma skłonność do tworzenia interkalacji z DNA. Wpasowuje się pomiędzy płaskie cząsteczki zasad purynowych w nici kwasów nukleinowych i zaburza ekspresję genów. Podczas podziałów komórkowych generuje też punktowe mutacje związane z nieprawidłowym odczytem kodu. Wśród z genów które ze względu na położenie w chromosomach są przezeń blokowane częściej, jest też TP53, odpowiedzialny za wytwarzanie białka hamującego nowotworzenie. Mutacje w tym genie zostały uznane za najbardziej charakterystyczny skutek działania kwasu aristolocholowego. Ponieważ toksyna jest szybko wydalana przez nerki i zagęszcza się w moczu, zmiany mutagenne dotyczą najczęściej komórek nerek i nabłonka przewodów moczowych.
Połączenia DNA-AA (aristocholic acid) są bardzo trwałe, udawało się je znaleźć w komórkach nerek pacjentów z nowotworami, którzy zażywali kokornak kilkanaście lat wcześniej.

Gdy pojawiły się publikacje łączące charakterystyczne uszkodzenia nerek z narażeniem na kwas arystolochowy, zauważono podobieństwo objawów do znanej już od dawna Endemicznej nefropatii bałkańskiej. Chorobę opisano po raz pierwszy w latach 20. jako specyficzną dla pewnych społeczności w dolinie Dunaju i dopływów, na terenach obecnej Chorwacji, Bośni, Serbii, Rumunii i Bułgarii. Szczególnie dużo przypadków występowało w okolicach miasta Wraca.
Choroba rozwijała się wolno, występowała tylko u dorosłych w wielu 30-60 lat. Późniejsze badania u emigrantów którzy wyjechali z regionu endemicznego pokazały, że warunkiem zachorowania jest przybywanie w tamtej okolicy przez minimum 20 lat. Choroba przybierała postać przewlekłego, śródmiąższowego zapalenia nerek i stopniowo doprowadzała do zwłóknienia i martwicy, wymagających usunięcia narządu i dializowania lub przeszczepów. W sytuacji raczej kiepskiej opieki medycznej na tamtych terenach często nefropatia doprowadzała do przedwczesnych zgonów.
W średnio 50% przypadków nefropatii towarzyszyły nowotwory, głównie rak nabłonkowy nerek i przewodu moczowego. Szacuje się, że nawet w naszych latach symptomy o różnym nasileniu posiada co najmniej 25 tysięcy osób.

Przez długi czas podawano różne możliwe przyczyny endemicznego występowania tej choroby. Występowała wyraźnie rodzinnie ale nie była wprost dziedziczna. Pojawiała się u osób z innych rejonów, które mieszkały w regionie endemicznym dostatecznie długo; pojawiała się u mieszkańców rejonu endemicznego którzy przeprowadzili się w inne miejsce. Obszar występowania bałkańskiej nefropatii od kilku dekad pozostaje taki sam - nie pojawiły się nowe ogniska, ani nie zaniknęły stare. Próbowano więc powiązać ją z czynnikami lokalnymi.
 Zauważano na przykład, że podstawowym pożywieniem w tej okolicy są zboża, zaś większość chorych było rolnikami, przy czym ze względu na klimat i zwyczaje ziarno często zanieczyszczone było pleśnią, stąd też prawdopodobne wydawało się iż znaczenie ma tu jakaś toksyna. Najbardziej prawdopodobna wydawała się Ochratoksyna A, wytwarzana przez pleśnie, której obecność w paszy wywołuje w krajach północnej europy nefropatię u świń. Inna hipoteza skupiała się raczej na zbieżności obszaru zachorowań z obszarami wydobycia węgla, sugerując jakiś wpływ metali ciężkich z wód pokopalnianych czy niedoboru selenu w glebach nad złożami.
Jednak w latach 90. zauważono, że objawy nefropatii bałkańskiej i nefropatii ziół chińskich są do siebie zaskakująco podobne. Kokornak jest na tamtym obszarze bardzo pospolity, stanowi częsty chwast polny i części rośliny lub nasiona mogą zanieczyszczać zboża.

Hipoteza ta nie do końca tłumaczy wszystkie własności choroby, zwłaszcza silny endemizm nieraz ograniczający się do pojedynczych gospodarstw we wioskach, wydaje się więc, że nakłada się tutaj wiele przyczyn - sporadyczna ekspozycja na kokornak, niedobory w diecie, tryb życia i czynniki genetyczne. Ostatnio opublikowana praca na ten temat wskazuje na ten ostatni czynnik - alterację genów na chromosomie 3 w miejscu 3q25-26. Posiadacze tej mutacji są wyjątkowo wrażliwi na działanie toksyny kokornaku i to u nich rozwija się choroba. Tłumaczy to dlaczego spośród osób z rejonu endemicznego choruje tylko około 8% mieszkańców. Widocznie wrażliwość ta ma też różne natężenie, u nieszczęsnych mieszkańców południowej Europy rzadka ale powtarzalna ekspozycja na kokornak wywoływała objawy u kilku procent; wśród pacjentek belgijskiej kliniki, które regularnie łykały zioło przez kilka miesięcy, objawy rozwijały się u nawet 20%.[4]
Addukty DNA-AA zostały też wykryte w usuniętych organach, potwierdzając, że chorzy musieli być narażeni na ten związek.

Tymczasem pojawiają się kolejne doniesienia. Artykuł z Tajwanu przekazuje wyniki badań populacyjnych w których badano jaka jest częstość narażenia chorych na nowotwory na różne czynniki toksyczne, w porównaniu z resztą populacji. Okazało się, że narażenie na medykamenty zawierające azjatyckie gatunki kokornaków zdarzało się takim pacjentom wyraźnie częściej. Związek statystyczny okazał się silniejszy niż nawet narażenie na dym papierosowy. [5]

Znalazłem także opis polskiego przypadku nefropatii powiązanego z użyciem takiego preparatu. 17-letni pacjent z wyraźną nadwagą zgłosił się w związku z bólami i zawrotami głowy, których doznał w trakcie kuracji odchudzającej, stwierdzono u niego nadciśnienie. Po upływie kilku miesięcy nadciśnienie utrzymywało się, a do objawów doszedł świąd, nudności i osłabienie. Tym razem stwierdzono u niego białkomocz. Rozpoznano u niego przewlekłą nefropatię cewkowo-śródmiąszową i wtórną kwasicę. W ciągu następnych miesięcy choroba rozwinęła się tak bardzo, że konieczny był przeszczep nerki. W międzyczasie okazało się, że chory zażywał ziołowy preparat mający zawierać w składzie tylko niegroźne rośliny, jak rozmaryn, jeżogłowkę, tymianek i żeńszeń, który jednak podczas badań laboratoryjnych okazał się zawierać też kwas arystolochowy.[6]

W 2010 roku w Wielkiej Brytanii skazano właścicielkę chińskiej zielarni, która sprzedawała preparat Xie Gan Wan zawierający kokornak. Zażywająca pigułki 58-letnia kobieta, której miały pomóc na problemy dermatologiczne, doznała uszkodzenia nerek i raka dróg moczowych.[7]

Z tych powodów zaleca się obecnie, aby preparatów ziołowych zawierających kokornaki nie stosować nawet incydentalnie, a także unikać mieszanek zawierających ziele Stefanii, ze względu na możliwą pomyłkę nazwy rośliny u chińskiego producenta. Chińskie nazwy[8] gatunków kokornaka używanych w niektórych mieszankach to:
- Guang Fang Ji (Fangchi)  -  Aristolochia fangchi
- Xixin  -  Radix et Rhizoma Asari
- Guan Mu Tong -   Aristolochia manshuriensis
-  Qing Mu Xiang  -  Aristolochia cucurbitifolia
- Ma Dou Ling  -  Aristolochia debilis
- Tian Xian Teng -   Aristolochia contorta

--------
 Źródła:
[1] https://link.springer.com/article/10.1007/BF00302751
[2] http://rozanski.li/?p=824
[3] L. Nortier et al.; Urothelial Carcinoma Associated with the Use of a Chinese Herb (Aristolochia fangchi),  N Engl J Med 2000; 342:1686-1692June 8, 2000 DOI: 10.1056/NEJM200006083422301
[4] Marie Stiborová, Volker M. Arlt, and Heinz H. Schmeiser Balkan endemic nephropathy: an update on its aetiology,  Arch Toxicol. 2016; 90(11): 2595–2615.
Published online 2016 Aug 19. doi:  10.1007/s00204-016-1819-3
[5]  Hsiao-Yu Yang, Pau-Chung Chen, and Jung-Der Wang, Chinese Herbs Containing Aristolochic Acid Associated with Renal Failure and Urothelial Carcinoma: A Review from Epidemiologic Observations to Causal Inference, BioMed Research InternationalVolume 2014 (2014), Article ID 569325, 9 pages http://dx.doi.org/10.1155/2014/569325
[6]  Konrad Walczak, Anna Krysicka, Dariusz Moczulski, Nefropatia ziół chińskich — opis przypadku, Forum Nefrologiczne 2010, tom 3, nr 4, 272–276 (PDF)
[7] http://wiadomosci.onet.pl/kiosk/leczenie-wysokiego-ryzyka/6tbhb
[7] https://www.hindawi.com/journals/bmri/2014/569325/tab1/

sobota, 23 września 2017

Poison Story (9.) - Błękitny kwiat

Miał to być kolejny szczęśliwy dzień. Lakhvinder Cheema wrócił z pracy do swojego domu w Feltham, zachodniej dzielnicy Londynu i odgrzewał potrawkę z kurczaka w sosie curry, zagadując do swojej narzeczonej Gurjeet. A mieli dużo do obgadania, zaledwie za dwa tygodnie, w Walentynki, zamierzali wziąć ślub, który przy okazji zalegalizuje pobyt narzeczonej w Anglii. Znali się dopiero od kilku miesięcy, ale byli zupełnie zdecydowani aby przeżyć ze sobą następne lata.

Potrawka podlana ostrym sosem smakowała mu tak bardzo, że zjadł podwójną porcję. Jednak gdy już kończył w znajome pieczenie w ustach wkradło się nietypowe wrażenie drętwienia i mrowienia. Zdziwiony dotknął palcem języka i ust stwierdzając, że zupełnie nic nie czuje.
- Źle się czuję - powiedział do narzeczonej. - To chyba coś w jedzeniu.
Próbował wstać, ale nogi się pod nim załamały. Gurjeet nie mogła mu pomóc, bo sama znalazła się w podobnym stanie. Poczuła zawroty głowy a światło w kuchni osłabło aż do zupełnych ciemności. Przezwyciężając osłabienie Cheema zadzwonił na pogotowie, dodając ostatkiem sił:
- Ktoś dodał truciznę do jedzenia. To moja była dziewczyna.
Zaledwie kilka minut później oboje byli już bezwładni a ich ciałami wstrząsały drgawki. Godzinę po przyjęciu do szpitala, Cheema zmarł, a Gurjeet musiała zostać podłączona do respiratora. Najważniejszym było teraz dociec jaka substancja wywołała tak gwałtowne skutki.
Jeszcze tego samego dnia policja zatrzymała Lakhvir Singh, byłą kochankę Cheema. Podczas przeszukania znaleziono przy niej torebeczkę z drobnym, roślinnym pyłem.
- To proszek na wysypkę - tłumaczyła. Początkowo jednak nie zbadano tego tropu. Objawy były tak gwałtowne, że sądzono, że to zatrucie cyjankiem potasu.

Singh poznała Lakhvindera dawno temu. Uwikłana w niezbyt szczęśliwe małżeństwo, możliwe że aranżowane, szybko zwróciła uwagę na młodego Sikha który zaczął wynajmować u nich pokój. Był świeżo po rozwodzie, samotny, nic więc dziwnego, że między nim a żoną najemcy zawiązała się bliższa zażyłość. Nawet gdy znalazł sobie inne mieszkanie i tak przychodziła do niego niemal codziennie, gotowała, sprzątała i sypiała z nim jak prawdziwa żona. Gdy mąż Singh zachorował na raka i musiał przejść długotrwałe leczenie, uznała to za dobrą okazję aby częściej bywać z kochankiem. W trakcie trwającego 16 lat romansu dwa razy zaszła w ciążę, którą na jego prośbę usunęła.
Ale w miarę upływu lat Cheema starał się od niej oddalić, będąc zmęczony jej zaborczym podejściem. W 2008 roku krewni zaczęli swatać go z o połowę młodszą Gurjeet Choongh, która niedawno przyjechała do Anglii. Od razu się sobie spodobali i szybko formalnie się zaręczyli. Odrzucona kochanka szalała ze złości, wysyłając mu nienawistne wiadomości. Mimo to jeszcze przez pewien czas przychodziła do jego domu, aż na początku grudnia Cheema powiedział dość.
Lakvinder Cheema i jego narzeczona Gurjeet Choongh

Zbadanie rodzaju trucizny pomimo zabezpieczenia proszku z kieszeni podejrzanej, porcji nie zjedzonego sosu curry i wymiocin ofiar, okazało się jednak dużo trudniejsze niż się to początkowo wydawało. Cyjanek szybko wykluczono. Ze względu na objawy sugerujące porażenie nerwów, brano pod uwagę neurotoksyczne pestycydy, ale mogły być to też trucizny roślinne. Trudno było choćby przybliżyć rodzaj substancji, dlatego analitycy postanowili użyć metody najbardziej ogólnej, która powinna wykrywać i zidentyfikować niemal wszystko - analizy chromatograficznej sprzężonej ze spektrometrią mas.

Chromatografia to metoda rozdziału mieszanin oparta o różne powinowactwa składników mieszaniny do adsorbentu wypełniającego długi przewód lub kolumnę. Każda substancja, której roztwór lub opary są przepuszczane przez dobrze adsorbujący, porowaty materiał, w jakimś stopniu oddziałuje z jego powierzchnią. Siła tego oddziaływania zależy w dużym stopniu od tego jaka to jest cząsteczka, a więc jakie ma grupy funkcyjne, jaki ma moment dipolowy, hydrofilowość, rozmiar cząsteczki itp. Jedne będą więc mocniej się wiązały z wypełnieniem a inne słabiej. Podczas przepuszczania porcji mieszaniny substancji przez kolumnę z odpowiednim wypełnieniem, te najsłabiej z nim oddziałujące substancje będą najefektywniej wymywane przez rozpuszczalnik, wypierane przez mocniej oddziałujące i w efekcie oddzielą się jako osobna porcja, podróżująca przez kolumnę szybciej, na przedzie.
Chromatografia wyciągu z zielonego liścia na płytce pokrytej warstwą adsorbentu. Od góry: karoten, feofityna, karotenoidy, chlorofil a i b

Sumą tych wszystkich procesów powinno być zatem pooddzielanie składników mieszaniny i możliwość zbadania czystych. Jednakowoż oddzielenie i oczyszczenie składnika mieszaniny, niczego nam o nim nie mówi, dlatego dla identyfikacji wykorzystuje się inny skutek wyżej opisanych procesów - dla danej substancji w danych warunkach czas przejścia przez kolumnę z określonym rodzajem wypełnienia jest taki sam.
Jeśli więc najpierw przepuścimy przez kolumnę mieszaninę, rejestrując detektorem pojawianie się kolejnych składników i czasy ich przebiegu, a potem, nie zmieniając warunków, małe ilości wzorców substancji których obecności się w mieszaninie spodziewamy, to stwierdzenie, że pewne składniki miały identyczny czas przebycia co dany wzorzec jest równoznaczne z potwierdzeniem, że są to te same substancje.

No dobrze. A co w przypadku gdy nie wiemy nawet jakiego użyć wzorca, bo morderczyni użyła trudno powiedzieć jakiej trucizny? Tutaj z pomocą przychodzi dołączenie do zestawu chromatograficznego detektora, który prócz wykrycia, że dotarł do niego rozdzielony składnik mieszaniny, może nam coś o nim powiedzieć - analizatora przy spektrometrii mas.

Spektrometria mas to metoda bardziej bezpośredniego badania składu substancji. Zasada działania jest generalnie bardzo prosta - jeśli zjonizujemy badaną substancję i poddamy otrzymane jony działaniu pola elektrycznego, to będą się w nim poruszać nabierając pewnego pędu. Jony o tym samym ładunku ale różnej masie w tym samym polu zyskają różny pęd. Możliwe jest zbudowanie takiego układu, w którym następować będzie odsiewanie jonów o niepasującej masie. Może to być na przykład rurka skręcająca pod ostrym kątem, w której układ magnesów tworzy kanał zaginający jony. Jony lekkie będą zbyt silnie zaginane i uderzą w ściankę, te zbyt ciężkie  nie będą się wyrabiały na zakręcie i też uderzą w ściankę. Zmieniając moc magnesów możemy zmieniać optymalny zakres mas w którym jony są w stanie przejść przez układ filtrujący. W efekcie z wiązki jonów najpierw zarejestrowane zostaną te o jednej masie a potem te o innej.
Wiedząc jak zmienialiśmy parametry układu filtrującego możemy zatem określić jaką dokładnie masę cząsteczkową musiały mieć jony które w danym momencie, po przejściu przez układ uderzyły w detektor i zostały wykryte. Szybkie przemiatanie ustawieniami analizatora po zjonizowaniu próbki da nam widmo masowe jonów powstałych z danej substancji, a to jest już w stanie powiedzieć nam coś o tym z jaką konkretnie substancją mamy do czynienia.

Zależnie od metody i siły jonizacji analizuje się bądź masy jonów pojedynczych cząsteczek, bądź masy jonów pochodnych, bowiem przy dużej energii jonizacji cząsteczka rozpada się na fragmenty. Przy dużej dokładności określenia masy możliwe jest odróżnienie różnych jonów o zdawałoby się tej samej masie molowej, w oparciu o różnice na trzecim czy czwartym miejscu po przecinku i dodatkowe sygnały od izotopów. Dla większego ułatwienia analizy oprogramowanie aparatów MS zwykle zawiera bibliotekę znanych widm masowych, z którą można porównać wyniki.

No dobra - mamy więc zestaw analityczny. Teraz tylko kwestia dobrania warunków i sprawdzenia czy wyniki zgadzają się z czymś nam znanym. Początkowo użyto techniki chromatografii gazowej, w której rozdział następuje w długiej kolumnie przez którą przepuszcza się gaz obojętny, a próbka jest odparowywana na małej grzałce, jednak ten sposób nie dał żadnych ciekawych wyników. Najprawdopodobniej użyta toksyna była mało lotna lub rozkładała się przy odparowaniu próbki.
Musiano więc przestawić się na technikę chromatografii cieczowej, z próbką rozpuszczaną w odpowiednim rozpuszczalniku. Jest to metoda o tyle gorsza, że do roztworu przechodzi dużo przeszkadzających substancji.

Dopiero teraz dało się wyłapać charakterystyczny sygnał, który pojawiał się we wszystkich trzech próbkach - roślinnym proszku, sosie curry i próbkach pobranych od otrutych. Widmo masowe pokazało stosunkowo dużą masę cząsteczkową, leżącą w zakresie w którym pojawia się wiele alkaloidów roślinnych. Po porównaniu masy głównego jonu i fragmentów cząsteczki z biblioteką zarejestrowanych widm nie otrzymano konkretnego wyniku - widocznie było to trucizna na tyle rzadko spotykana, że nie zapisano jej analiz. Jednak analiza zarejestrowanych fragmentów i wiedza na temat tego w jaki sposób przejonizowane cząsteczki rozpadają się w spektrometrze, pozwoliła dojść analitykom do wniosku, że musi być to któraś z toksyn z grupy akonityn.
Skrupulatne przejrzenie literatury doprowadziło badaczy do najbardziej prawdopodobnego wyniku - pseudoakonityny, toksyny z rosnącej w Indiach rośliny z rodzaju tojad, której europejski odpowiednik jest też znany jako ogrodowa roślina ozdobna. Aby potwierdzić przypuszczenia, laboratorium poprosiło ogród Kew Gardens o próbki roślin.


Tojad mocny, nazywany też mordownikiem, jak to wprost nazwa sama wskazuje jest rośliną silnie trującą. Należy do rodziny jaskrowatych, konkretnie plemienia Delphinieae, wraz z ostróżką i ostróżeczką. Jest byliną o charakterystycznych, głęboko podzielonych liściach i ukwieconym pędzie dorastającym do półtora metra wysokości. Kwiaty duże, intensywnie granatowe z charakterystycznym "hełmem" z przerośniętego piątego płatka. Z tego też powodu nazywany był także błękitnym lub mnisim kapturem. Występuje w Europie głownie na terenach górskich i pogórzu, kilka stanowisk znanych jest z polskich Karpat. Bardziej rozpowszechniony jest tojad mołdawski, rosnący też na wyżynach i w dolinie Wisły. Pojedyncze stanowiska na nizinach to głównie wynik ucieczki z ogrodów.
Ze względu na bardzo efektowny wygląd i intensywną barwę, tojad jest uprawiany jako roślina ozdobna. Wiele osób może go mieć u siebie nie wiedząc z jak niebezpieczną rośliną mają do czynienia, wyhodowano liczne odmiany o kolorach białym czy różowym, z plamkami czy jasnym obrzeżeniem. Jest uważana za jeden z klasycznych kwiatów tradycyjnego angielskiego ogrodu.

Właściwości tojadu poznano już bardzo dawno. Wedle mitologii greckiej miał powstać w miejscu, gdzie na ziemię spadła ślina Cerbera, demonicznego psa pilnującego wejścia do Hadesu. Czarodziejka Medea miała zatruć tojadem wino przeznaczone dla Tezeusza, gdy ten zażądał należnego mu tronu. Atena użyła tej rośliby aby zamienić dumną Arachne w pająka. Przypuszcza się, że posłużyła do otrucia cesarza Klaudiusza, któremu podano zatrutą potrawę z grzybów, przy czym szybkie pojawienie się objawów i drętwienie języka nie bardzo pasowały do trujących grzybów; podobne podejrzenia dotyczą śmierci jego syna Brytanika. W późniejszych wiekach zyskała sławę "roślinnego arszeniku".
Ludy zamieszkujące Syberię, Kazachstan i Kamczatkę, oraz Ajnowie będący pierwotnymi mieszkańcami północnych wysp archipelagu japońskiego, używały soku z tojadu do zatruwania strzał i wnyków podczas polowania na niedźwiedzie czy łosie.

Podobnie jak inne silnie trujące rośliny, tojad był dawniej używany w medycynie. Skoro bowiem toksyna działa na organizm tak silnie, to w odpowiednio dobranej dozie powinna być silnie lecznicza. Medycyna europejska stosowała tojad i preparaty pochodne jako środek pobudzający czynności organów. W bardzo małych dawkach wskutek podrażnienia zakończeń nerwowych poprawiała pracę układu pokarmowego i krążenie, równocześnie uspokajając pracę serca. Wyciągi użyte zewnętrznie powodowały porażenie nerwów czuciowych a co za tym idzie lokalne znieczulenie. Używano go jednak ostrożnie, bowiem naturalny surowiec posiadał mocno zmienną zawartość toksyny i trudno było precyzyjnie dobrać dawkę.[1]
W medycynie chińskiej i ayurwedyjskiej lokalne gatunki tojadu są środkiem rozgrzewającym i zwiększającym poziom energii w nerkach, stąd też chętnie używany w przewlekłych chorobach związanych ze starością, których przyczyną miało być "wychłodzenie" i gromadzenie się "wilgoci". Roślina musiała być w tym celu odpowiednio przygotowana aby obniżyć jej toksyczność. Najczęściej brano pojawiające się jesienią bulwki korzeniowe i bardzo długo gotowano, przez co toksyna bądź częściowo rozkładała się, bądź była wymywana. Gorzkie w smaku bulwki zawierają skrobię, dlatego lokalnie są spożywane po prostu jako warzywo. Łukasz Łuczaj miał okazję spróbować takiego właściwie przyrządzonego dania.[2]

Główną toksyną europejskiego tojadu jest akonityna, alkaloid o dość skomplikowanej, przestrzennej budowie:
Należy do najsilniejszych toksyn roślinnych, dawka śmiertelna czystej substancji to zaledwie 1 mg/kg m.c. ustnie dla myszy, dla człowieka szacowane LD 50 to 3-4 mg/kg. Dawka toksyczna przy podaniu dożylnym lub przezskórnym jest jeszcze niższa. Odpowiada to spożyciu około 2 gramów rośliny lub 20-30 ml nalewki. Najbardziej toksyczna jest jesienna bulwa korzeniowa oraz nasiona. Nie znalazłem informacji czy toksyna występuje też w płatkach kwiatów.
Jest stosunkowo dobrze wchłaniana przez skórę. Podczas prac ogrodowych trzeba pamiętać aby nie pobrudzić skóry sokiem z łodyg, powoduje bowiem pieczenie a potem znieczulenie, może nawet miejscowe zdrętwienie.  W 2014 roku ogrodnik pracujący w rezydencji milionera Christophera O. Thompsona stracił przytomność. Po przewiezieniu do szpitala zmarł z powodu ustania czynności narządów. Po kilku tygodniach pojawiło się podejrzenie, że mógł zatruć się tojadem, który w tym czasie kwitł. Prawdopodobnie ścinając rośliny z rabaty, pobrudził ręce dużą ilością soku, dalej toksyna bądź wchłonęła się przez skórę bądź została połknięta z jakąś kanapką. Ostatecznie nie udało się tej wersji potwierdzić, bo możliwość taką zgłoszono już po pogrzebie, gdy próbki krwi były już zutylizowane. [3]

Działanie toksyczne akonityny wynika z zaburzenia działania komórek nerwowych. Przeciętna komórka nerwowa utrzymuje we wnętrzu  nierównowagę ilości jonów, wyrzucając je za pomocą kanału jonowego tzw. pompy sodowo-potasowej. Jest to baryłkowaty twór ze splecionych łańcuchów białkowych, który przechodzi na wylot przez błonę komórkową. Wyrzuca on na zewnątrz dodatnio naładowane kationy sodu, przez co na błonie powstaje niewielki ładunek ujemny. Impuls nerwowy powstaje gdy kanał jonowy otworzy się, a kationy sodu napływają do komórki. Potencjał elektryczny błony najpierw staje się zerowy (depolaryzacja) a potem na krótko dodatni. Potem kanał się zamyka i w ciągu następnych kilku mikrosekund pompa wyrzuca kationy sodu na zewnątrz, przywracając pierwotny potencjał. Powstały w ten sposób impuls zmiany potencjału rozchodzi się od neuronu do neuronu, generując przepływ informacji i umożliwiając między innymi czytanie tego tekstu.

Kanały jonowe generujące impulsy mogą być otwierane dzięki czynnikom chemicznym które łączą się z odpowiednimi receptorami białkowymi mającymi połączenie z takim kanałem. Naturalne takie substancje to neuroprzekaźniki, zaś te sztuczne to najczęściej substancje pobudzające i psychoaktywne.
Akonityna po dostaniu się do organizmu przyłącza się do białkowej podjednostki alfa kanałów jonowych i powoduje, że po otwarciu takiego kanału, jego zamknięcie następuje później niż zwykle. Skutkuje to przedłużeniem fazy depolaryzacji. Jeśli wiele takich kanałów na powierzchni komórki nerwowych zostało obsadzonych przez cząsteczki akonityny, faza depolaryzacji może trwać tak długo aż neuron przestanie wysyłać i odbierać impulsy. Jeśli zaś z kolei tych niemych neuronów będzie w organizmie odpowiednio dużo, to zatrzymanie impulsów zatrzymuje pracę narządów.
Hamowanie impulsów w nerwach obwodowych skutkuje osłabieniem pracy mięśni. Dalej pojawia się porażenie mięśnia sercowego. Działanie na mózg wywołuje brak odbioru wrażeń zmysłowych. Nieskoordynowane próby odnowienia aktywności mózgowej kończą się drgawkami, zaburzeniami oddychania i krążenia. Ostatecznie śmierć następuje po ustaniu oddechu lub pracy serca, prawdopodobnie przy zachowanej świadomości.
To zdecydowanie nie jest przyjemna śmierć.

W przypadku zatrucia pokarmowego leczenie polega na zapobiegnięciu dalszego wchłaniania trucizny, poprzez płukanie żołądka i podanie węgla aktywnego.  Należy sztucznie podtrzymywać oddech a czasem też pracę serca, do czasu aż receptory nie zostaną odblokowane a toksyna usunięta. Odtrutką specyficzną jest atropina, alkaloid bielunia, która ma na komórki nerwowe działanie przeciwne.

Jak wspomniałem, tojad należy do rodziny jaskrowatych a konkretnie do "plemienia" Delphinieae. Do tej samej grupy należy inny popularny kwiat ostróżka, oraz częsty chwast polny ostróżeczka. Obie te rośliny także mogą zawierać substancje o podobnej budowie, głównie metyllykakonitynę. Toksyna ostróżki ma działanie kilkukrotnie słabsze od akonityny a ponadto występuje w dużo mniejszej ilości. Ze względu na działanie na receptory nikotynowe była testowana jako środek pomagający rzucenie palenia, ma ponadto działanie przeciwstawne do cannabioidów. Wyciągi z ostróżki są czasem stosowane w "ekologicznych" opryskach przeciwko bielinkowi kapustnemu i innym owadom będącym szkodnikami warzyw.
Z kolei ostróżeczka polna, będąca chwastem, i uprawiana jako ozdobna ostróżeczka ogrodowa zawierają niewielką ilość alkaloidów, które od dawna są wykorzystywane w preparatach przeciwko wszom i pchłom.

Jak skończyła się sprawa o otrucie Cheema?
Gdy już dowiedziono, że użytą trucizną był tojad, pozostawało tylko udowodnić Lakhvir Singh winę. Znaleziono przy niej roślinny proszek będący sproszkowanym indyjskim gatunkiem tojadu Aconite forex, zawierającym pseudoakonitynę, a więc ten sam alkaloid który ostatecznie po długich badaniach udało się wykryć w próbkach od zatrutych. Ona sama tłumaczyła jednak, że to używane przez nią zioła i że niczego byłemu narzeczonemu nie dosypywała.
Sprawdzono skąd mogła mieć proszek - kilka tygodni wcześniej była na krótko w Indiach, tam kupienie większej ilości nie nastręczało żadnych trudności. Zeznania Gurjeet, którą ostatecznie udało się odratować, także dużo wniosły. Próby definitywnego zakończenia poprzedniego związku były dość burzliwe. Singh jeszcze wielokrotnie przychodziła do domu byłego kochanka, robiąc mu awantury i strasząc, że załatwi deportację jego narzeczonej. W międzyczasie wyszło na jaw, że Cheema oszukiwał narzeczoną, mówiąc jej że rozstał się z panią Singh trzy lata temu i teraz są tylko przyjaciółmi. Była zaskoczona gdy dowiedziała się, że jeszcze niedawno spędzała u niego wolne dni. W Boże Narodzenie 2008 narzeczeni uczestniczyli w spotkaniu towarzyskim, na którym znalazła się też Singh. Gurjeet próbowała po przyjacielsku załatwić sprawę mówiąc jej, że wie o wszystko o ich wieloletnim romansie i radziła jej, że powinna jednak mimo wszystko zająć się mężem i trójką dzieci. To jednak nie poskutkowało.
  Na początku stycznia 2009 Singh znów przyszła do domu kochanka, robiąc awanturę o to, że narzeczeni już ze sobą śpią choć nie mają ślubu. Wiedziała to bo zakradła się pod dom i podglądała ich przez okno. Dwa tygodnie później narzeczeni zatruli się sosem curry.

Kolejną zastanawiającą okolicznością było wcześniejsze zatrucie. Cheema zatruł się na początku grudnia potrawką warzywną i kilka dni spędził w szpitalu. Stało się to kilka dni po poważnej rozmowie, podczas której odtrącił Singh. Już wtedy podejrzewał, że dodała mu czegoś do jedzenia, ale zbagatelizował sprawę, bo w końcu zatrucie nie było silne.
Za dowód rozstrzygający uznano jednak zeznania dwóch lokatorów Cheemy, którzy po południu w dniu tragicznego zdarzenia, widzieli jak Singh przyszła do domu byłego kochanka, otwierając sobie własnymi kluczami. Nie bardzo się orientowali jak to między nimi ostatecznie było i jak się dogadali, a ponieważ widywali ją już wcześniej, nie widzieli niczego podejrzanego w tym, że skierowała się do kuchni i zaglądała do lodówki.

Na początku 2010 roku Lakhvir Singh została skazana na dożywocie z  możliwością przedterminowego zwolnienia dopiero za 23 lata. O tym jak wyjątkowy i rzadki jest to przypadek świadczy to, że poprzedni wyrok w sprawie o otrucie tojadem zdarzył się w Wielkiej Brytanii w roku 1892.
---------------------------------
Źródła:
[1]  http://www.independent.co.uk/news/uk/home-news/gardener-dies-after-brushing-against-deadly-wolfsbane-flower-on-millionaires-estate-9845675.html
[2]  http://rozanski.li/278/tojad-mocny-aconitum-napellus-l-ranunculaceae-jak-to-dawniej-z-nim-bylo-w-medycynie/
[3] http://lukaszluczaj.pl/tojad-lek-pozywienie-i-trucizna-w-jednym/

* https://www.chemistryworld.com/feature/its-a-bloody-business/8378.article
* http://akrokorinthos.blogspot.com/2013/11/the-poison-aconite-or-wolfsbane.html
*  https://en.wikipedia.org/wiki/Aconitine
* https://en.wikipedia.org/wiki/Methyllycaconitine
*  http://murderpedia.org/female.S/s/singh-lakhvir.htm

poniedziałek, 18 września 2017

Poison Story (8.) - Podstępny grzybek

Jesienią 1952 służby medyczne w ówczesnych powiatach konińskim i aleksandrowskim zaczęły notować niepokojący wysyp chorób gastrycznych. Chorzy z początku dostawali lekkiego rozstroju żołądka, nudności, wymiotów i zaparć. Do objawów dołączało przemożne pragnienie, ból brzucha bez konkretnej lokalizacji, dreszcze i ciągłe uczucie zimna. W cięższych stanach zachorowanie kończyło się utratą przytomności. We wszystkich przypadkach stwierdzano ciężkie uszkodzenia nerek, prowadzące do ustania ich czynności i martwicy.
Zachorowania szybko przyjęły postać epidemii - do końca jesieni zachorowały 102 osoby, z czego aż 11 zmarło.

Sprawą zajął się pracujący w tym rejonie lekarz Stanisław Grzymała. Najważniejsze było powiązanie zachorowań z konkretnym czynnikiem.  Jeśli czynnik toksyczny lub mikrobiologiczny zadziałał aż tak silnie, musiał zacząć działać szybko. Wstępne badania na obecność bakterii i wirusów wykluczyły aby przyczyną był zarazek chorobotwórczy, bardziej prawdopodobna wydawała się zatem toksyna. Pytano więc chorych co takiego jedli w dniu w którym po raz pierwszy poczuli się źle, lecz wywiady te nie dały niczego konkretnego. Grzymała zaczął więc pogłębiać wywiad, pytając o jedzenie, napoje i alkohol spożyte wcześniej, nawet kilka dni przed pojawieniem się objawów. Pojawił się pewien wspólny punkt, ale mało prawdopodobny toteż dopiero zimą nastąpił wyraźniejszy przełom. Pod koniec grudnia pojawiły się nieoczekiwanie nowe zatrucia. Czynnik chorobotwórczy ujawnił się ponownie tuż po Wigilii. Ale co takiego mogli zjeść zatruci zimą, z czym do czynienia mieli inni poprzednią jesienią? A no grzyby.

Wiele tradycyjnych dań wigilijnych zawiera w składzie grzyby przechowane do tego czasu w formie marynaty lub suszu. W jednym takim przypadku z Ruszkowa koło Radziejowa, od rodziny gdzie siedem osób zachorowało a trzy zmarły, udało się pozyskać jeszcze trochę suszonych grzybów zebranych tej jesieni, które były używane do dań świątecznych. Współpracująca z lekarzem botaniczka Alina Skirgiełło posegregowała pokruszone kawałki grzybów, rozpoznając w nich głównie znane gatunki z rodzaju Borowikowatych, Pieczarkowatych i Zasłonaków. Wszystkie były znane jako jadalne, pojawiła się jedynie domieszka uważanego zazwyczaj za niejadalny maślaczka pieprzowego o zbyt ostrym smaku. Postanowiono jednak na wszelki wypadek zrobić próbę biologiczną - mieszankę suszonych grzybów podano zwierzętom. Część zwierząt padła z objawami uszkodzenia nerek.

Wyglądało na to, że jakieś grzyby zbierane w okolicy wywoływały zatrucia, pozostawało tylko pytanie jakie konkretnie. Rozpoznanie gatunku po pokruszonych suszonych kapeluszach było trudne, niekiedy nie było pewności nawet co do rodzaju, należało więc zdobyć próbki świeżych. Istniała przecież możliwość, że w lasach rośnie jakiś rzadki gatunek trujący na tyle podobny do grzybów jadalnych, że nie dało się go wcześniej rozpoznać. Nie można było zakazać ludziom zbioru wszystkich grzybów z oznaczonych trzech grup obejmujących kilkadziesiąt chętnie zbieranych gatunków.

Ponieważ jesień się skończyła, dopiero w następnym roku doktor Grzymała ze Skirgiełło i mykologiem Andrzejem Nespiakiem ruszył w las aby zebrać jak najwięcej różnorodnych gatunków. Mieli jednak pecha, rok ten nie obfitował w grzyby, mimo przeprowadzonych badań nie udało się powtórzyć toksycznego efektu ze znalezionymi owocnikami. Podobna sytuacja powtórzyła się jesienią 1954, a lekarz zaczął tracić nadzieję na znalezienie rzeczywistej przyczyny zatruć. W końcu równie dobrze przyczyną mogło być jednak coś innego, może nie grzyby a jakieś opryski na terenie lasów albo pasożytująca na grzybach pleśń nadająca toksyczne właściwości jadalnym gatunkom. Sam przebieg zatrucia związany z uszkodzeniami nerek, był jak na działanie grzybów nietypowy i nigdy wcześniej nie obserwowany.
W 1955 roku w połowie jesieni ponownie pojawił się urodzaj na grzyby. Badaczom udało się pozyskać kilkadziesiąt gatunków. Rozsegregowane wedle gatunku owocniki suszono a część zachowywano w formalinie aby nadawały się do dokładniejszych oznaczeń. Dla niektórych grzybiarzy było to jednak za późno - w rejonie pojawiły się kolejne zatrucia z objawami uszkodzeń nerek. U dwóch różnych rodzin zachorowało dziewięć osób, z czego dwie zmarły. Tym razem działano szybko, prosząc rodziny o przekazanie jedzenia i niespożytych grzybów, póki jeszcze były świeże. Wśród próbek przekazanych od zatrutych z Lisewa znalazły się również gatunki z rodzaju zasłonak oznaczone wcześniej w suszu otrzymanym od ofiar "epidemii Konińskiej".

Bazując na próbkach od zatrutych oraz na okazach znalezionych podczas grzybobrania, wykonano kolejne badania na zwierzętach. Spośród 127 osobników część padła po zjedzeniu karmy z dodatkiem fragmentów trzech owocników. Pozostawało już tylko precyzyjnie oznaczyć gatunek. Na podstawie cech wyglądu, prób chemicznych i wyglądu zarodników udowodniono niezbicie, że trującym gatunkiem był Cortinarius orellanus, czyli zasłonak rudy.
We wszystkich ówczesnych atlasach oznaczany jako grzyb jadalny.

Publikacje Grzymały jakie ukazały się później w fachowych czasopismach, wywołały zdumienie u europejskich mykologów. Wszystko wskazywało na to, że przez bardzo długi czas nikt nie zorientował się, że gatunek ten należy do najsilniej trujących grzybów. Aby nakreślić zdumienie i przerażenie jakie przyniosła ta informacja, należy zaznaczyć, że Zasłonaki to bardzo liczna grupa grzybów. W samej tylko Polsce oznaczono ich około 220 gatunków a w całej Europie ponad 500. Większość uważana była za grzyby jadalne niskiej wartości, typowe bełdki. Niektóre na surowo wywoływały rozstrój żołądka, inne miały nieprzyjemny smak i zapach, w rodzaju zapachu czosnku, rzodkiewki, gazu czy kurzu. Wiele atlasów grzybów stwierdzało, że żaden z zasłonaków nie jest trujący, więc nie ma potrzeby rozpoznawać gatunków i można jeść wszystkie, jeśli tylko smak i zapach na to pozwalają.

Zasłonak rudy to  grzyb blaszkowy średniej wielkości, o brunatno-rudym zabarwieniu, młode osobniki mogą jednak być ciemnopomarańczowe. Dopiero wyrastające owocniki posiadają między trzonem a kapeluszem włóknistą błonę składającą się z łatwo pękających nitek, nazwaną zasnówką lub zasłoną. Stąd nazwa rodzajowa. Powierzchnia kapelusza skórzasta, sam kapelusz nie licząc blaszek dość cienki, wypukły, niekiedy z lekkim garbkiem pośrodku. U młodych osobników brzeg podwinięty, u starych bardziej postrzępiony niekiedy wywrócony.

Blaszki szerokie i rzadkie, o takim samym kolorze co kapelusz. Trzon pełny, włóknisty, często wygięty.  Miąższ kapelusza cielisty, po przekrojeniu nie sinieje.
Zapach świeżych grzybów słaby, podobny do rzodkiewki. Smak świeżych niewyczuwalny, gotowanych lub podsmażanych przyjemny, grzybowy z kwaskowatym posmakiem. Rośnie od września do października głównie w lasach mieszanych. (Grzymała podaje, że oznaczone owocniki zebrano z lasów iglastych, głownie pod sosną, tymczasem inne źródła podają że gatunek ten woli buki i brzozy; najwyraźniej z. rudy jest mylony z zasłonakiem rudawym który lubi kwaśną glebę)

Sam zasłonak rudy nie jest w Polsce gatunkiem częstym, znalazł się nawet na czerwonej liście gatunków zagrożonych. Grzymała podaje w swoich artykułach kilka odnalezionych stanowisk: Las Głębocki koło Ślesina, Las Kaźmierzowski koło Kaźmierzowa, Las Wilczyński, Las Orzelski koło Topólek w pobliżu Radziejowa i las w pobliżu FWP w Mrągowie na Mazurach. Szukając w internecie znalazłem też wzmianki o stanowiskach w lesie na obrzeżach Gdańska i w rejonie puszczy Białowieskiej.

Dlaczego jednak nikt wcześniej nie zauważył właściwości zasłonaka rudego? Głównie ze względu na niesamowicie długi czas opóźnienia objawów. Z wykonanych później wywiadów wynikało, że słabe, niespecyficzne objawy rozwolnienia czy niedyspozycji żołądkowych pojawiały się po kilkunastu godzinach od spożycia, lecz bagatelizowane same mijały. Zależnie od osobniczej wrażliwości i ilości zjedzonych grzybów dalsze, poważniejsze objawy, pojawiały się po dwóch, trzech i więcej dniach. U połowy chorych czas opóźnienia przekraczał tydzień a w jednym przypadku ciężkie objawy pojawiły się dopiero po 17 dniach od zjedzenia grzyba!

Już około 12-godzinne opóźnienie pojawiające się po zjedzeniu muchomora sromotnikowego jest uważane za czas długi, a co dopiero w przypadku, gdy sam zatruty może już nie pamiętać co zjadł dwa tygodnie temu. Pojedyncze pojawiające się wcześniej zatrucia były więc wpisywane jako "uszkodzenie nerek o nieznanej etiologii" ewentualnie winę zrzucano na przewlekłe choroby lub pokątny alkohol. Grzymała przejrzał zresztą dokumentację szpitali z okolicy szukając przypadków gdy charakterystyczne uszkodzenie nerek dało się powiązać ze zjedzeniem grzybów. Odnalazł kilkanaście zatruć następujących w okresie po Wigilii, to jest po zjedzeniu suszonych grzybów, sięgających wstecz aż do 1938 roku, zwykle zatruciu ulegały dwie-trzy osoby z tej samej rodziny, liczne były przypadki śmiertelne.

Aby móc lepiej przestrzec ludność, udawał się w region z zasuszonymi oraz zachowanymi w formalinie okazami, aby ustalić na ile gatunek ten jest znany i jakie ma regionalne nazwy. Mieszkańcy okolic Skulska i Ślesina dobrze znali tego grzyba. Nazywano go "rzędówką" lub "cukrówką" niekiedy "cyganką" i uważano za smaczny, jadalny, znany od dawna i używany wraz z innymi grzybami do jedzenia. Wypowiadali się tak także członkowie rodzin w których zdarzyły się zatrucia. Ze względu na to, że zwykle stanowił domieszkę wśród innych chętnie zbieranych grzybów, najwyraźniej często mogło być tak, że zjadano go bez szkody, bo było go w potrawie za mało. Jeśli zaś dawał objawy, to po tak długim czasie, że nikt go z zatruciem nie kojarzył. Aby zapobiec dalszym zatruciom wydano ulotkę z opisem zasłonaka rudego oraz opublikowano odpowiednie informacje w prasie. Jednak zmiana zwyczajów grzybiarzy okazała się trudna, jeszcze w 1957 podczas kolejnego masowego wysypu zasłonaków zachorowało 21 osób z czego 6 zmarło.

Późniejsze badania pozwoliły na wyizolowanie toksyny, nazwanej Orellaniną, która okazała się mieć ciekawą budowę. W zasadzie jest to prosta bipirydyna:
formą aktywną jest podwójny N-tlenek, możliwe są też formy zredukowane. Jest to związek łatwo ulegający reakcjom utlenienia i redukcji, utleniona forma N-tlenku w czasie metabolizmu komórkowego generowała wolne rodniki powodujące uszkodzenia organelli komórkowych. Powstająca wówczas forma zredukowana utleniała się w ustroju i ponownie generowała wolne rodniki.
Toksyna jest bardzo wolno eliminowana z organizmu, krążąc w krwiobiegu. Przepływając przez nerki powoduje ich uszkodzenia na etapie zagęszczania moczu, z którego jednak jest wchłaniana ponownie. Efekty toksyczne kumulowały się aż po kilku dniach doprowadzały do niewydolności i zatrzymania pracy tego narządu. Właśnie dlatego objawy zatrucia pojawiały się po tak długim czasie. Mechanizm wydaje się zresztą podobny do działania toksycznego herbicydu parakwatu, także będącego bipirydyną, tylko z pierścieniami połączonymi w pozycjach 4,4 (para-bipirydyna). Z powodu kumulowania się objawów, możliwe jest zatrucie w wyniku małych ale powtarzanych porcji grzybów, na przykład raz ktoś zjadł kilka zasłonaków poniżej dawki toksycznej, a po tygodniu w następnej porcji dania jeszcze jeden i to już wystarczało.
Orellanina jest bardzo słabo rozpuszczalna w wodzie oraz odporna termicznie, gotowanie, nawet kilkukrotne, oraz suszenie i marynowanie nie usuwają jej.

W czasie izolacji toksyny z grzybów udało się odnaleźć reakcję barwną z kwaśnym roztworem chlorku żelaza III. Części badanych grzybów były rozgniatane lub miksowane z dodatkiem wody. Po przesączeniu do odsączonego roztworu dodawano 3% roztwór chlorku żelaza III w 0,5 N kwasie solnym. W razie obecności orellaniny pojawiało się ciemne zielonkawo-niebieskie zabarwienie, podobne do rozcieńczonego atramentu. Reakcję dawały gatunki zasłonaków znane z tego że wywoływały zatrucia, a nie dawały zasłonaki co do których takich skutków nie odnotowano. Potencjalnie mogłaby to być reakcja pozwalająca odróżnić grzyby, choć nie wiem na ile daje się ją zastosować w warunkach domowych. W przypadku kurek które potencjalnie mogą zostać pomylone z zasłonakiem rudym, reakcja barwna z pojawieniem niebieskiego koloru miąższu pokropionego odczynnikiem, nie następuje.[1]
Inną zauważoną reakcją było pojawienie się czarnego zabarwienia kapelusza po naniesieniu nań kropli 10% wodorotlenku sodu. Orellanina ma właściwości redukujące, więc wodne lub alkoholowe wyciągi odbarwiają nadmanganian potasu.
Zasłonak rudawy

Po opisaniu w wielu artykułach własności toksycznych zasłonaków, podobne przypadki zaczęto zgłaszać także z innych krajów, pojawiły się też doniesienia o innych gatunkach trujących. W Finlandii, Szwecji, Francji i Szkocji odnotowano między innymi zatrucia zasłonakiem rudawym (Cortinarius rubellus/C. speciosissimus ), o charakterystycznej spiczastej górce pośrodku kapelusza. Raz opisano zatrucie zasłonakiem pięknym. Cały czas badane są kolejne gatunki i dotychczas w około 30 stwierdzono obecność toksyny, wśród nich rosnący też w Polsce zasłonak osłonięty [2], rzadki zasłonak niebieski i drobny, możliwy do pomylenia z twardzioszkiem zasłonak purpurowoblaszkowy  Trudno powiedzieć ile jeszcze gatunków okaże się trujących. Z tego powodu obecne atlasy grzybów zalecają raczej nie zbierać zasłonaków.

Zasłonaki mogą być mylone z innymi grzybami blaszkowymi, odnotowano już pomyłki z kurkami, możliwe są pomyłki z innymi gatunkami pieprzników, o ciemniejszym wierzchu kapelusza, zdarzały się też pomyłki z grzybami halucynogennymi. Możliwa jest też pomyłka z płachetką, grzybem chętnie zbieranym zwłaszcza do marynat. Nic zresztą dziwnego, bo płachetka, nazywana też turkiem, kołpakiem czy niemką, należy do zasłonakowatych, choć nie jest trująca. Wydaje się możliwe pomylenie z niektórymi gąskami czy gołąbkami o podobnym ubarwieniu, zwłaszcza ze starymi owocnikami które mogą być podobnie ukształtowane. Znalezione przez Grzymałę regionalne w rejonie Konińskim nazwy zasłonaka, w innych rejonach są używane na określenie innych jadalnych grzybów, w tym gołąbek cukrówka, niektóre źródła donoszą o możliwości pomyłki z gąską żółtą, która różni się przede wszystkim żółtymi blaszkami.
W zeszłym roku prasa donosiła o zatruciu nastolatki z Bygdoszczy, która miała pomylić zasłonaka z kurką - choć fakt, że ostatecznie doszło do uszkodzenia wątroby sugeruje, że między grzyby musiało się jej wmieszać jeszcze coś innego. W 2008 roku zasłonakiem zatruł się pisarz Nicholas Evans, znany jako autor "Zaklinacza koni". Po kilku lat dializowania ostatecznie dostał przeszczep nerki pobranej od siostry.

Jak na razie nie ma dobrej metody leczenia zatruć, pewne pozytywne efekty może dać hemoperfuzja pozwalająca na usunięcie toksyny z krwiobiegu co zapobiega dalszym uszkodzeniom, natomiast nie pomoże w przypadku już powstałych.

-------
Źródła:
*  Grzymała S (1958) Śmiertelne zatrucia rzekomo jadalnym gatunkiem grzybów. Rocz, Państw. Zakl. Hig. 9:115-119
* Grzymała S (1961) Śmiertelne zatrucia rzekomo jadalnym gatunkiem grzyba II. Niektóre cechy farmakologiczne zasłonaka rudego (Cortinarius orellanus Fr.). Rocz Państw Zakl Hig 12:363-371
* Grzymała S (1961) Śmiertelne zatrucia rzekomo jadalnym gatunkiem grzyba III. Wyodrębnienie trującej substancji - orellaniny. Rocz Państw Zakl Hig (Poland) 12:491-498
* Skirgiełło A, Nespiak A (1958) Cortinarius (Dermocybe) orellanus Fr., non Qurl. - przyczyna licznych zatruć grzybowych w Polsce w latach 1952-1955. Acta Soc Bot Polon (Poland) 27:215-220
*  Trond Schumacher, Klaus Hoiland, Muschroom Poisoning Caused by Species of the Genus Cortinarius Fries, Arch. Toxicol (1983) 53. 87-106
* Wysocki K, Ruszkowski M, Raszeja S (1958) Cięźkie toksyczne uszkodzenie nerek w przebiegu zatrucia zasłonakiem rudym (Cortinarius orellanus). Pol Tyg Lek (Poland) 13:1314-1317

[1]  http://www.mushroomexpert.com/kuo_06.html
[2]  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26915341

czwartek, 23 lipca 2015

Dlaczego pokrzywa parzy?

Kiedy zadano mi kiedyś to pytanie odpowiedziałem "Bo ma w sobie kwas mrówkowy". Ale potem poszukałem na ten temat informacji i stwierdziłem, że jednak trochę nie do końca.

Pokrzywa zwyczajna jest bardzo pospolitą rośliną z rodziny pokrzywowatych. Chętnie porasta śmietniki i wilgotne nieużytki, niejednokrotnie tworząc wysoki po pierś parzący, gęsty gąszcz. Może być jadana, bywa używana jako zioło, dostarcza też dobrej jakości włókna. Jednak najbardziej charakterystyczną jej cechą jest zdolność do wywoływania "oparzeń" będących w rzeczywistości stanem zapalnym skóry, ze swędzeniem, zaczerwienieniem i powstaniem bąbli. Odpowiedzialne są za to woski parzące, będące właściwie ostrymi igłami. Każdy włosek to wyspecjalizowana, silnie wydłużona komórka o ściankach nasyconych krzemionką. Przy dotknięciu, końcówka włoska odłamuje się, zaś reszta wbija się płytko w skórę. Lekkie nadciśnienie wewnątrz włoska wstrzykuje ok. 0.0004 mg silnie drażniącego soku.
Co zaś powoduje tak wyraźną reakcję?

Jad zawarty we włoskach parzących pokrzywy jest bardzo przemyślnie skomponowaną mieszanką. Zawiera substancje drażniące w tym kwas mrówkowy i kwasy żywiczne,  substancje wywołujące stan zapalny jak histaminę, czynniki stymulujące układ odpornościowy jak leukotrieny a na dodatek zawiera neuroprzekaźniki takie jak serotonina czy acetylocholina, dzięki czemu wszystkie te nieprzyjemne odczucia odbierane są jeszcze efektywniej i silniej.[1] Przy czym jeśli chodzi o kwas mrówkowy, ma on małe znaczenie - w badaniach roślin znaleziono go w śladowych ilościach, w niektórych próbkach w ogóle nie znaleziono, dlatego sądzi się że głównymi czynnikami drażniącymi są kwasy żywiczne, możliwe też że kwas szczawiowy i winowy[2]. Być może czynnikiem podrażniającym jest peptyd moroidyna wywołujący silne odczyny zapalne.
W efekcie wstrzyknięcia takiej mieszanki, w skórze rozwija się miejscowy stan zapalny, zaś drażnienie zakończeń nerwowych produkuje kłujący ból i swędzenie. Drapanie oparzonego miejsca tylko pogarsza sytuację. U osób z astmą, poparzenie pokrzywą może wywołać atak - co ciekawe, wyciągi z ziela są polecane jako ziołowy lek na tą chorobę.

Jak można sobie poradzić z takim oparzeniem?
Cóż, skoro kwas mrówkowy nie jest głównym czynnikiem parzącym, to polecane środki o odczynie zasadowym, a więc soda, cebula, mleczko magnezowe czy wapno, nie będą skuteczne. Trudno też ocenić skuteczność szczawiu, cytryny czy babki pospolitej - choć w tym ostatnim przypadku wykazano pewną skuteczność w leczeniu pokrzywek[3]. Wydaje się więc, że poza powstrzymywaniem się od drapania, pozostają żele chłodzące z mentolem, lub żele łagodzące antyhistaminowe, takie same jak używane przy pokrzywkach i ukąszeniach owadów.

Ale pokrzywa to nie jedyna parząca roślina. Do rodziny pokrzywowatych należy też australijski rodzaj Dendrocnide, tak zwane "parzące drzewa", wywołujący niebezpieczne oparzenia. Liście tego niewysokiego drzewa pokryte są włoskami, które wbijają się w skórę i odłamują. Zawierają sok z dużą ilością moroidyny - krótkiego peptydu powodującego powstawanie silnych połączeń między histaminą a białkami zawierającymi tryptofan. W efekcie poparzony czuje nieznośny ból i swędzenie, które zależnie od wielkości oparzenia potrafią utrzymywać się kilka dni, tygodni a w szczególnych przypadkach do kilku miesięcy.
W miejscu oparzenia tworzą się drobne, czerwone plamy, często łączące się, i masywne obrzęki. Zdarzały się przypadki śmiertelne wśród ludzi i zwierząt. W razie poparzenia ważne jest aby szybko wyjąć ze skóry wbite włoski, zwykle odrywa się je taśmą klejącą lub płatkami z woskiem, ból może też złagodzić przemycie skóry rozcieńczonym kwasem solnym. Poza tym stosuje się preparaty antyhistaminowe.[4]
Na Nowej Zelandii rośnie inny krzew z rodzaju pokrzywa - Urtica ferox, nazywany też Ongaonga.
 Ten niski krzew o charakterystycznych lancetowatych, postrzępionych liściach posiada długie kolce na brzegu blaszki liściowej. Przy dotknięciu wstrzykują trujący sok o składzie podobnym do jadu pokrzywy, ale o silniejszym działaniu. Notowano już zgony w przypadku poparzenia dużej powierzchni ciała.[5]

Liczne rośliny parzące występują w Ameryce. Najbardziej znane to trujący bluszcz, sumak jadowity i trujący dąb - należące do rodzaju Toxicodendron. Do tego ostatniego rodzaju należy też drzewo lakowe, nazywane sumakiem japońskim (dawniej uważano że należy do rodzaju Sumak, podobnie jak sadzony u nas w parkach Sumak octowiec, ale okazało się że rośliny nie są spokrewnione). Wszystkie te rośliny zawierają substancję Urushiol będący polifenolem, pochodną katecholu podstawionego wielonienasyconym łańcuchem alifatycznym.

Mieszanina podobnych związków występuje w soku rośliny i na powierzchni liścia jako oleista warstewka. W drzewie lakowym stanowi główny składnik mlecznego soku. Po wystawieniu na powietrze polimeryzuje tworząc odporną na ścieranie, nie rozpuszczalną w wodzie i rozpuszczalnikach, połyskliwą masę. Właśnie z mlecznego soku sumaka japońskiego wytwarzano w dawnych wiekach lakę, używaną w Japonii do pokrywania drobnych przedmiotów, parawanów, skrzynek na biżuterię, mebli czy nawet ubrań. Znana jest zwłaszcza laka czerwona, oraz przedmioty pokrywane reliefową różnobarwną laką.[6]
Urusihol w kontakcie ze skórą wywołuje reakcje alergiczne objawiające się świądem, wysypką, zaczerwieniami a u osób wrażliwych także powstawaniem pęcherzy jak przy poparzeniach. Wysypka i świąd zwykle ustępują w ciągu dwóch tygodni, po pęcherzach mogą pozostawać blizny. Częste narażenie może prowadzić do uwrażliwienia oraz silniejszych odczynów alergicznych.
Wchłonięty przez skórę Urusihol łączy się z białkami komórek naskórka. Część po utlenieniu do formy chinonowej wędruje drogami limfatycznymi do węzłów chłonnych, gdzie aktywizuje limfocyty. W efekcie limfocyty zaczynają atakować komórki naskórka w miejscu dotknięcia. W przypadku spożycia reakcje stają się uogólnione.
W przypadku kontaktu skóry z trującym bluszczem, zaleca się możliwie szybkie zmycie skóry wodą z mydłem, w razie pojawienia się wysypki stosuje się maści łagodzące i ściągające, kremy antyhistaminowe a w cięższych stanach także leki steroidowe.[7]

Podobne związki pojawiają się też w innych roślinach z rodziny nanerczowatych, na przykład w skorupce orzecha nerkowca zawarty jest kwas anakardiowy (anacardic acid) będący pochodną kwasu salicylowego i wywołujący podobne reakcje alergiczne. Dlatego też w handlu dostępne są bądź orzechy nerkowca łuskane bądź prażone. Z oddzielonych skorupek orzechów wyodrębnia się kardanol, używany do utwardzania żywic epoksydowych i do tworzenia odpornych na ścieranie powłok.[8]




Zbliżone związki można znaleźć też w liściach mango i pistacji, nie ma ich natomiast w owocach. Związek o podobnym działaniu zawiera też zielona osnówka nasion Miłorzębu.

Całkiem inny mechanizm parzący dotyczy znanego w ostatnim czasie Barszczu Sosnowskiego. Roślina zawiera dużą ilość furanokumaryn, związków pochłaniających ultrafiolet, które po wchłonięciu przez naskórek powodują uwrażliwienie skóry na światło i ciężkie oparzenia słoneczne. Kontakt z barszczem nie powoduje początkowo zauważalnych objawów, nie odczuwa się parzenia, kłucia czy swędzenia. Dopiero po kilku godzinach pojawia się swędzenie i ból, na skórze pojawiają się zaczerwienienia, w cięższych formach rozległe pęcherze i oparzenia do III stopnia. Przy rozległych poparzeniach pojawia się wstrząs. W przypadku pojawienia się oparzeń, na skórze mogą pozostawać blizny, natomiast przy lżejszych stanach po zniknięciu zaczerwienień skóra staje się ciemniejsza i bardziej wrażliwa na światło. Ogółem objawy bardzo przypominają silne poparzenia słoneczne.[9]

W tym przypadku po kontakcie z barszczem skórę należy umyć wodą i mydłem, oraz osłonić przed działaniem światła na co najmniej dobę lub dwie. W razie pojawienia się zaczerwienień, należy stosować żele łagodzące i maści z hydrokortyzonem, opuchliznę zmniejszają preparaty ściągające jak Altacet.

Podobne substancje mogą występować też w innych roślinach z rodzaju Selerowatych, zwłaszcza w liściach pasternaku i selera, a także w arcydzięglu, jednak w tym przypadku nie są tak niebezpieczne. Furanokumaryny występują też w olejkach ze skórki owoców cytrusowych.

------------
Źródła
[1] http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1476-5381.1956.tb01051.x/pdf
[2] http://www.pubfacts.com/detail/16675601/Identification-of-oxalic-acid-and-tartaric-acid-as-major-persistent-pain-inducing-toxins-in-the-stin
[3] http://pelagiaresearchlibrary.com/european-journal-of-experimental-biology/vol4-iss3/EJEB-2014-4-3-311-314.pdf
[4]  http://www.antoranz.net/CURIOSA/ZBIOR13/C3250/3296_QZE11059_gympie-gympie.HTM
[5] http://www.terrain.net.nz/friends-of-te-henui-group/plants-native-botanical-names-r-to-z/tree-nettle-urtica-ferox.html
[6] https://en.wikipedia.org/wiki/Toxicodendron_vernicifluum
[7] https://en.wikipedia.org/wiki/Urushiol-induced_contact_dermatitis
[8] https://en.wikipedia.org/wiki/Anacardic_acids
[9] https://pl.wikipedia.org/wiki/Barszcz_Sosnowskiego

https://en.wikipedia.org/wiki/Urtica_dioica
* https://en.wikipedia.org/wiki/Urushiol
* https://en.wikipedia.org/wiki/Contact_dermatitis
* https://en.wikipedia.org/wiki/Irritant_contact_dermatitis
* https://en.wikipedia.org/wiki/Phytophotodermatitis

czwartek, 11 czerwca 2015

6 substancji z którymi wolałbym nie pracować

Inspiracją do wpisu był ten, niedawno opublikowany film popularnonaukowy z serii "Uwaga! Naukowy bełkot":
Jest to cenna seria, w ciekawy sposób przedstawiająca informacje z różnych dziedzin, jednak z tym odcinkiem mam pewien kłopot - autor chyba nie zupełnie rozsądnie zebrał 6 groźnych substancji pod mylącym tytułem a opowiadając o nich zastosował nadmierne uproszczenia. Co postaram się pokrótce objaśnić zanim podam swoją listę

Z czym można pracować i co nie jest naj
Jedną z maksym przypisywanych Einsteinowi jest ta o przekazywaniu informacji, mówiąca że należy upraszczać jak można, ale nie bardziej. Bo jeśli coś uprościmy za bardzo, możemy wprowadzić inną osobę w błąd.
Ten problem dotyczy Polonu-210 opisanego przez autora jako "najbardziej promieniotwórcza substancja znana Ludzkości". Jak tłumaczy w komentarzach, wybrał tą substancję, bo jest dostępna w stosunkowo dużych ilościach, silnie radioaktywna i ma na tyle długi czas półrozpadu, że człowiek zdąży się nią zatruć. Ale o tym w filmie nie wspomina. Widz dostaje tylko prosty przekaz "Polon-210 jest najbardziej promieniotwórczy w ogóle", co nie jest prawdą.

Zgodnie z definicją aktywności promieniotwórczej, jest to szybkość z jaką następują rozpady promieniotwórcze. Największą aktywność mają te z najkrótszymi czasami półrozpadu i małymi masami, z czego wynika że najbardziej promieniotwórczą substancją jest Wodór-7 o czasie półtrwania 2,3×10−23 s i masie 8 unitów.
Tak że akurat Polon-210 byłby raczej "najbardziej promieniotwórczą substancją z jaką można się zetknąć" w tym znaczeniu, że jest stosunkowo dostępny i niektórzy muszą z nim pracować - choć można spekulować czy przypadkiem bardziej szkodliwy nie jest ameryk-243, spotykany w czujnikach dymu, który jest wytwarzany w większych ilościach a oprócz mało przenikliwego promieniowania alfa, produkuje też wysokoenergetyczne promienie gamma.
Podobny problem dotyczy "najbardziej palnej substancji" czyli trifluorku chloru, bo przecież fluorek ten sam w sobie nie jest specjalnie palny - jest natomiast silnym środkiem zapalającym, powodującym zapłon innych substancji z którymi się zetknie, a przy tym przeżerający substancje niepalne.
Myślę, że wśród najbardziej palnych substancji na pewno znajduje się silan, czyli krzemowy analog metanu. Duże powinowactwo krzemu do tlenu i ujemna jonizacja wodoru powodują, że w mieszance z tlenem ulega samozapłonowi w temperaturach około -100 °C, przy czym różne prace podają różne dane, w jednej opisano zapłon mieszanki z powietrzem w temperaturze -162 °C[1] Natomiast silniejszym od trifluorku chloru środkiem utleniającym i zapalającym inne substancje jest zapewne difluorek ditlenu, potrafiący zapalić stały metan w temperaturze 90 K.[2]

Inny problem dotyczy pozostałych substancji - tematem filmu są substancje "z którymi wolelibyście nie pracować" bo są niebezpieczne, trudne do obsługi, groźne jeśli się z nimi zetknąć. Tylko że w tym kontekście materiał wybuchowy oktanitrokuban pomimo swej niesamowitej siły wybuchowej zupełnie do zestawienia nie pasuje, jest bowiem stosunkowo bezpieczny - nie wybucha pod wpływem wstrząsów, nie powinien eksplodować nawet po uderzeniu młotkiem, dopiero wybuch spłonki inicjującej wywołuje eksplozję. Osobiście wolałbym pracować z nim, niż z na przykład chloranem potasu (jest ciekawszy).

Dlatego do zestawienia pasuje właściwie tylko batrachotoksyna, dwucyjan i ten bardzo azotowy materiał wybuchowy, eksplodujący spontanicznie.

Trochę zdziwiło mnie zatem, że autor filmu zapomniał o kilku innych substancjach, które warto tu pokrótce opisać. 

Z czym ja wolałbym jako chemik nie pracować:

1. Diselenek węgla
Analog dwusiarczku węgla, przydatny w niektórych syntezach. A przy tym związek niesamowicie wprost śmierdzący. Po tym jak w 1936 roku otrzymano go po raz pierwszy, konieczna była ewakuacja najbliższej miejscowości, leżącej po zawietrznej stronie laboratorium. Jest lotny, łatwo przenika przez gumę i wchłania się do organizmu, łatwo przenika przez błony komórkowe i jest neurotoksyczny. Chemik pracujący z tym związkiem przez dłuższy czas otoczony byłby banieczką nieznośnego zapachu i bez wątpienia znalazłby wolne miejsce w tramwaju.
Podobne efekty mogą dawać też inne związki selenoorganiczne, jak selenol, analog etanolu, czy selenofenol.

Nie chcę zostać na kilka tygodni człowiekiem-skunksem, więc pracy z tym związkiem będę unikał.

2. Dimetylortęć
Jedna z najsilniejszych znanych trucizn. Dawka śmiertelna dla człowieka właściwie nie jest znana, estymuje się ją na podstawie kilku wypadków śmiertelnych. Znanym przypadkiem było zatrucie badaczki Karen Wetterhahn, której na rękawiczki rozprysnęło się ok. 0,05 ml substancji. Przeniknęła przez rękawiczki i w krótkim czasie wchłonęła się przez skórę w ilości wystarczającej do zabicia. Z batrachotoksyną czy jeszcze silniejszą ciguarotoksyną można w miarę bezpieczne pracować, z dimetylortęcią nie jest już tak dobrze.
Tak że jeśli na prawdę nie będzie mi to do czegoś potrzebne, wolę z tą substancją nie pracować.

3. Benzo-a-piren
Jeden z najważniejszych wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) będących rakotwórczymi składnikami dymu. Metabolity benzo-a-pirenu łączą się z DNA wywołując mutacje. Spożyty wywołuje raka żołądka i jelit, obecność w powietrzu sprzyja nowotworom płu, a zanieczyszczenie skóry może wywołać raka skóry. W niektórych badaniach już jednokrotna iniekcja podskórna ekstraktu zwierającego WWA wywoływała nowotwory u badanych zwierzat.

Tak że pracy nad tym związkiem czystym, lub w ekstraktach wolałbym też unikać.

4. Gaz musztardowy
Środek bojowy będący silnym środkiem alkilującym. Wywołuje silne oparzenia skóry które ujawniają się nawet dobę po kontakcie z substancją, wchłonięty drogą inhalacyjną daje objawy zatrucia z dużym opóźnieniem, od 4 do 6 godzin dla małych dawek (dla dużych natychmiastowo). Jest potwierdzonym środkiem rakotwórczym.

Tak więc pragnącym zachować zdrowie i ładną twarz też radzę unikać styczności z tą substancją

5. Azydek sodu
Sól kwasu azotowodorowego, zawierająca trzy połączone atomy azotu. Azydki nieorganiczne zwykle są stosowane w syntezie azydków organicznych, oraz 1,2,3 triazyn, ewentualnie tetrazolu. Niestety azydki są związkami nietrwałymi i bardzo silnie trującymi, porównywalnie z cyjankami. Chętnie hydrolizują do azotowodoru, gazu bardziej toksycznego niż tlenek węgla, który w śladowych, niewyczuwalnych stężeniach jest w stanie wywołać zatrucie. Ekspozycja wywołuje mdłości, bóle głowy, uszkodzenie włókien nerwowych, zaburzenia oddychania zaś działaniem długofalowym po zatruciu jest uszkodzenie wątroby i jąder. Zatrucia tym związkiem wśród chemików są notowane dość często.
Przy ogrzewaniu potrafią eksplodować. Z jonami metali ciężkich tworzą wrażliwe na wstrząsy i nacisk azydki, używane czasem jeszcze w spłonkach.

Tak więc z tymi związkami bez konieczności też dobrze by było nie pracować

6. Siarczan niklu
Ten związek jest akurat stosunkowo często spotykany w laboratoriach chemii nieorganicznej. Jego głównym niebezpieczeństwem jest łatwość wywoływania alergii - powtarzalny kontakt ze związkiem skutkuje rozwinięciem się alergii na nikiel i kilkunastu procent ludzi. A zaistnienie takiej alergii może potem poważnie utrudniać życie, w związku z występowaniem niklu w wielu stopach metali używanych w elektronice czy medycynie.

------
[1] http://cdn.intechopen.com/pdfs-wm/24448.pdf
[2] http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja00893a004

czwartek, 12 lutego 2015

Wielka pomarańczowa chmura

Wiadomość jaką zobaczyłem właśnie w portalach informacyjnych jest tak nietypowa, że muszę o tym napisać.

Nad ranem w zakładach chemicznych na obrzeżach miasta Igualada, w Hiszpanii (region autonomiczny Katalonia) doszło do nietypowego wypadku - prawdopodobnie pomyłka przy przenoszeniu chemikaliów z pojemnika do pojemnika doprowadziła do eksplozji i wytworzenia wielkiej pomarańczowej chmury, która rozeszła się nisko nad miastem. Wygląda to doprawdy apokaliptycznie:


Sądząc po tym jak rozchodzi się chmura, w okolicy musi występować inwersja temperatur - powietrze w warstwie nad ziemią jest chłodniejsze niż warstwy wyższe. Ponieważ powietrze cieplejsze ma mniejsza gęstość, zaś unoszenie oparów polega na wypieraniu mniej gęstego powietrza nad bardziej gęste, chłodniejsze, inwersja temperatur powoduje że wszelkie dymy i opary zatrzymują się na pewnej wysokości, tam gdzie przebiega granica między masami powietrza, nie mogąc unieść się wyżej w ciepłym powietrzu górnej warstwy. Właśnie to zjawisko powoduje powstawanie smogu nad miastami, który wieczorem obejmuje warstwę kilkudziesięciu metrów przy powierzchni, nad którą sięgają szczyty wieżowców. Jest szczególnie dotkliwe gdy miasto znajduje się w kotlinie między wzgórzami a wiatr jest słaby - czego przykładem choćby strasznie zasmożony Kraków.

W przypadku  Igualady na zdjęciach widać podobną sytuację:


Ale czemu piszę o tym na blogu chemicznym?
Jak podają media, do wypadku doszło po zmieszaniu kwasu azotowego z chlorkiem żelaza. W takiej sytuacji dla chemika oczywiste powinno być, że gazem jest dwutlenek azotu, będący bardzo toksycznym gazem.
Kwas azotowy, będący utleniaczem, reaguje z chlorkiem żelaza II będącym reduktorem. Żelazo II utlenia się do żelaza III, część jonów azotanowych V redukuje się do tlenku azotu II, stąd proste równanie:
3 FeCl2 +  10 HNO3 → 3 Fe(NO3)3 + 2 H2O + NO + 6 HCl
Tlenek azotu II jest gazem bardzo nietrwałym - w zasadzie jest to obojętny rodnik z jednym niesparowanym elektronem Natychmiast więc po zmieszaniu z powietrzem reaguje z tlenem i utlenia się do dwutlenku azotu:
2 NO + O
2
→ 2 NO
2
Który jednak nadal jest gazem bezbarwnym.
Ten jednak w takiej formie nadal nie jest gazem trwałym - bardzo chętnie zamienia się w dimer, nazywany tetratlenkiem diazotu IV, i to właśnie ten gaz ma pomarańczowo-brunatny kolor:
2 NO
2
is in equilibrium with N
2
O
4
Równanie zawiera charakterystyczny znak przeciwnie skierowanych strzałek. Oznacza to, że mamy do czynienia z pewną równowagą. Im niższa temperatura, tym chętniej związek występuje w formie dimeru, im wyższa tym łatwiej rozpada się na monomer i tym więcej jest w nim formy pojedynczej, co pięknie pokazuje ten przykład:
Tlenek Azotu IV w różnych temperaturach. Od lewej: +50 °C, +35 °C,+ 25 °C, 0 C, -196 °C
Równowaga między tymi formami chętnie jest prezentowana w szkołach, tutaj bowiem zależność równowagi od temperatury widać naocznie.

Zatem po zmieszaniu chemikaliów zaszły trzy reakcje jedna po drugiej, a uwolniony gaz wypłynął nad miasto. I tak oto powstała brązowa chmura.
Czy jest groźna?
Dwutlenek azotu stanowi gaz toksyczny, duszący i podrażniający błony śluzowe. Wiąże się to z faktem, iż rozpuszczając się w wodzie tworzy mieszaninę kwasów azotowego V i azotowego III, i właśnie następowanie tego procesu w wilgoci naszych oczu i płuc powoduje szkodliwe skutki.
Miejmy nadzieję że wiatr z czasem rozwieje chmurę. Na razie najnowsze zdjęcia pokazują jak powoli rozpełza się na okolicę:

Najlepszą sytuacją byłoby rozwianie oparu przez wiatr. Mocniejszy deszcz też byłby dobry bo szybko oczyściłby atmosferę a kwasy by się rozcieńczyły. Najgorsza byłaby mgła albo mżawka, wtedy powstawałyby małe bardzo kwaśne kropelki opadające na ziemię i działające korozyjnie i podrażniająco.

Postsciptum
Pomarańczowa chmura ostatecznie została rozwiana, poza podrażnieniami oczu nie wywołała większych szkód. Wedle ostatnich oświadczeń firmy chemicznej, do wypadku doszło gdy kwas azotowy został wlany do kilkuset litrowego pojemnika z kwasem mrówkowym. Kwas mrówkowy także jest reduktorem, a reakcja między tymi substancjami powoduje wydzielenie dużej ilości ciepła, dwutlenku węgla i tlenków azotu.
 Dokładnie identyczny przypadek zdarzył się w 1988 roku we Włoszech, gdzie kwas azotowy wlano do cysterny zawierającej kwas mrówkowy, będący zapewne pozostałością środka czyszczącego. W tamtym przypadku zawory cysterny zakręcono. Wzrost temperatury i wydzielanie się gazów spowodowały eksplozję, która rozsadziła cysternę i odrzuciła na dużą odległość fragmenty konstrukcji. Wybuch i poparzenie gorącym kwasem spowodowały śmierć jednej osoby i poranienie 10 pracowników. Szczątki cysterny uszkodziły kilka budynków a fala uderzeniowa wybiła szyby w promieniu trzystu metrów. Uwolniona chmura tlenków azotu rozprzestrzeniła się po okolicy, udało się ją jednak częściowo zneutralizować kurtyną wodną i zepchnąć nad morze przy pomocy helikoptera.[1]

-------
[1] http://www.factsonline.nl/free-example/10257/chemical-accident-in-italy-with-nitric-acid

poniedziałek, 12 stycznia 2015

Chemicy i ich zatrucia

W  artykule na temat anegdot o chemikach, gdzie omawiałem ich odkrycia, wspomniałem że w odróżnieniu od słodzików czy innych dobroczynnych substancji, o tych którzy przypadkiem odkryli silną truciznę mogliśmy nie usłyszeć. Tymczasem wygląda na to, że jednak nie. Niektóre takie przypadki znanych zatruć chemików udało mi się wygrzebać.
A wszystko przez nieostrożność i odrobinę pecha...

Kropla która powali słonia
W roku 1964 grupa badaczy pod przewodnictwem Kennetha Bentley'a zajmowała się otrzymywaniem pochodnych tebainy, opiatu podobnego do morfiny, o nowych, bardziej korzystnych właściwościach leczniczych. Zasadniczo wiedzieli oni, że otrzymywane związki mogą mieć działanie na organizm, najwyraźniej jednak nie pilnowali się tak bardzo, skoro pewnego dnia jeden z nich zamieszał w dzbanku kawy szklaną bagietką, zanieczyszczoną śladami nowo otrzymanego związku. Śladowe ilości związku wystarczały, aby dziesięciu badaczy wpadło w śpiączkę. Jak się potem okazało, nowa pochodna, nazwana potem Etorfiną, jest 2 tysiące razy silniejsza od morfiny. Nie nadaje się na narkotyk bo zbyt łatwo można ją przedawkować. Znalazła zastosowanie do obezwładniania dużych zwierząt, efekt usypiania następuje bowiem bardzo szybko i równie szybko ustępuje po podaniu antidotum.[1]

Etorfina w dawce 4 mg jest używana w strzałkach do usypiania słoni.


Kapnęło
Gdy w grudniu 1936 roku chemicy IG Farben pod przewodnictwem Gerharda Schradera otrzymali nowy związek fosforoorganiczny, sądzili że będzie to tylko kolejny insektycyd, do zwalczania mszyc albo wszy. O tym że środek może się okazać skuteczną bronią wobec ludzi, przekonali się w styczniu zupełnie niechcący, gdy jednemu z asystentów kapnęła na stół jedna kropla nowego związku. Wkrótce kilku chemików doznało bólu głowy, duszności i zwężenia źrenic. Objawy osłabienia utrzymywały się u niektórych do kilku tygodni. Nowym związkiem zainteresowało się wojsko. Dziś znany jest jako środek paralityczno-drgawkowy Tabun.[2]

Niebezpieczne eksperymenty
Świetny chemik Humphry Davy, znany z wykorzystania prądu elektrycznego do wyizolowania nowych pierwiastków, u początków swej kariery naukowej zajmował się badaniem wpływu różnych gazów na organizm ludzki. To on doprowadził do tego, że wdychanie gazu rozweselającego stało się popularną rozrywką. Jako pierwszy też zauważył że gaz ten działa znieczulająco, ale inni badacze zignorowali to doniesienie. W pewnym okresie stał się nawet uzależniony od tego środka.

Mniej znanym epizodem tych badań, było doświadczenie z wdychaniem gazu świetlnego - produktu przepuszczania pary wodnej przez żarzący się węgiel, zawierającego znaczne ilości wodoru i tlenku węgla, czyli czadu. Oba te gazy są palne i przez długi czas używano ich do latarni miejskich. Davy sprawdzał działanie gazu, nie wiedząc w jak wielkim jest niebezpieczeństwie.
Nabrał go do pęcherza i przy pomocy rurki wziął pierwszy wdech. Był wtedy sam, nie przyszło mu do głowy angażować asystenta. Po pierwszym hauście gazu poczuł duszności i ból w piersi po czym zemdlał. Torba z gazem obsunęła mu się a rurka wypadła z ust. I całe szczęście, bo drugiego wdechu mógłby nie przeżyć. Po odzyskaniu przytomności zmierzył sobie jeszcze puls i wyszedł do ogrodu gdzie zemdlał jeszcze raz. Ale po kilku dniach powtórzył doświadczenie i opisał wyniki.[3]

Równie niebezpieczny był zwyczaj Karola Scheelego aby próbować i wąchać substancji nad którymi pracował. Gdy w wieku 46 lat zmarł lekarze podejrzewali zatrucie rtęcią, sądząc jednak po liście badań i ich opisach mogła być to kombinacja zatrucia rtęcią, arsenem i kwasem fluorowodorowym.

Prezentacja
Thomas Midgley, o którym wspominałem w poprzednich wpisach (to ten który przemywał oczy rtęcią) najbardziej znany jest z dwóch odkryć - zastosowania freonów w chłodnictwie i związków ołowiu jako przeciwstukowego dodatku do benzyny. W tym ostatnim przypadku wytwarzanie i przechowywanie dodatku, którym był tetraetylenek ołowiu, było procesem bardzo niebezpiecznym. Po kilku śmiertelnych zatruciach w zakładzie Du Pont pracownicy zastrajkowali a prasa rozpisywała się na temat planów dodawania trucizny do paliwa.
Dlatego też Midgley w 1924 roku zorganizował nietypową konferencję prasową. Przekonywał na niej, że ilości związku jakie znajdą się w paliwie są mniej toksyczne niż sama benzyna, a nawet - tutaj wyjął buteleczkę z czystym tetraetylenkiem - i czysty nie jest tak trujący jak to mówią. Na dowód odkręcił buteleczkę i zaciągnął się jej oparami. Potem wylał odrobinę na ręce i rozsmarował. Tak więc widzicie państwo, nic się nie dzieje - przekonywał.
Po tej prezentacji musiał pójść na kilkumiesięczny urlop, podczas którego zmagał się z objawami ciężkiego zatrucia ołowiem.[4]

Pomimo zabezpieczeń
Czasem jednak zabezpieczenia niewiele pomogą. Gdy w 1996 roku Karen Wetterhahn pracowała nad dimetylortęcią, znajdowała się w nowoczesnym laboratorium, a podnosząc fiolkę z kroplą związku miała na rękach lateksowe rękawiczki a na twarzy zasłonę. Przypadkiem fiolka pękła podczas manipulacji a ok. 0,5 ml związku rozprysnęło się po rękawiczkach. Zgodnie z zasadami zdjęła rękawiczki i części ubioru które mogły zostać skażone i wrzuciła do pojemnika na odpady niebezpieczne. Kilka miesięcy później zaczęła doznawać objawów postępującej degradacji układu nerwowego. Jak się okazało, niewielka ilość dimetylortęci zdążyła w ciągu kilku minut przeniknąć przez rękawiczki i wniknąć w skórę. Stamtąd przedostała się do krwi a potem do mózgu, osiągając śmiertelne stężenie. Niespełna rok po wypadku badaczka zmarła z powodu ciężkiego zatrucia tym związkiem.[5]

-------
[1]  http://file.zums.ac.ir/ebook/190-Drugs%20of%20Abuse-Michael%20J.%20Ph.D.%20Kuhar-0761479449-Marshall%20Cavendish%20Corporation-2012-320-$85.pdf str.10
[2]  http://www.epidemiologyandtoxicology.org/files/Nerve_Agents_Sarin_Hx_MoAGEORGE_1_.pdf
[3] Robert Hunt, Dictionary of National Biography volume 14, Humphry Davy
[4]  http://www.psychedelicporcupine.co.uk/2010/05/thomas-midgley-jr-the-worlds-most-destructive-man/
[5] http://en.wikipedia.org/wiki/Karen_Wetterhahn