Яд — это любое химическое вещество , которое вредно или смертельно для живых организмов . Этот термин используется в широком спектре научных областей и отраслей, где он часто имеет конкретное определение. Он также может применяться в разговорной речи или в переносном смысле, 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 причина может быть определена, могут быть способы нейтрализовать последствия или минимизировать симптомы .
В биологии яд — это химическое вещество, вызывающее смерть , травму или вред организмам или их частям. В медицине яды — это вид токсина , который доставляется пассивно, а не активно. В промышленности этот термин может иметь отрицательное значение, что-то, что должно быть удалено, чтобы сделать вещь безопасной, или положительное, средство для ограничения нежелательных вредителей . В экологических терминах яды, введенные в окружающую среду, могут впоследствии вызвать нежелательные эффекты в другом месте или в других частях пищевой цепи .
В широком метафорическом (разговорном) использовании термина «яд» может относиться ко всему, что считается вредным.
В биологии яды — это вещества , которые могут вызвать смерть , травму или нанести вред органам , тканям , клеткам и ДНК, обычно посредством химических реакций или другой активности на молекулярном уровне, когда организм подвергается воздействию достаточного количества. [1]
Медицинские дисциплины (особенно ветеринария ) и зоология часто различают яды от токсинов и ядов . И яды, и яды являются токсинами, которые являются токсичными веществами, вырабатываемыми организмами в природе. [2] [3] Разница между ядом и ядом заключается в способе доставки токсина. [2] Яды — это токсины, которые активно доставляются путем инъекции через укус или ужаливание через ядовитый аппарат , такой как клыки или жало , в процессе, называемом отравлением , [4] тогда как яды — это токсины, которые пассивно доставляются путем проглатывания, вдыхания или всасывания через кожу. Неантидотируемые относятся к токсинам, которые не могут быть нейтрализованы современной медицинской технологией, независимо от их типа. [2]
Промышленность , сельское хозяйство и другие секторы используют много ядовитых веществ, как правило, по причинам, не связанным с их токсичностью для человека. (например, кормление кур антигельминтными средствами на основе мышьяка [5] [6] ), растворители (например, спирт для растирания, скипидар), очистители (например, отбеливатель, аммиак), покрытия (например, обои с мышьяком) и т. д. 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 материалов и классифицируются как опасные вещества . Опасные вещества подлежат обширному регулированию по производству, закупкам и использованию в пересекающихся областях охраны труда и здоровья , общественного здравоохранения , стандартов качества питьевой воды , загрязнения воздуха и защиты окружающей среды . Из-за механики молекулярной диффузии многие ядовитые соединения быстро диффундируют в биологические ткани , воздух, воду или почву в молекулярном масштабе. По принципу энтропии химическое загрязнение обычно является дорогостоящим или невозможным для обращения вспять, если только не доступны специальные хелатирующие агенты или процессы микрофильтрации . Хелатирующие агенты часто имеют более широкую область действия, чем острая цель, и поэтому их прием внутрь требует тщательного медицинского или ветеринарного наблюдения.
Пестициды — это группа веществ, чьей основной целью является их токсичность для различных насекомых и других животных, считающихся вредителями (например, крыс и тараканов ). Природные пестициды использовались для этой цели на протяжении тысяч лет (например, концентрированная поваренная соль токсична для многих слизней и улиток ). Бионакопление химически приготовленных сельскохозяйственных инсектицидов вызывает беспокойство у многих видов, особенно птиц , которые потребляют насекомых в качестве основного источника пищи. Избирательная токсичность, контролируемое применение и контролируемая биодеградация являются основными проблемами в разработке гербицидов и пестицидов и в химической инженерии в целом, поскольку все формы жизни на Земле имеют общую биохимию ; организмы, исключительные по своей устойчивости к окружающей среде, классифицируются как экстремофилы , которые по большей части проявляют радикально различную восприимчивость.
Яд, попадающий в пищевую цепь — промышленного, сельскохозяйственного или природного происхождения — может не быть немедленно токсичным для первого организма, который его проглотил , но может дополнительно концентрироваться в хищных организмах, находящихся дальше по пищевой цепи, в частности, в плотоядных и всеядных , особенно это касается жирорастворимых ядов, которые имеют тенденцию накапливаться в биологических тканях, а не выводиться с мочой или другими водными стоками .
Помимо пищи, многие яды легко проникают в организм через кожу и легкие . Плавиковая кислота является печально известным контактным ядом, в дополнение к ее коррозионному повреждению. Природный сернистый газ является быстродействующим атмосферным ядом, который может выделяться вулканической активностью или буровыми установками . Контактные раздражители растительного происхождения, такие как ядовитый плющ , часто классифицируются как аллергены , а не яды; эффект аллергена не является ядом как таковым, но направляет естественные защитные силы организма против него самого. Яд также может проникнуть 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 непреднамеренного отравления людей. [7] Это привело к 98 000 смертей во всем мире, что меньше, чем 120 000 смертей в 1990 году. [8] В современном обществе случаи подозрительной смерти привлекают внимание службы коронера и судебно-медицинских экспертов .
Все большую озабоченность с момента выделения природного радия Марией и Пьером Кюри в 1898 году и последующего появления ядерной физики и ядерных технологий вызывают радиационные 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, радиологическое повреждение может передаваться от матери или отца к потомству через генетическую мутацию , которая — если не является фатальной при выкидыше или детстве , или прямой причиной бесплодия — может затем снова передаваться следующему поколению. Атмосферный радон — это естественный радиологический яд, воздействие которого увеличивается с тех пор, как люди перешли от образа жизни охотников-собирателей и пещерного проживания к все более закрытым сооружениям, способным удерживать радон в опасных концентрациях. Отравление Александра Литвиненко в 2006 году стало ярким примером использования радиологического убийства, предположительно, с целью избежать обычного расследования химических отравлений.
Яды, широко распространенные в окружающей среде, известны как загрязнение . Они часто имеют человеческое происхождение , но загрязнение может также включать нежелательные биологические процессы, такие как токсичный красный прилив или резкие изменения в естественной химической среде, приписываемые инвазивным видам , которые токсичны или пагубны для предшествующей экологии (особенно, если предшествующая экология была связана с экономической ценностью человека или устоявшейся отраслью, такой как сбор моллюсков ).
Научные дисциплины экологии и управления природными ресурсами изучают жизненный цикл токсичных соединений в окружающей среде и их сложные, разбросанные и тесно взаимосвязанные эффекты.
Слово «яд» впервые было использовано в 1200 году для обозначения «смертельного зелья или вещества»; английский термин происходит от «...старофранцузского poison, puison (12 в., современный французский poison) «напиток», особенно медицинский напиток, позже «(магическое) зелье, ядовитый напиток» (14 в.), от латинского potionem (именительный падеж potio) «питье, напиток», также «ядовитый напиток» (Цицерон), от potare «пить». [9] Использование «яда» в качестве прилагательного («ядовитый») датируется 1520-ми годами. Использование слова «яд» с названиями растений датируется 18 веком. Термин « ядовитый плющ », например, впервые был использован в 1784 году, а термин « ядовитый дуб » — 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 химикатов. Парацельс (1493–1541), отец токсикологии , однажды написал: «Все есть яд, во всем есть яд. Только доза делает вещь не ядом » [10] (см. средняя смертельная доза ). Термин «яд» также используется в переносном смысле: «Присутствие его брата отравило атмосферу на вечеринке». Закон определяет «яд» более строго. Вещества, которые по закону не обязаны иметь этикетку «яд», также могут вызывать медицинское состояние отравления.
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, вводимые подкожно (например, при укусе или укусе ), также называются ядом . В обычном использовании ядовитый организм — это тот, который вреден для потребления, но ядовитый организм использует яд, чтобы убить свою добычу или защитить себя, пока он еще жив. Один и тот же организм может быть как ядовитым, так и ядовитым, но это редкость. [11]
Все живые существа вырабатывают вещества, чтобы защитить себя от поедания, поэтому термин «яд» обычно используется только для веществ, которые ядовиты для людей, в то время как вещества, которые в основном ядовиты для обычного патогена для организма и людей, считаются антибиотиками . Бактерии, например, являются обычным противником плесени Penicillium chrysogenum и людей, и поскольку яд плесени нацелен только на бактерии, люди используют его, чтобы избавиться от него в своих телах. Человеческие антимикробные пептиды , которые токсичны для вирусов, грибков, бактерий и раковых клеток, считаются частью иммунной системы. [12]
В ядерной физике яд — это 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 опасны для экосистем ручьев и рек, потребляя кислород и вызывая эвтрофикацию , но не опасны для человека и не классифицируются как яд.
С биологической точки зрения любое вещество, если его ввести в достаточно больших количествах, является ядовитым и может вызвать смерть. Например, несколько килограммов воды составят смертельную дозу . Многие вещества, используемые в качестве лекарств, такие как фентанил , имеют LD 50 всего на один порядок больше, чем ED50 . Альтернативная классификация различает летальные вещества, которые обеспечивают терапевтическую ценность, и те, которые не обеспечивают.
Отравление может быть острым или хроническим и вызываться различными природными или синтетическими веществами. Вещества, которые разрушают ткани, но не впитываются, такие как щелочь , классифицируются как едкие вещества, а не яды.
Острое отравление — это воздействие яда однократно или в течение короткого периода времени. Симптомы развиваются в тесной связи с воздействием. Для системного отравления необходимо поглощение яда. Кроме того, многие обычные бытовые лекарства не маркируются черепом и костями, хотя они могут вызвать тяжелое заболевание или даже смерть. Отравление может быть вызвано чрезмерным потреблением в целом безопасных веществ, как в случае водной интоксикации .
Агенты, действующие на нервную систему, могут парализовать человека за считанные секунды или меньше. К ним относятся как нейротоксины биологического происхождения , так и так называемые нервно-паралитические газы , которые могут быть синтезированы для ведения войны или использования в промышленности.
Вдыхаемый или проглатываемый цианид , используемый как метод казни в газовых камерах или как метод самоубийства , почти мгновенно лишает организм энергии, подавляя ферменты в митохондриях , которые производят АТФ . Внутривенная инъекция неестественно высокой концентрации хлорида калия , например, при казни заключенных в некоторых частях Соединенных Штатов, быстро останавливает сердце , устраняя клеточный потенциал , необходимый для сокращения мышц .
Большинство биоцидов, включая пестициды , созданы, чтобы действовать как острые яды для целевых организмов, хотя острое или менее заметное хроническое отравление может также происходить у нецелевых организмов ( вторичное отравление ), включая людей , которые применяют биоциды и другие полезные организмы . Например, гербицид 2,4-D имитирует действие фитогормона, что делает его летальную токсичность специфичной для растений. Действительно, 2,4-D не является ядом, но классифицируется как «вредный» (ЕС).
Многие вещества, считающиеся ядами, токсичны только косвенно, через отравление . Примером может служить «древесный спирт» или метанол , который сам по себе не ядовит, но химически преобразуется в токсичный формальдегид и муравьиную кислоту в печени . Многие молекулы лекарств становятся токсичными в печени, а генетическая изменчивость определенных ферментов печени делает токсичность многих соединений различной у разных людей.
Воздействие радиоактивных веществ может привести к радиационному отравлению , но это не связанное с этим явление.
Два распространенных случая острого естественного отравления — отравление собак и кошек теобромином и отравление грибами у людей . Собаки и кошки не являются естественными травоядными, но химическая защита, выработанная Theobroma cacao, может быть случайно фатальной. Многие всеядные, включая людей, охотно потребляют съедобные грибы , и поэтому многие грибы эволюционировали, чтобы стать решительно несъедобными , в данном случае как прямая защита.
Хроническое отравление — это длительное повторяющееся или непрерывное воздействие яда, при котором симптомы не проявляются немедленно или после каждого воздействия. Человек заболевает постепенно или заболевает после длительного латентного периода. Хроническое отравление чаще всего происходит после воздействия ядов, которые биоаккумулируются или биоусиливаются , например, ртуть , гадолиний и свинец .
В 2010 году отравления привели к примерно 180 000 смертей по сравнению с 200 000 в 1990 году. [19] В Соединенных Штатах было около 727 500 обращений в отделения неотложной помощи, связанных с отравлениями, что составляет 3,3% от всех обращений, связанных с травмами. [20]
Ядовитые соединения могут быть полезны либо из-за своей токсичности, либо, что чаще, из-за другого химического свойства, такого как специфическая химическая реактивность. Яды широко используются в промышленности и сельском хозяйстве в качестве химических реагентов, растворителей или комплексообразующих реагентов, например, оксид углерода , метанол и цианид натрия соответственно. Они менее распространены в бытовом использовании, за редкими исключениями, такими как аммиак и метанол . Например, фосген является высокореактивным нуклеофильным акцептором, что делает его превосходным реагентом для полимеризации диолов и диаминов для производства поликарбонатных и полиуретановых пластиков. Для этого использования ежегодно производятся миллионы тонн. Однако та же самая реакционная способность делает его также высокореактивным по отношению к белкам в тканях человека и, следовательно, высокотоксичным. Фактически, фосген использовался в качестве химического оружия . Его можно противопоставить горчичному газу , который производился только для использования в химическом оружии, поскольку он не имеет конкретного промышленного применения.
Биоциды не обязательно должны быть ядовитыми для людей, поскольку они могут воздействовать на метаболические пути, отсутствующие у людей, оставляя только побочную токсичность. Например, гербицид 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота является имитатором гормона роста растений, который вызывает неконтролируемый рост, приводящий к гибели растения. Люди и животные, у которых отсутствует этот гормон и его рецептор, не подвержены этому влиянию и должны принимать относительно большие дозы, прежде чем проявится какая-либо токсичность. Однако токсичности для человека трудно избежать с пестицидами, нацеленными на млекопитающих, такими как родентициды .
Риск токсичности также отличается от самой токсичности. Например, консервант тиомерсал, используемый в вакцинах, токсичен, но количество, вводимое за одну инъекцию, незначительно.
![Годы жизни с поправкой на инвалидность из-за отравлений на 100 000 жителей в 2004 г.[21] нет данных <10 10–90 90–170 170–250 250–330 330–410 410–490 490–570 570–650 650–700 700–880 >880](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 как метод убийства , борьбы с вредителями , самоубийства и казни . [22] [23] В качестве метода казни яд принимался внутрь, как это делали древние афиняне (см. Сократ ), вдыхался, как окись углерода или цианистый водород (см. газовая камера ), вводился инъекцией (см. смертельная инъекция ) или даже в виде клизмы . [24] Смертельный эффект яда может быть объединен с его якобы магическими силами; примером является китайский яд гу . Яд также использовался в пороховой войне . Например, китайский текст 14-го века Хуолунцзин, написанный Цзяо Юем, описывал использование ядовитой пороховой смеси для наполнения чугунных гранат . [25]
Хотя мышьяк является естественным ядом, встречающимся в окружающей среде, его искусственный концентрат когда-то называли порошком наследства . [26] В средневековой Европе монархи часто нанимали личных дегустаторов еды , чтобы предотвратить королевское убийство , в эпоху зарождения аптекарства .
Термин poison также используется в переносном смысле. Сленговое значение alcohol drink впервые засвидетельствовано в 1805 году в американском английском (например, бармен мог спросить клиента «what's your poison?» или «Pick your poison»). [9] Образное использование термина датируется концом 15-го века. [27] Образное обозначение людей как poison датируется 1910 годом. [27] Образный термин poison-pen letter стал широко известен в 1913 году благодаря скандальному уголовному делу в Пенсильвании, США; фраза датируется 1898 годом.
