Πώς σκοτώνει το αρσενικό, το «δηλητήριο των βασιλιάδων»

Η θανατηφόρα τοξίνη που είναι δύσκολο να εντοπιστεί.
.
.
Andreas Kermann/Getty Images

Το αρσενικό έγινε γνωστό πριν από αιώνες και θεωρείτε ένα σχεδόν άοσμο, άγευστο δηλητήριο που χρησιμοποιήθηκε συχνά βστην Ευρώπη κατά τον Μεσαίωνα και την Αναγέννηση.

Ποια είναι όμως η ιστορία της δηλητηρίασης από αρσενικό και πώς σκοτώνει;

Αποδεικνύεται ότι ένα στοιχείο που είναι ζωτικής σημασίας για τη ζωή παίζει επίσης ρόλο στο να κάνει το αρσενικό θανατηφόρο.

Ποια είναι η ιστορία της δηλητηρίασης από αρσενικό;

Το αρσενικό είναι ένα φυσικό στοιχείο που είναι ευρέως κατανεμημένο στον φλοιό της Γης, σύμφωνα με τον Οργανισμό Τοξικών Ουσιών και Μητρώου Ασθενειών του Κέντρου Ελέγχου και Πρόληψης Νοσημάτων (CDC). Το καθαρό αρσενικό - το οποίο είναι εύθραυστο στερεό - βρίσκεται συνήθως στο περιβάλλον σε συνδυασμό με άλλα στοιχεία, όπως οξυγόνο, χλώριο, θείο, άνθρακα και υδρογόνο, με αποτέλεσμα να είναι σαν μια λευκή ή άχρωμη σκόνη που δεν έχει οσμή ή ιδιαίτερη γεύση. Ως εκ τούτου, συνήθως δεν μπορείτε να πείτε εάν το αρσενικό υπάρχει στα τρόφιμα, το νερό ή τον αέρα.

Ιστορικά, το αρσενικό ήταν γνωστό και ως «βασιλιάς των δηλητηρίων» και «δηλητήριο των βασιλιάδων», για την τοξική του δύναμη και τη δημοτικότητά του μεταξύ των ηγεμόνων που ήθελαν να εξαφανίσουν ήσυχα τους αντιπάλους τους, σύμφωνα με μια μελέτη του 2011 που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Toxicological Sciences

Υπάρχουν πολλές ιστορίες που περιγράφουν τη θανατηφόρα χρήση του αρσενικού. Για παράδειγμα, στο βιβλίο του βιοϊατρικού ιστορικού Τζέιμς Γουόρτον «The Arsenic Century» (Oxford University Press, 2010), ο Γουόρτον αφηγήθηκε τον θρύλο του Ρωμαίου αυτοκράτορα Νέρωνα που απαλλάσσεται από τον 13χρονο θετό αδερφό του και τον ανταγωνιστή του Μπριτάνικους ρίχνοντας αρσενικό στη σούπα του.

Ισχυρές και εύπορες ιταλικές οικογένειες, όπως οι Μεντίσι και οι Μπόργια, φημολογούνταν επίσης ότι χρησιμοποίησαν αρσενικό για να εξολοθρεύσουν τους αντιπάλους τους, σύμφωνα με την έκθεση Toxicological Sciences. Η χρήση του αρσενικού στη δολοφονία ήταν κοινή μέχρι την ανάπτυξη τον 18ο αιώνα χημικών μεθόδων ανίχνευσης δηλητηρίασης από αρσενικό, που περιλαμβάνουν την αναζήτηση του στοιχείου στα μαλλιά, τα ούρα ή τα νύχια, σύμφωνα με την Britannica.

Σήμερα, η δηλητηρίαση από αρσενικό είναι πιο πιθανό να είναι τυχαία παρά εσκεμμένη. Οι άνθρωποι εκτίθενται συχνότερα στο αρσενικό μέσω του πόσιμου νερού σε περιοχές όπου τα επίπεδα αρσενικού στα διαλυμένα μέταλλα είναι φυσικά υψηλά, σύμφωνα με το CDC. Άλλες πηγές τυχαίας έκθεσης σε αρσενικό περιλαμβάνουν την επαφή με μολυσμένο έδαφος ή σκόνη, ξύλο που έχει διατηρηθεί με χρήση ενώσεων αρσενικού ή ορισμένα τρόφιμα, όπως το ρύζι και ορισμένοι χυμοί φρούτων. (Το ρύζι απορροφά μια ασυνήθιστη ποσότητα αρσενικού από το έδαφος σε σύγκριση με άλλες καλλιέργειες, σύμφωνα με τον FDA · ο οργανισμός σημειώνει ότι το αρσενικό μπορεί να εισέλθει σε μήλα και άλλους χυμούς λόγω της φυσικής υψηλά επίπεδα αρσενικού στο έδαφος και το νερό, παλαιότερη χρήση φυτοφαρμάκων με βάση το αρσενικό στις Ηνωμένες Πολιτείες και τρέχουσα χρήση τέτοιων φυτοφαρμάκων σε άλλες χώρες.)

Τι κάνει το αρσενικό τοξικό;

Η τοξικότητα του αρσενικού προέρχεται από την εγγύτητά του με τον φώσφορο στον περιοδικό πίνακα των στοιχείων. Επειδή το αρσενικό και ο φώσφορος έχουν παρόμοιες ατομικές δομές, έχουν παρόμοιες ιδιότητες. Και τα δύο διαθέτουν χημικά κλειδιά που ξεκλειδώνουν την πρόσβαση στην κυψελοειδές λειτουργία. Όμως, ενώ ο φώσφορος είναι απαραίτητος για τη ζωή, το αρσενικό είναι διασπαστικό και θανατηφόρο, είπε στο Live Science ο Μαρκ Τζόουνς, σύμβουλος χημείας και συνεργάτης της Αμερικανικής Χημικής Εταιρείας.

Η ομοιότητα του αρσενικού με τον φώσφορο σημαίνει ότι «το αρσενικό μπορεί να υποκαταστήσει πολύ εύκολα τον φώσφορο σε πολλές θεμελιώδεις χημικές αντιδράσεις στη βιολογία και να τις διαταράξει», είπε ο Τζόουνς. «Αυτό σημαίνει ότι το αρσενικό μπορεί να δράσει σαν ένα δηλητήριο ευρέος φάσματος ενάντια στα έντομα, τα ζιζάνια και σχεδόν κάθε μορφή ζωής».

Για παράδειγμα, ο φώσφορος βοηθά τα κύτταρα να παράγουν τριφωσφορική αδενοσίνη (ATP), η οποία είναι η κύρια πηγή ενέργειας σε όλους τους γνωστούς οργανισμούς, σύμφωνα με την American Chemical Society. Το αρσενικό μπορεί να μιμηθεί τον φώσφορο σε χημικές αλληλεπιδράσεις όπου τα ένζυμα χρησιμοποιούν οξυγόνο για να βοηθήσουν στην απελευθέρωση της ενέργειας που είναι αποθηκευμένη στη γλυκόζη του σακχάρου και στη δέσμευση της στο ATP. Αυτό μπορεί να οδηγήσει στο αρσενικό να διαταράξει τις ζωτικές χημικές αντιδράσεις στις οποίες συμμετέχει ο φώσφορος.

«Μπορείτε να σκεφτείτε τα ένζυμα και τις χημικές ουσίες πάνω στις οποίες δρουν ως κλειδαριές και κλειδιά», είπε ο Τζόουνς. «Το αρσενικό είναι σαν ένα κλειδί που δεν κόβεται σωστά - αν μπει σε μια κλειδαριά σε μια πόρτα, όχι μόνο δεν θα ξεκλειδώσει αυτήν την πόρτα, αλλά μπορεί να μπλοκάρει εκεί και να εμποδίσει ένα άλλο κλειδί να μπει για να ξεκλειδώσει αυτήν την πόρτα. Με αυτόν τον τρόπο, το αρσενικό μπορεί να μπλοκάρει πολλές ζωτικής σημασίας χημικές οδούς».

Μπλοκάροντας χημικά τις κυτταρικές «κλειδαριές», το αρσενικό μπορεί να βλάψει σχεδόν κάθε όργανο του ανθρώπινου σώματος. Μεγάλες δόσεις μπορεί να οδηγήσουν σε συμπτώματα όπως έμετο, διάρροια, αφυδάτωση, σοκ, μη φυσιολογικούς καρδιακούς ρυθμούς και πολλαπλή ανεπάρκεια οργάνων, τα οποία μπορεί τελικά να οδηγήσουν σε θάνατο, σύμφωνα με το CDC. Η μακροχρόνια έκθεση σε υψηλά επίπεδα αρσενικού στο πόσιμο νερό συνδέεται με ιατρικές παθήσεις όπως δερματικές διαταραχές, αυξημένο κίνδυνο για διαβήτη, υψηλή αρτηριακή πίεση και αρκετούς τύπους καρκίνου, συμπεριλαμβανομένων των καρκίνων του πνεύμονα και του δέρματος, το CDC λέει.

Η ατομική ευαισθησία στη δηλητηρίαση από αρσενικό ποικίλλει ευρέως. Μερικοί άνθρωποι μπορούν να ανεχθούν δόσεις του στοιχείου που θα σκότωνε άλλους, σύμφωνα με την Britannica. Σε μια μελέτη του 2018 που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Mammalian Genome , οι ερευνητές ανέφεραν ότι τα γονίδια των ανθρώπων, η διατροφή και τα μικρόβια του εντέρου μπορεί να επηρεάσουν τις πιθανότητές τους να επιβιώσουν από μια συνάντηση με τη θανατηφόρα τοξίνη.

Παρά τις θανατηφόρες δυνατότητές της, η δηλητηρίαση από αρσενικό είναι θεραπεύσιμη εάν εντοπιστεί έγκαιρα, σύμφωνα με την Υπηρεσία για το Μητρώο Τοξικών Ουσιών και Νοσημάτων. Ένα βασικό φάρμακο είναι η διμερκαπρόλη, η οποία αναπτύχθηκε από Βρετανούς επιστήμονες κατά τη διάρκεια του Β′ Παγκοσμίου Πολέμου ως αντίδοτο στα χημικά όπλα με βάση το αρσενικό. Το φάρμακο δρα απορροφώντας το αρσενικό και εξουδετερώνοντας την τοξικότητά του, σύμφωνα με την Εθνική Βιβλιοθήκη Ιατρικής.

Αν και το αρσενικό έχει τη φήμη ότι είναι θανατηφόρο, μπορεί επίσης να βοηθήσει στη θεραπεία ασθενειών, σύμφωνα με τη βιβλιοθήκη Wellcome στην Αγγλία. Το 1909, ο Γερμανός χημικός και βραβευμένος με Νόμπελ Paul Ehrlich και οι συνεργάτες του ανέπτυξαν μια ένωση με αρσενικό που ονομάζεται Salvarsan, η οποία έγινε η πρώτη αποτελεσματική θεραπεία για τη σύφιλη, σύμφωνα με το Science History Institute in Philadelphia. Η αρχή πίσω από τον τρόπο λειτουργίας του Salvarsan, σύμφωνα με την οποία ένα φάρμακο αναζητά και καταστρέφει τα άρρωστα κύτταρα, βρέθηκε τελικά να χρησιμοποιείται στη χημειοθεραπεία, ανέφερε η βιβλιοθήκη Wellcome.

Πηγή: Livescience