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小编注:本文是《知乎日报》近期刊登的一篇“霜姐(刘霜)”的知乎回答,小编肩负优质内容搬运工的使命,把全文推荐给大家!
有哪些有趣的毒素?
很早看到这个问题,觉得特别有意思,让我想起了不少故事,鹤顶红就算其中一个,不知道够不够有趣?
鹤顶红这个毒药可谓广为人知。清朝光绪皇帝,拿破仑等人均是是鹤顶红中毒而亡,鹤顶红到底是个啥?!
而且,在丹顶鹤轻松愉快玩耍的时候,红色区域会变大,恐惧的时候,红色区域会变小,是不是很符合毛细血管的舒张和收缩的表现?
其实,丹顶鹤和毒药一点关系也没有,主要是因为鹤顶红和富含三氧化二砷的矿石-信石,都有鲜红的颜色而得名。
上图就是信石。
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鹤顶红本质是砷,但不是砷元素,而是砷的化合物。大家平时生活中常见的砷化合物有以下几种:
- 雄黄(分子式可以是 AsS,As2S2, As4S4)
- 雌黄(分子式 As2S3)
- 砒霜(分子式 As2O3)
- 五氧化二砷(分子式 As2O5)
其中,雄黄因为有解毒杀虫的功效,在端午节期间在我国很多区域被泡制成雄黄酒饮用,白娘子当年就是饮用了雄黄酒现出原形从而吓得许仙失了魂魄。
而雌黄,是古人用来修改错别字的“涂改液”。因为古时的纸为了防止虫蛀,多用黄檗(黄柏)染成,所以这种纸就略带黄色,所谓“青灯黄卷,面壁苦读”指的就是这种纸。古人写错了字,就用颜色与黄纸接近的雌黄先涂掉,然后重新书写。
而且不仅仅是因为它的颜色与黄色书纸相近,关键是它质量好,作用持久有效——“一漫即灭,仍久而不脱” 。正因雌黄有更改错别字的作用,人们就把曲解古书、妄加评论、随意修改称为“信口雌黄”了。
孙盛《晋阳秋》:“王衍,字夷甫,能言,于意有不安者,辄更易之,时号口中雌黄。”《晋书·王衍传》也说:“妙善玄言,唯谈老庄为事……义理有所不安,随即更改,世号口中雌黄。”对言论有不妥之处,随口加以更改,像用雌黄改错别字一样容易,这就是“口中雌黄”、“信口雌黄”的来历了。
而我们着名的鹤顶红,称为信石,就是三氧化二砷,也就是砒霜(“砒”是“砷”的旧称)。
但是,砒霜本质是白色晶体,无臭无味,因外形很像深秋草地上的霜而得名。而信石呈红色的原因是自然界中的矿石往往伴有各种杂质,因此具有血一般的颜色。
鹤顶红到底有多厉害呢?我们来看看死于鹤顶红中毒的着名历史人物 - 武大郎。
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武大郎,又称武大,原名武植,是中国古典小说《水浒传》和《金瓶梅》中的人物。他是武松的哥哥,潘金莲的丈夫。
武大外貌不扬,身材短矮,常被人欺负,并得了“三寸丁谷树皮”的外号。他娶了清河县大户人家的使女(《金瓶梅》中为妾)潘金莲为妻后,因为妻子漂亮风流,本人又懦弱,不胜骚扰而搬家到阳谷县紫石街,卖炊饼为生。后来潘金莲和西门庆通奸,武大得到郓哥报信后前去捉奸,反被西门庆踢伤。西门庆、潘金莲以及撮合他们的王婆见武大已知道奸情,怕武松回来报复,于是用砒霜将他毒死灭口。
水浒传原文是这么写的:
那妇人揭起席子,将那药抖在盏子里;把那药帖安了,将白汤冲在盏内;把头上银牌儿只一搅,调得匀了;左手扶起武大,右手把药便灌。武大呷了一口,说道:“大嫂,这药好难吃!”那妇人道:“只要他医治得病,管甚么难吃。”武大再呷第二口时,被这婆娘就势只一灌,一盏药都灌下喉咙去了。那妇人便放倒武大,慌忙跳下床来。武大哎了一声,说道:“大嫂,吃下这药去,肚里倒疼起来。苦呀!苦呀!倒当不得了!”这妇人便去脚后扯过两床被来,没头没脸只顾盖。武大叫道:“我也气闷。”那妇人道:“太医分付:教我与你发些汗,便好得快。”武大再要说时,这妇人怕他挣扎,便跳上床来,骑在武大身上,把手紧紧地按住被角,那里肯放些松宽。正似:油煎肺腑,火燎肝肠,心窝里如雪刃相侵,满腹中似钢刀乱搅。浑身冰冷,七窍血流。牙关紧咬,三魂赴枉死城中;喉管枯干,七魄投望乡台上。地狱新添食毒鬼,阳间没了捉奸人。那武大哎了两声,喘息了一回,肠胃迸断,呜呼哀哉,身体动不得了。武大郎的死到底符不符合砷中毒呢?
急性大量暴露砷后症状可在数分钟或数小时内出现,砒霜吸收迅速,可通过胃肠道,皮肤吸收。异常症状一般始于胃肠道系统,包括严重的恶心,呕吐,腹痛和水样泻;心脏方面可出现 QT 间期延长,之后出现尖端扭转室速;呼吸方面可出现急性呼吸窘迫综合征(ARDS);肾脏方面可出现急性肾衰少尿无尿;神经系统方面可出现急性脑病发作,表现为谵妄,昏迷,癫痫等。
砷中毒的症状和表现和服用毒物和剂量直接相关,急性经口暴露无机砷超过 600μg/(kg*d),也就是成年男性大约 0.0036g/d 会致死。另外患者也可能死于 ARDS 或急性脑病发作。
刚才也说了,纯的砒霜是无味的,但古代提纯手法有限,混有很多杂质,因此武大喝了药后觉得“这药好难吃!”虽然我们现在无法考究到底武大摄入了多少砷,但是根据中毒剂量来换算,假如当时潘金莲拿了 10g 粗提取的毒药,其中 1g 是纯净的砒霜,也就是 As2O3。砷的在砒霜中约占 76%,则武大摄入的量为 0.76g,足以致死了。武大中毒后很快表现为胃肠道不适的症状,后出现心律失常,似乎还是和砷中毒符合的,但是武大的“七窍血流”可能和砷中毒无关,而是在中毒之前被西门庆踢伤引发的外伤结果……(武大捉奸不成,反倒吃了西门庆一脚,只见“口里吐血,面皮蜡查也似黄了”)
当然,仅仅通过看病史来判断是否中毒是片面的,只有尸检才能证实。
在《水浒传》中,武大被王婆和潘金莲毒死后,西门庆试图用 10 两银子收买仵作(法医)何九叔,并将武大郎的尸首匆匆火化。不过幸好何九叔留了个心眼,自己存下两块尸骨,在武松逼问武大郎死因时向其解释到:“这骨殖酥黑,系是毒药身死的证见。”
我们都知道,《水浒站》的故事开始与北宋末年宋哲宗在位期间(1085 年—1100 年)。在宋代,有一位法医学的大咖,宋慈。宋慈将现场经验与以往的法医学知识整合,在南宋理宗在位时(1247),撰写了世界上现存第一部法医学专着《洗冤集录》,为后世仵作们侦查命案提供了依据。
《洗冤集录》里描述中毒死亡是这么说的:
男子骨白,妇人骨黑。妇人生骨出血如河水,故骨黑。如服毒药骨黑,须子细详定。生前中毒,而遍身作青黑,多日皮肉尚有,亦作黑色,若经久,皮肉腐烂见骨,其骨黪黑色。死后将毒药在口内假作中毒,皮肉与骨只作黄白色。换句话说,古代的法医是凭借尸骨是黑色的来判定是是否中毒的。但是我们要知道,砷在体内的分布是需要经过三个阶段的:
第一阶段:砷摄入体内 30-60min 后血砷浓度达到峰值,经过 2-3 个小时后,超过 90%的砷经过重新分布和肾脏排泄,血液中浓度就比较低了;
经过第二阶段和第三阶段后砷就被代谢成为单甲基胂酸等物质,在尿液中排泄。
砷在体内重新分布的靶器官包括胃肠道,皮肤,肾脏和周围神经系统,只有长期摄入砷,才会导致毛发,指甲,皮肤含有高浓度的砷。因此,除了早期砷中毒的病例外,大部分急性砷中毒的患者尿液检测砷的准确性高于血砷浓度检测。而在慢性砷中毒的患者中,其毛发检测含有砷的量似乎更可靠(例如拿破仑和光绪皇帝),但由于毛发接触于外界且在不断生长,因此常常导致检测结果不够精确。在慢性砷中毒或急性中毒 1-3 周后的患者,典型表现是周围神经病变(对称性感觉异常),皮肤色素沈着角化过度,甚至肿瘤的发生(皮肤癌,膀胱癌和肺癌)。
因此武大的尸骨变黑其实从中毒方面并无依据,而且男性和女性的尸骨都应该是黄白色,当骨头被氧化和有机物降解时,有可能会变黑。
另外,既然提起了宋大法医,就不得不引申一下另外大家耳熟能详的古代鉴定中毒方法:银针探毒
若验服毒,用银钗,皂角水揩洗过,探入死人喉内,以纸密封,良久取出,作青黑色,再用皂角水揩洗,其色不去。如无,其色鲜白。如服毒中毒死人,生前吃物压下,入肠脏内,试验无证,即自谷道内试,其色即见。
——引自《洗冤集录》
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在各种古装戏里,必备的一个项目是用银筷子在饭菜里戳戳探毒,但是小小的银针真的能检测出毒物吗?
其实,自然界中的砷矿往往是与硫矿混合存在的。古代制取砒霜的工艺粗糙,因此制得的砒霜含有大量的硫化物。硫化物与银针反应,生成黑色的硫化银,附着在银针的表面,这才是银针变黑的真正原因。此外,这种方法在检测高度腐败尸体的时候,更是容易受到腐败气体的干扰,银针同样变黑,因此不够专一和准确。
对于咱们中国人来说,五行相生相克是天地定律,食物也有相生相克之说。清代的《调疾饮食辨》有云:
饮食得宜足与药饵为助,失宜则反与药饵为仇。意思是,不管是食物还是药物,只要搭配得宜,就能增强其治疗功效,反之就对人有害。
夏天到了,伴随着夏天来的,还有小龙虾,螃蟹,以及冰镇饮料。
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在我很小的时候,就听说过这样的故事:吃小龙虾,螃蟹等海鲜的时候,是不能够喝橙汁的,否则就会引起中毒!
有了这个说法以后,很多人就在吃海鲜的时候,放弃了美味的橙汁,转向了啤酒,从而得了另一个贵族病——痛风。
当然,痛风不是我们今天讲的主题,我们回过来说,这个事情是真的吗?
这个事情并不是空穴来风。
上文我们说过,所谓的砷中毒其实是砷的化合物中毒,而不是砷元素本身。其中最着名鹤顶红,也就是砒霜是三氧化二砷(分子式 As2O3),而虾,螃蟹,贝类等海鲜中也含有砷,但那是五价砷化合物,由于可被机体快速排泄,本身对人体的危害很小。但是我们都知道,像橙汁,苹果汁,柠檬等饮料富含维生素 C,维生素 C 就可以把五价砷还原成为三价砷,造成砒霜中毒。
如此可怕?
等等,还有一句话,叫做抛开剂量谈毒性,都是耍流氓!
我们上次说过,是否中毒和服用药物的剂量直接相关,对于三氧化二砷来说,可引起中毒的剂量约 50-200mg/d。海鲜中砷含量的上限约 0.5mg/kg(鲜重)。我们先按照最大剂量来猜测,即认为这个海鲜中的砷含量指的是砷元素,而不是五氧化二砷,而且我们的橙汁可以把它全部都还原掉,那么假如要达到中毒剂量 50mg,那么这一顿饭要吃多少量的鲜海鲜呢?
我们很快就能算出来,大概是 100kg。
那么你懂的,这时候生病就不是砷中毒的问题了,而是撑坏了......
所以,想通过吃果汁 + 海鲜这种组合产生急性砷中毒,可能性几乎是没有的。
甚至,大家应该不少人知道,咱们前卫生部部长陈竺夫妇的重大研究发现:三氧化二砷可以治疗急性早幼粒白血病(AML-M3),这个用于治疗剂量的砒霜是多少呢?也仅仅 10mg/d,远不达砒霜的中毒剂量。
那么假如,我们身边真的有这样一个吃货,造成了砒霜中毒,我们该怎么办呢?
那再从一个故事说起。
1957 年,三门峡水利枢纽开工。当时为了方便周围人民的生产生活,1959 年丰南公路开始修建,大家都知道,那时候是中国的大跃进时代,大家为了能早日修成公路,春节也没有回家休息,其中修路的一个连,也就是 60 余人每天在张沟的一个农家小院吃饭。
有一天,这个连的连长干完活回小院的时候,大多数人已经吃完晚饭,锅里就只剩下点高粱面糊糊,他在喝剩下的面汤时,发现碗里有石头样的东西,就觉得很奇怪,因为这个石头是红色的。他在灶台边寻找,也找到了同样红色的石头,他问做饭的师傅石头怎么跑到饭里了?师傅说也不不知道,做饭的时候就发现了,但是粮食紧缺,也不能因为发现一点倒掉粮食,就没多注意。
在琢磨的时候,大家纷纷开始说肚子痛。然后就相继倒在地上,又吐又拉。
附近的医疗队赶过来,医疗队发现,这个红石头就是信石,大家是砒霜中毒。
怎么办呢,有人说用甘草绿豆汤可以解毒,喝了没用。
在场大多数医生都没有诊治这方面的经验,这时候一位药剂员说,似乎听说有一种特效药可以,就是二巯基丙醇,而且必须尽快静脉注射。
可是当时医疗资源本就紧缺,从哪里搞二巯基丙醇呢?而且经过研究,61 人的中毒,至少需要 1000 支,且要在 48 小时内用药,否则大家都有生命危险。研究的同时已经有不少人出现昏迷了。
医生兵分三路,一路去侯马,一路去运城,一路去黄河对岸的三门峡市。
没有,都没有。
已经中毒近 30 小时了。
这时向卫生部求援,层层连线到北京,北京王府井大街的药店接到电话,找遍了库房,拿到了 1000 支药。
下一个问题是,北京和中毒地点远隔千里即便火车运到运城,从运城到中毒地点也得翻山越岭一天,病人生命垂危。
最后,卫生部和民航,空军联系,最终通过空投,将 1000 支二巯基丙醇送到了中毒的地点。
2 天之后,61 个病人症状均有好转,痊愈出院。
这个事件后来在 1960 年的《中国青年报》上刊登,名字就叫做《为了 61 个阶级弟兄》。
从这个故事中我们的得知,二巯基丙醇可以治疗砷中毒。
原理我们可以看看二巯基丙醇的分子式:
二巯基丙醇的分子式很像我们平时润滑用的甘油。但是左边两个相邻碳原子的位置上,巯基(-SH)取代了羟基(-OH)。
砒霜中毒的病理生理原因是三价砷容易和巯基结合(包括很多蛋白质,谷胱甘肽,半胱氨酸的活性位点),从而干扰了很多正常的机体代谢,如抑制细胞氧化呼吸,谷胱甘肽代谢等。而二巯基丙醇上有较多巯基,这样就可以让三价砷结合到二巯基丙醇的巯基上,而不结合到我们体内重要蛋白质(如酶)的活性位点,从而解毒。
因此,总结一下,
在急性砷中毒的患者中,我们该怎么做呢?
对于所有中毒的患者,我想给大家说的是,并不是所有毒物都有解毒剂,相比来说,对症支持更为重要!
所有的中毒都可以用一样的套路来思考:
1.立即终止接触毒物
在食物中,除了投毒砒霜会引起砷中毒外,有些东西里面也是神不知鬼不觉的含有砷,比如曾经在进口果汁中发现砷,因此推测给蔬果的杀虫剂里含有不少砷,或是生产过程中的水被砷污染造成的;另外近期给幼儿配方奶中加入的糖浆甜味剂,里面也曾经发现过砷。
在日常生活中,用来保护木材的杀虫剂也是明确含有砷的,这时候的砷中毒就是皮肤接触了
2.对症支持治疗
这对于砷中毒来说尤为重要,对于砷中毒患者要积极补液。原因是,砷进入身体后,最初 2-3 小时内,超过 90%的砷经重新分布和肾脏排泄而从血液中就被清除了,这时加强补液可以促进肾脏排出毒物;而在砷进入身体 1 周之后,砷经过代谢后也是通过尿液排泄的
所以,换句话说,一个砷中毒的病人要确诊,查尿砷比血砷更为可靠。
另外插一句,因为砷也有心脏毒性(如 QT 间期延长),所以补液的时候也要注意心功能变化。
3.清除体内已被吸收或者尚未吸收的毒物
比如我们常用的催吐,导泻。但是对于砷中毒来说,催吐效果并不确切,而且本来很多砷中毒就是胃肠道症状腹泻为主,所以不要用泻剂
4.尽早使用特效解毒药
二巯基丙醇作为螯合剂,作为砷中毒的首选治疗。可选择的治疗方案是每 4-6 小时深肌内注射 3-5mg/kg 的二巯基丙醇,螯合治疗的终点为 24 小时尿砷浓度低于 50μg/L。
有意思的是,二巯基丙醇是在花生油里面配的,所以如果患者对花生,或者花生油过敏,就不能用喽!
另外再给大家讲一个好玩的事情,二巯基丙醇不仅可以治疗砷中毒,还可以治疗好多重金属中毒哦,这个就叫做:千金拱身现二球!
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好啦,我们急性砷中毒就总结到这里了,让我们干了这杯橙汁,大块朵颐的吃吃喝喝吧!
如果大家还有兴趣,还可以听我们的直播节目《砷中毒(Arsenic toxicity):海鲜果汁和潘金莲》,感谢李旸和我一起讲这样精彩的节目~
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答 知乎话题《有哪些有趣的毒素》
刘霜
2018年6月8日
作者简介:
刘霜(知乎主页→www.zhihu.com/people/liu-shuang-30-88/),四川大学华西医学院医学本科,中国医学科学院北京协和医学院博士,目前是北京协和医院急诊科住院医。担任【USMLE Step1精讲】讲师团总监,百歌医学资深讲师,并参与编写《赴美行医:故事、观点与指南》一书。
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参考文献:
Mundy SW. Arsenic. In: Goldfrank's Toxicologic Emergencies, 10th ed, Hoffman RS, Lewin NA, Howland MA, et al (Eds), Mcgraw-Hill Education, New York 2015. p.1169.
Environmental Protection Agency. Arsenical Pesticides. In: Recognition and Management of Pesticide Poisonings, 6th ed. Washington, DC 2013. p. 277. Available at: https://www.epa.gov/pesticide-worker-safety/recognition-and-management-pesticide-poisonings (Accessed on April 24, 2016).
施耐庵. 《水浒传》.
宋慈.《洗冤集录》
兰陵笑笑生《金瓶梅》
UP to date. Rose H Goldman ,Arsenic exposure and poisoning。
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