互动科普

类似“是药三分毒”这样的说法，大家都不会陌生。但一般认为，“药”是有益于健康的东西，而“毒”则正好相反，是有害健康的。那为什么还会这样说呢？其实，“毒”可以表现出“药”的一面，而“药”也能表现出令人恐惧的“毒”的一面。现在，就让我们一起来探索毒和药之间不可思议的关系吧！

听到“毒”你会想到什么呢？毒蛇、毒蘑菇、河豚、乌头、砷化合物……总之，我们身边存在着许多毒物。

很久以来，人类与毒物之间一直打着交道。毒理学专家介绍说，“获取食物并食用，是维持生存最基本的要求。因此，从古至今，区别并记录有毒、无毒的物质一直以来都是关乎生死的大事。实际上，古埃及用于记录的莎草纸文书和美索不达米亚文明时期刻有楔形文字的泥板上都有着关于毒物的记载。”

那么，潜藏在人类身边的众多毒物，又是怎样影响着我们身体健康的呢？

说到毒物，大家一般都会想到类似蛇毒那种会迅速发作、摧毁健康的毒素。但还有一些致癌的化学物质，会长时间一点一点侵蚀人体。人体对这些物质导致的身体变化的感觉较为迟钝，当觉察到时，往往已错过了治疗的最佳时期，这种案例并不少见。对于这类化学物质，我们应该详细研究其毒性，以期防患于未然。

毒性最强的毒物，1克能杀死5500万人

那么，能不能用数值的大小来表示毒物毒性的强弱呢？这是可以的。在毒理学中，对某种毒物的毒性强度，科学家们一般以“LD₅₀”的值为基准进行计量。所谓LD₅₀，就是“半数致死量”（Lethal Dose 50%）的缩写。如果给动物投喂某剂量的毒物，预计其中半数的动物将死亡，这一剂量即为LD₅₀，也即半数致死量。

表示毒性强弱的LD₅₀

LD₅₀为预计可致半数受药动物死亡的毒物剂量。同样致死半数的受试动物，毒物A的浓度可以比毒物B还低，因此我们认为毒物A的毒性比毒物B强。

对人来说，同样也有LD₅₀。一般来说，这个半数致死量往往与人的体重有关，因此常常以单位体重相对应的毒物剂量来标记LD₅₀。比如，某种毒物的LD₅₀是每千克体重10毫克（记作10mg/kg），也就意味着如果将600毫克该毒物给体重60千克的健康人群服用，那么这个群体中将有半数的人死亡。

右上表格给出了具有强烈毒性的物质的LD₅₀。因为不能在人类身上做毒性试验，所以上面的数据是根据动物试验数据推算出来的。

在生物界，目前已知最强的毒物是由“肉毒杆菌”制造出的“肉毒杆菌毒素”（botulinum toxin）。1克这种毒素可能导致约5500万成年人死亡。

肉毒杆菌生活在土里，如果食物灭菌不完全，就有可能由此产生食物中毒。肉毒杆菌毒素是一种神经毒素，可麻痹指挥肌肉运动的神经。因此肉毒杆菌食物中毒后，会出现手脚麻痹的症状，严重时呼吸肌也会麻痹并导致呼吸困难，甚至死亡。

既是毒素又是药品的“砷化合物”

属于砷化合物的“亚砷酸”是烈性毒素之一。

砷，与磷（组成DNA、细胞膜等结构的必需元素）的化学性质非常近似，因此当亚砷酸进入体内时，其中的砷能将磷置换出来，人体正常的代谢活动因此受阻。短时间内大量摄入亚砷酸的话，会造成呕吐、腹泻，严重者可致死。

在日本，1955年发生的“森永牛奶砷中毒事件”，致死130人以上；1998年发生的“和歌山毒咖喱事件”，致死4人。这两件惨案都与亚砷酸有关。不过，亚砷酸也并非一无是处，它可用于治疗急性早幼粒细胞白血病。从这个角度说，亚砷酸既是典型的毒，也是有用的药。

蛋白质掌控着细胞间的信息传递

为什么毒物也能起到药物的作用呢？为了解答这个问题，首先我们要详细了解“健康的身体”和“生病的身体”之间有着怎样的不同。

人体内部集中了肝脏、肾脏、脑等各种脏器，这些脏器又是由无数细胞构成的。在细胞之间，信息通过酶（蛋白质）、离子通道等进行传递，使得各细胞能够有秩序地工作，这也是整个身体能够正常运转的基础。

以心脏为例。心脏一天24小时不停跳动，将血液输送至全身。为了顺利地泵出血液，构成心脏的心肌细胞是不能随意活动的，它们必须有规律地同步收缩。因此，在心脏内有“起搏细胞”，它通过用生物电刺激心脏，使心脏能够规律收缩。

生物电的刺激，是通过位于心肌细胞细胞膜上的“钠离子通道”这种蛋白质的活动来传递的。这种蛋白质只允许钠离子从细胞外进入细胞内。钠离子通道打开后，钠离子进入细胞，就引起细胞内外的电位变化。受此影响，心肌细胞出现兴奋，并引发规律收缩。

但是，一旦信息无法在细胞间正常传递，就会出现身体不适。比如，“心律不齐”就是一例。心律不齐时，心脏不能规律跳动，泵血功能受到影响，体循环也因此不能正常进行。

毒物与药物相同

作为治疗心律不齐的药物而广泛使用的“利多卡因”，具有阻碍钠离子通道正常工作的功效。

由于起搏细胞等发生异常，收缩的指令不能很好地传递给心肌细胞，导致心肌细胞出现异常兴奋，进而形成心律不齐。利多卡因可以阻碍钠离子通道，从而抑制这种异常兴奋，从而达到缓解心律不齐的目的。

而存在于河豚体内的著名的河豚毒素，也和利多卡因一样能够阻碍钠离子通道的工作，这也正是河豚毒素的毒性之所在。它进入人体内后，会阻断全身的钠离子通道，使心肌、呼吸肌无法收缩，引发呼吸衰竭和心脏功能衰竭，最终致人死亡。

从药物或毒物在体内的作用来看，可以说，它们均具有“可对特定蛋白质发挥作用、而对其他蛋白质无效”的特点，这就是所谓的“选择性”。

对包括人类在内的生物能够造成各种影响的物质，被称为“生物活性物质”。当生物活性物质对人有利的时候它就是药物，而对人有害的时候它就是毒物。也就是说，对于某种物质，很难准确地区分它究竟是药物还是毒物。

（本文发表于《科学世界》2013年第7期）