Яд – это любое химическое вещество , вредное или смертельное для живых организмов . Этот термин используется в широком спектре научных областей и отраслей, где он часто имеет конкретное определение. Его также можно применять в разговорной или переносной форме, в широком смысле.
Будет ли что-то считаться ядом или нет, может зависеть от количества, обстоятельств и того, какие живые существа присутствуют. Отравление может быть случайным или преднамеренным, и если можно определить причину, можно найти способы нейтрализовать последствия или минимизировать симптомы .
В биологии яд — химическое вещество, вызывающее смерть , ранение или вред организмам или их частям. В медицине яды — это разновидность токсинов , которые доставляются пассивно, а не активно. В промышленности этот термин может быть отрицательным (что-то, что нужно удалить, чтобы сделать вещь безопасным), или положительным (средство, ограничивающее количество нежелательных вредителей ). С экологической точки зрения яды, попавшие в окружающую среду, могут впоследствии вызвать нежелательные последствия в других местах или в других частях пищевой цепи .
В широком метафорическом (разговорном) использовании этого термина «яд» может относиться ко всему, что считается вредным.
В биологии яды — это вещества , которые могут вызвать смерть , травму или вред органам , тканям , клеткам и ДНК , обычно в результате химических реакций или другой активности на молекулярном уровне, когда организм подвергается воздействию достаточного количества. [1]
Области медицины (особенно ветеринария ) и зоологии часто отличают яды от токсинов и ядов . И яды, и яды представляют собой токсины, то есть токсичные вещества , вырабатываемые организмами в природе. [2] [3] Разница между ядом и ядом заключается в способе доставки токсина. [2] Яды — это токсины, которые активно доставляются при укусе или укусе через ядовитый аппарат , например, клыки или жало , в процессе, называемом отравлением , [4] тогда как яды — это токсины, которые пассивно доставляются при проглатывании. , вдыхается или впитывается через кожу. [2]
Промышленность , сельское хозяйство и другие отрасли используют множество ядовитых веществ, обычно по причинам, не связанным с их токсичностью для человека. (например, кормление цыплят противогельминтными средствами, содержащими мышьяк [5] [6] ), растворителями (например, медицинским спиртом, скипидаром), чистящими средствами (например, отбеливателем, аммиаком), покрытиями (например, мышьяковистыми обоями) и так далее. Например, многие яды являются важным сырьем . Сама токсичность иногда имеет экономическую ценность, когда она служит сельскохозяйственным целям борьбы с сорняками и вредителями . Большинство ядовитых промышленных соединений имеют соответствующие паспорта безопасности и классифицируются как опасные вещества . Опасные вещества подлежат обширному регулированию в области производства, закупок и использования в пересекающихся областях безопасности и гигиены труда , общественного здравоохранения , стандартов качества питьевой воды , загрязнения воздуха и защиты окружающей среды . Благодаря механике молекулярной диффузии многие ядовитые соединения быстро диффундируют в биологические ткани , воздух, воду или почву на молекулярном уровне. По принципу энтропии химическое загрязнение обычно является дорогостоящим или невозможно обратить вспять, если не доступны специальные хелатирующие агенты или процессы микрофильтрации . Хелатирующие агенты часто имеют более широкий спектр действия, чем острая мишень, и поэтому их прием внутрь требует тщательного медицинского или ветеринарного наблюдения.
Пестициды представляют собой одну из групп веществ, основной целью которых является их токсичность для различных насекомых и других животных, считающихся вредителями (например, крыс и тараканов ). Природные пестициды использовались для этой цели на протяжении тысячелетий (например, концентрированная поваренная соль токсична для многих слизней и улиток ). Биоаккумуляция химически приготовленных сельскохозяйственных инсектицидов является проблемой для многих видов, особенно птиц , которые потребляют насекомых в качестве основного источника пищи. Избирательная токсичность, контролируемое применение и контролируемое биоразложение являются основными проблемами при разработке гербицидов и пестицидов, а также в химической технологии в целом, поскольку все формы жизни на Земле имеют общую биохимию ; организмы, обладающие исключительной устойчивостью к окружающей среде, классифицируются как экстремофилы , причем по большей части они демонстрируют совершенно разные восприимчивости.
Яд, попадающий в пищевую цепь (промышленного, сельскохозяйственного или природного происхождения), может не быть сразу токсичным для первого организма, который проглотил токсин, но может в дальнейшем концентрироваться в хищных организмах, находящихся дальше по пищевой цепи, особенно в плотоядных и всеядных животных . , особенно в отношении жирорастворимых ядов, которые имеют тенденцию накапливаться в биологических тканях, а не выводиться с мочой или другими водными стоками .
Помимо пищи, многие яды легко попадают в организм через кожу и легкие . Плавиковая кислота является общеизвестным контактным ядом, помимо ее коррозионного повреждения. Сернистый газ природного происхождения является быстродействующим атмосферным ядом, который может выделяться в результате вулканической активности или буровых установок . Контактные раздражители растительного происхождения, например, ядовитого плюща , часто классифицируются как аллергены , а не яды; эффект аллергена не является ядом как таковым, а поворачивает естественную защиту организма против самого себя. Яд также может попасть в организм через неисправные медицинские имплантаты или посредством инъекции (что является основой смертельной инъекции в контексте смертной казни ).
В 2013 году произошло 3,3 миллиона случаев непреднамеренных отравлений людей. [7] Это привело к 98 000 смертей во всем мире по сравнению со 120 000 смертей в 1990 году . [8] В современном обществе случаи подозрительных смертей привлекают внимание офиса коронера и судебно-медицинских экспертов .
Растущую озабоченность после выделения природного радия Марией и Пьером Кюри в 1898 году и последующего появления ядерной физики и ядерных технологий вызывают радиологические яды . Они связаны с ионизирующим излучением — видом токсичности, совершенно отличным от химически активных ядов. У млекопитающих химические яды часто передаются от матери к потомству через плаценту во время беременности или через грудное молоко во время кормления грудью . Напротив, радиологические повреждения могут передаваться от матери или отца к потомству посредством генетической мутации , которая – если не фатальная при выкидыше или детском возрасте или не является прямой причиной бесплодия – может затем снова передаться последующему поколению. Атмосферный радон является естественным радиологическим ядом, воздействие которого усиливается с тех пор, как люди перешли от образа жизни охотников-собирателей через пещерные жилища к все более закрытым структурам, способным содержать радон в опасных концентрациях. Отравление Александра Литвиненко в 2006 году стало примечательным примером радиологического убийства, предположительно направленного на то, чтобы избежать обычного расследования химических ядов.
Яды, широко распространившиеся в окружающей среде, известны как загрязнение . Они часто имеют антропогенное происхождение , но загрязнение может также включать нежелательные биологические процессы, такие как токсичный красный прилив или резкие изменения естественной химической среды, приписываемые инвазивным видам , которые являются токсичными или вредными для предшествующей экологии (особенно, если предшествующая экология была нарушена). связанные с экономической ценностью человека или устоявшейся отраслью, такой как добыча моллюсков ).
Научные дисциплины экологии и управления природными ресурсами изучают экологический жизненный цикл токсичных соединений и их сложные, диффузные и тесно взаимосвязанные эффекты.
Слово «яд» впервые было использовано в 1200 году и означало «смертельное зелье или вещество»; английский термин происходит от «...старофранцузского яда, puison (12в., современный французский яд) «напиток», особенно медицинского напитка, позже «(волшебного) зелья, ядовитого напитка» (14в.), от Латинский potionem (именительный падеж potio) «питьё, напиток», также «ядовитый напиток» (Цицерон), от potare «пить». [9] Употребление слова «яд» как прилагательного («ядовитый») восходит к 1520-е годы. Использование слова «яд» в названиях растений датируется 18 веком. Термин « ядовитый плющ », например, впервые был использован в 1784 году, а термин « ядовитый дуб » впервые был использован в 1743 году. Термин « ядовитый газ» » впервые был использован в 1915 году. [9]
Термин «яд» часто используется в разговорной речи для описания любого вредного вещества, особенно едких веществ, канцерогенов , мутагенов , тератогенов и вредных загрязнителей , а также для преувеличения опасности химических веществ. Парацельс (1493–1541), отец токсикологии , однажды написал: «Все есть яд, во всем есть яд. Только доза делает вещь не ядом » [10] (см. медианная смертельная доза ). Термин «яд» используется и в переносном смысле: «Присутствие его брата отравляло атмосферу на вечеринке». Закон определяет понятие «яд» более строго. Вещества, которые по закону не обязаны иметь маркировку «яд», также могут вызвать отравление.
Некоторые яды также являются токсинами, то есть любым ядом, вырабатываемым организмом, например, бактериальными белками , вызывающими столбняк и ботулизм . Различие между этими двумя терминами не всегда соблюдается даже среди ученых. Производные формы «токсичный» и «ядовитый» являются синонимами. Яды животных, доставленные подкожно (например, путем укуса или укуса ), также называются ядом . При обычном использовании ядовитый организм вреден для употребления в пищу, но ядовитый организм использует яд, чтобы убить свою жертву или защитить себя, пока он еще жив. Отдельный организм может быть как ядовитым, так и ядовитым, но это встречается редко. [11]
Все живые существа производят вещества, защищающие их от поедания, поэтому термин «яд» обычно используется только для веществ, ядовитых для человека, тогда как вещества, которые в основном ядовиты для общего возбудителя для организма и человека, считаются антибиотиками . Бактерии, например, являются обычным противником плесени Penicillium chrysogenum и человека, и поскольку яд плесени поражает только бактерии, люди используют его для избавления от нее в своем организме. Антимикробные пептиды человека , токсичные для вирусов, грибов, бактерий и раковых клеток, считаются частью иммунной системы. [12]
В ядерной физике ядом называют вещество , которое препятствует или подавляет ядерную реакцию.
Экологически опасные вещества не обязательно являются ядами, и наоборот. Например, сточные воды пищевой промышленности, которые могут содержать картофельный сок или молоко, могут быть опасными для экосистем ручьев и рек, потребляя кислород и вызывая эвтрофикацию , но они неопасны для человека и не классифицируются как яды.
С биологической точки зрения любое вещество, если его давать в достаточно больших количествах, ядовито и может привести к смерти. Например, несколько килограммов воды представляют собой смертельную дозу . Многие вещества, используемые в качестве лекарств, такие как фентанил , имеют LD50 всего на порядок выше, чем ED50 . Альтернативная классификация проводит различие между смертельными веществами, имеющими терапевтическую ценность, и теми, которые этого не делают.
Отравление может быть острым или хроническим и вызываться различными природными или синтетическими веществами. Вещества, которые разрушают ткани, но не абсорбируются, например щелочь , классифицируются как разъедающие вещества , а не яды.
Острое отравление – это воздействие яда однократно или в течение короткого периода времени. Симптомы развиваются в тесной связи с воздействием. Всасывание яда необходимо при системном отравлении. Более того, многие распространенные бытовые лекарства не имеют маркировки с изображением черепа и скрещенных костей, хотя они могут вызвать серьезное заболевание или даже смерть. Отравление может быть вызвано чрезмерным употреблением в целом безопасных веществ, как в случае водной интоксикации .
Агенты, действующие на нервную систему , могут парализовать за секунды или меньше и включают в себя как нейротоксины биологического происхождения , так и так называемые нервно-паралитические газы , которые могут быть синтезированы для военных действий или промышленности.
Вдыхание или проглатывание цианида , используемого в качестве метода казни в газовых камерах или в качестве метода самоубийства , почти мгновенно лишает организм энергии, подавляя ферменты в митохондриях , которые производят АТФ . Внутривенное введение неестественно высокой концентрации хлорида калия , например, при казни заключённых в некоторых частях США, быстро останавливает сердце, устраняя клеточный потенциал , необходимый для сокращения мышц .
Большинство биоцидов, включая пестициды , созданы для действия в качестве острых ядов на целевые организмы, хотя острое или менее заметное хроническое отравление может также возникать у нецелевых организмов ( вторичное отравление ), включая людей , применяющих биоциды, и других полезных организмов . Например, гербицид 2,4-Д имитирует действие растительного гормона, что делает его летальную токсичность специфичной для растений. Действительно, 2,4-Д не является ядом, но отнесен к категории «вредных» (ЕС).
Многие вещества, считающиеся ядами, токсичны лишь косвенно, путем отравления . Примером может служить «древесный спирт» или метанол , который сам по себе не ядовит, но химически превращается в печени в токсичный формальдегид и муравьиную кислоту . Многие молекулы лекарств становятся токсичными для печени, а генетическая изменчивость некоторых ферментов печени приводит к тому, что токсичность многих соединений различается у разных людей.
Воздействие радиоактивных веществ может привести к радиационному отравлению – несвязанному явлению.
Двумя распространенными случаями острого естественного отравления являются отравление собак и кошек теобромином и отравление грибами у людей. Собаки и кошки не являются естественными травоядными животными, но химическая защита, вырабатываемая Theobroma cacao, тем не менее, может оказаться фатальной. Многие всеядные животные, включая человека, охотно потребляют съедобные грибы , и поэтому многие грибы в ходе эволюции стали совершенно несъедобными , в данном случае в качестве прямой защиты.
Хроническое отравление — это длительное повторяющееся или непрерывное воздействие яда, при котором симптомы не возникают сразу или после каждого воздействия. Человек заболевает постепенно или заболевает после длительного латентного периода. Хроническое отравление чаще всего возникает в результате воздействия ядов, которые биоаккумулируются или биоусиливаются , таких как ртуть , гадолиний и свинец .
В 2010 году отравление привело к гибели около 180 000 человек по сравнению с 200 000 в 1990 году. [19] В Соединенных Штатах было около 727 500 посещений отделений неотложной помощи, связанных с отравлениями, что составляет 3,3% всех обращений, связанных с травмами. [20]
Ядовитые соединения могут быть полезны либо из-за своей токсичности, либо, что чаще, из-за другого химического свойства, например специфической химической активности. Яды широко используются в промышленности и сельском хозяйстве в качестве химических реагентов, растворителей или комплексообразователей, например окись углерода , метанол и цианид натрия соответственно. Они менее распространены в быту, за редкими исключениями, такими как аммиак и метанол . Например, фосген является высокореактивным акцептором нуклеофила , что делает его отличным реагентом для полимеризации диолов и диаминов с целью производства поликарбонатных и полиуретановых пластиков. Для этого использования ежегодно производятся миллионы тонн. Однако та же самая реакционная способность делает его очень реактивным по отношению к белкам в тканях человека и, следовательно, высокотоксичным. Фактически, фосген использовался в качестве химического оружия . Его можно сравнить с горчичным газом , который производится только для использования в химическом оружии, поскольку не имеет особого промышленного применения.
Биоциды не обязательно должны быть ядовитыми для человека, поскольку они могут воздействовать на метаболические пути, отсутствующие у человека, оставляя лишь побочную токсичность. Например, гербицид 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота является имитатором гормона роста растений, который вызывает неконтролируемый рост, ведущий к гибели растения. На людей и животных, у которых отсутствует этот гормон и его рецептор, это не влияет, и им необходимо принимать относительно большие дозы, прежде чем появится какая-либо токсичность. Однако токсичности для человека трудно избежать с помощью пестицидов, нацеленных на млекопитающих, таких как родентициды .
Риск токсичности также отличается от самой токсичности. Например, консервант тиомерсал , используемый в вакцинах, токсичен, но его количество, вводимое за один раз, незначительно.
![Год жизни с поправкой на инвалидность по отравлениям на 100 000 жителей в 2004 г.[21]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/36/Poisonings_world_map_-_DALY_-_WHO2004.svg/1280px-Poisonings_world_map_-_DALY_-_WHO2004.svg.png)
На протяжении всей истории человечества преднамеренное применение яда использовалось в качестве метода убийства , борьбы с вредителями , самоубийства и казни . [22] [23] В качестве метода казни яд принимался внутрь, как это делали древние афиняне (см. Сократ ), вдыхался, например, с угарным газом или цианистым водородом (см. газовая камера ), впрыскивался (см. смертельную инъекцию ) или даже в виде клизмы . [24] Летальный эффект яда можно сочетать с его якобы магическими способностями; Примером может служить китайский яд гу . Яд также использовался в пороховой войне . Например, в китайском тексте « Хуолунцзин» XIV века, написанном Цзяо Юем , описывается использование ядовитой пороховой смеси для снаряжения чугунных гранатных бомб. [25]
Хотя мышьяк является природным ядом, встречающимся в окружающей среде, его искусственный концентрат когда-то называли наследственным порошком . [26] В средневековой Европе монархи обычно нанимали личных дегустаторов еды , чтобы предотвратить королевское убийство , в эпоху зарождения аптекарей .
Термин яд также используется в переносном смысле. Сленговое значение алкогольного напитка впервые засвидетельствовано в 1805 году в американском английском (например, бармен может спросить клиента: «Какой у тебя яд?» или «Выбери свой яд»). [9] Образное использование этого термина датируется концом 15 века. [27] Образное обозначение людей как ядов датируется 1910 годом. [27] Образный термин «ядовитое письмо» стал широко известен в 1913 году благодаря печально известному уголовному делу в Пенсильвании, США; фраза датируется 1898 годом.
