Dartmouth Toxic Metals

Król trucizn

Od najdawniejszych czasów trucizny były używane jako środek do załatwiania starych porachunków, jako narzędzia do osobistego awansu, jako środek do egzekucji przestępców i przez tych, dla których życie było ciężarem nie do zniesienia. Starożytni Grecy i Rzymianie, którzy rzadko mogli się w czymkolwiek zgodzić, byli mistrzami w tej praktyce, ale oczywiście wybierali różne środki. Najczęściej stosowaną toksyną w Grecji była cykuta wodna, roślina z rodziny marchwowatych, której nie należy mylić z wiecznie zielonym drzewem iglastym, powszechnym w Nowej Anglii. Platon uwiecznił cykutę, która jest ponoć najbardziej gwałtownie trującą rośliną w północnej strefie umiarkowanej, w swoim opisie śmierci Sokratesa.

W pozostałej części Europy od czasów Imperium Rzymskiego przez średniowiecze i renesans arszenik był królem trucizn. Mineralne formy arsenu były znane już w IV wieku p.n.e., ale odkrycie pierwiastka około 1250 roku przypisuje się niemieckiemu uczonemu Albertusowi Magnusowi. Pierwsze dokładne wskazówki dotyczące przygotowania metalicznego arszeniku można jednak znaleźć w pismach Paracelsusa, lekarza-alchemika z późnego średniowiecza, który często nazywany jest ojcem współczesnej toksykologii.

Tajna broń

Dioscorides, grecki lekarz na dworze rzymskiego cesarza Nerona, opisał arszenik jako truciznę w I wieku. Jego idealne właściwości do złowrogich zastosowań obejmowały brak koloru, zapachu lub smaku po zmieszaniu z jedzeniem lub napojami oraz jego wszechobecność w przyrodzie, co czyniło go łatwo dostępnym dla wszystkich klas społecznych. Objawy zatrucia arszenikiem były trudne do wykrycia, ponieważ mogły naśladować zatrucia pokarmowe i inne powszechne schorzenia. Nie mogło być wątpliwości co do skuteczności arszeniku jako pojedynczej dużej dawki, która prowokowała gwałtowne skurcze brzucha, biegunkę i wymioty, po których często następowała śmierć z powodu szoku.

Arszenik mógł być również podawany jako seria mniejszych dawek, powodując bardziej subtelną formę przewlekłego zatrucia charakteryzującego się utratą sił, dezorientacją i paraliżem. Ostatecznie arszenik z wyboru stał się tak zwanym białym arszenikiem lub trójtlenkiem arsenu (As2O3); dawka śmiertelna była znana jako ilość równa wielkości ziarna grochu.

Wszystkie powyższe właściwości arszeniku przyczyniły się do jego rzekomego powszechnego stosowania w starożytności jako środka zabójczego. Bez wątpienia jest to przesada, ale o tym okresie mówi się, że zatrucia były tak powszechne, że mało kto wierzył w naturalne zgony książąt, królów czy kardynałów. Niezależnie od rzeczywistego zakresu potajemnego użycia, arszenik stworzył tak splątane legendy, że wiarygodne źródła nie zgadzają się dziś co do wielu szczegółów.

Trucizny i polityka

W czwartym wieku p.n.e. Rzymianie w znacznym stopniu wykorzystywali trucizny w polityce. W tym samym okresie odkryto spisek z udziałem grupy kobiet, które planowały otruć mężczyzn, których śmierć przyniosłaby im korzyści. W 82 r. p.n.e. rzymski dyktator i reformator konstytucyjny Lucjusz Korneliusz Sulla wydał Lex Cornelia, prawdopodobnie pierwsze prawo przeciwko truciznom.

Trucizny i polityka splatały się również we wczesnym okresie renesansu we Włoszech. Zapisy rad miejskich Florencji z tego okresu zawierają szczegółowe zeznania wymieniające ofiary, ceny i umowy, wraz z datami zakończenia transakcji i dokonanych płatności.

Do najbardziej niesławnych trucicieli należała kobieta znana jako Toffana, która produkowała kosmetyki nasycone arszenikiem i instruowała kobiety, jak je stosować. Inna kobieta, znana jako Hieronima Spara, organizowała grupowe instruktaże w zakresie zabójczych zastosowań arszeniku dla wielu młodych mężatek, które chciały poprawić swoją pozycję w życiu, stając się bogatymi młodymi wdowami. Doniesienia o śmierci z powodu kosmetyków zawierających arszenik trwały jeszcze przez XX wiek.

Dar Borgiów

Nie było chyba zaskoczeniem, że Borgiowie specjalizowali się w wysyłaniu biskupów i kardynałów. Jako papież, Aleksander VI mianował kardynałów, którym nie tylko pozwalano, ale wręcz zachęcano do zwiększania osobistego bogactwa poprzez przywileje przyznawane przez Kościół. Nowobogacki filar przyzwoitości był następnie zapraszany na jeden lub więcej wystawnych posiłków z Borgiami.

Są tacy, którzy twierdzą, że arszenik poprawia smak wina. Czy to prawda, czy nie, Borgiowie dbali o to, by ich goście spożywali jak najwięcej spreparowanego napoju. Po nieuchronnej i przedwczesnej śmierci ofiary, własność jej majątku – zgodnie z prawem kościelnym – przechodziła na oprawców.

Tak pilnie Borgiowie stosowali swoje rzemiosło, że wkrótce stali się jednymi z najbogatszych i najpotężniejszych ludzi w całych Włoszech. Do ich sukcesu przyczyniły się trzy udane małżeństwa Lukrecji, dzięki którym zyskała pieniądze i pozycję, oraz pozycja Cezara jako kapitana generalnego armii papieskiej. Ale dynastia została ostatecznie złamana w poetyckim uderzeniu sprawiedliwości.

Przy okazji, gdy niektórzy kardynałowie byli zaplanowani na późniejszy wieczór, aby przyjąć gościnę Borgiów, papież i Cezary wrócili do domu wcześniej i wezwali do butelki wina w ramach przedwczesnego świętowania. Przypadkowo lub celowo służący przyniósł nie tę butelkę. Papież zmarł, ale Cezary, po zarżnięciu i ubraniu muła, owinął nim siebie, zgodnie z pradawnym przesądem, że wejście w ciało zwierzęcia chroniło przed działaniem trucizn. Jego wyzdrowienie wydaje się być jedynym znanym dowodem na to, że takie lekarstwo rzeczywiście działa, ale nigdy już nie miał być w pozycji bogactwa i władzy.

Pochodzenie wyrażenia „dar Borgiów” jest niejasne, ale mogło ono odzwierciedlać sarkastyczny dowcip jakiegoś nieznanego historyka. Może być istotne, że niemieckie słowo „dar” oznacza zarówno truciznę, jak i złośliwość.

Więcej morderstw i wypadków

• Od dawna krążą pogłoski, że ostatnie agonie Napoleona Bonaparte w 1821 roku były spowodowane wielokrotnym podawaniem arszeniku przez kogoś z jego orszaku. Opowieść ta przetrwała pomimo tego, że współczesna nauka nie potwierdziła obecności nadmiaru arszeniku w próbkach włosów ze zwłok Napoleona.
• W swojej książce Weird and Tragic Shores, Chauncey Loomis, były profesor języka angielskiego w Dartmouth College, przedstawił argumenty przemawiające za zabójczym zatruciem arszenikiem despotycznego badacza Arktyki, Charlesa Francisa Halla. Być może Hall, który urodził się w Rochester, New Hampshire, nie powinien był narzucać swojej surowej dyscypliny tak masowo wśród swojej załogi.
• Kiedy Claire Booth Luce była ambasadorem Stanów Zjednoczonych we Włoszech, stała się ofiarą zatrucia arszenikiem z powodu ciągłego łuszczenia się farby na bazie arszeniku z sufitu jadalni ambasady na jej kolacje. Została zmuszona do rezygnacji ze stanowiska z powodu złego stanu zdrowia spowodowanego tym narażeniem.
• W ciągu kilku miesięcy od siebie w 1878 roku, dwie kobiety zostały znalezione zamordowane w pobliżu swoich domów w New Haven, Conn. Jedna z nich została brutalnie pobita i pozostawiona w lesie; ciało drugiej znaleziono pływające w wodzie w pobliżu parku rozrywki. Co zaskakujące, autopsje w obu przypadkach wykazały, że kobiety zostały otrute ogromnymi dawkami arszeniku. Tragedie i późniejsze procesy o morderstwo, wraz z wglądem w mroczną stronę epoki pozłacanej, opisane są w książce Arsenic Under the Elms, autorstwa Virginii A. McConnell.
• Jeszcze w 1998 roku arszenik był zamieszany w sensacyjne masowe zatrucie w Japonii, w którym zginęły cztery osoby, a 40 zostało hospitalizowanych. Trójtlenek arsenu został dodany do garnków z curry, które były podawane na wiejskim festiwalu. Oczekuje się, że proces sądowy będzie trwał latami; dowody przeciwko oskarżonym i ich motyw(y) są nadal niejasne.

Zjadacze arszeniku

Jak udokumentowano w połowie 1800 roku, górale z centralnej Austrii (Styria) wyrobili sobie nawyk spożywania preparatów arszeniku raz lub dwa razy w tygodniu jako ogólnego środka pobudzającego i tonizującego. Stali się znani jako „zjadacze arszeniku”, a niektórzy z nich podobno przyjęli tę praktykę jako środek zwiększający tolerancję na zatrucia przez ich wrogów. Nabycie skromnego stopnia tolerancji zostało faktycznie udokumentowane u zwierząt laboratoryjnych, ale jego fizjologiczne podstawy nie są jasne.

Spadek złowrogich zastosowań

Począwszy od XVIII wieku częstotliwość występowania zatruć zaczęła spadać wraz z pojawieniem się ulepszonych metod wykrywania ich w płynach ustrojowych i ekskrementach. W 1836 roku angielski chemik James Marsh udoskonalił czuły i specyficzny test chemiczny na obecność arszeniku, a truciciele nie mieli już nadziei na uniknięcie wykrycia. Ale nawet gdy złowrogie użycie arszeniku zmalało, znaleziono pewne komercyjne zastosowania, a różne formy stały się powszechne na rynku.

Altruistyczne zastosowania arsenu

Związki arsenu zaczęły być wykorzystywane w rolnictwie jako składniki środków owadobójczych, trucizn na szczury, herbicydów i środków do konserwacji drewna, a także jako pigmenty w farbach, tapetach i ceramice. Chociaż zastosowania w rolnictwie zostały później uznane za nieszczególnie przyjazne dla środowiska – zwłaszcza w formie popularnych wówczas sprayów z arsenianem ołowiu stosowanych przeciwko larwom ćmy cygańskiej i wołka zbożowego – były one jednymi z najskuteczniejszych w swoim czasie. Jednak jeszcze zanim te zastosowania zostały szeroko wykorzystane, rozpoczęto najbardziej altruistyczne ze wszystkich zastosowań arszeniku.

Około 1900 roku we Frankfurcie, w Niemczech, farmakolog Paul Ehrlich (nie mylić z autorem Bomby Populacyjnej) zajął się gwałtownie trującą naturą arszeniku. Ehrlich był jednak przekonany, że toksyczny potencjał arszeniku można okiełznać i wykorzystać terapeutycznie w leczeniu chorób takich jak syfilis. Poprzez chemiczne przyłączenie arsenu do różnych struktur węglowych i wodorowych (organicznych), miał nadzieję uczynić go mniej dostępnym do wiązań w komórkach, które wywołują niekorzystne skutki dla ludzi, a w szczególności toksyczne dla organizmów zakaźnych.

Ehrlich cierpliwie przedzierał się przez 604 różne organiczne związki arsenu, zanim dosłownie natknął się na numer 605, któremu nadał wspaniałą nazwę Salvarsan. Z błyskotliwą przenikliwością postulował nawet, że jego aktywność przeciwbakteryjna może polegać na wiązaniu się salwarsanu z grupami siarki w mikrobach. Jak wiedzą toksykolodzy, arsen – i wiele innych metali – jest silnie przyciągany przez siarkę; niektóre z tych związków w ludzkich białkach są krytyczne dla funkcji biologicznych. Salwarsan stał się pierwszym lekiem, który był na tyle bezpieczny, że można go było podawać ludziom i który był naprawdę skuteczny w walce ze straszliwą bakterią spirochete, która powoduje kiłę. Miał on zostać natychmiast zastąpiony przez odkrycie penicyliny, ale Salwarsan zasługuje na swoje miejsce w historii.

Odbudowujący tonik

Wiele innych organicznych leków arsenowych zostało ostatecznie wprowadzonych do użytku przeciwko różnym infekcjom bakteryjnym i pasożytniczym, ale niewiele z nich przetrwało wprowadzenie antybiotyków. Jednym z najdłużej działających preparatów leczniczych arsenu był roztwór jednoprocentowego arsenianu potasu zwany Roztworem Fowlera. Fowler’s Solution był początkowo stosowany jako ogólny tonik, ale wielu renomowanych dermatologów uważało, że ma on wartość w leczeniu łuszczycy. Był on nadal zalecany w podręcznikach dermatologii do lat 60-tych, chociaż jego efekty były już wtedy uznawane w źródłach naukowych, takich jak tekst Toralda Sollmana o farmakologii, jako „kapryśne, nieprzewidywalne i niekontrolowane zarówno w odniesieniu do dobra, jak i szkody”. W tym, co może być kolejnym popularnym mitem, Karol Darwin rzekomo sam leczył się Roztworem Fowlera ze szkodą dla swojego zdrowia w późniejszym życiu.

Gaz wojenny i antidotum

W 1940 roku wywiad aliancki dowiedział się, że Niemcy opracowali organiczny gaz wojenny zawierający arszenik, który znany był pod kryptonimem Lewisite. W kontakcie ze skórą gaz ten wchodził w reakcję z siarką w keratynie, białku skóry, powodując powstawanie ogromnych pęcherzy, które pogarszały się w wyniku uwalniania żrącego kwasu solnego, również wytwarzanego w wyniku reakcji chemicznej.

W odpowiedzi na to zagrożenie Brytyjczycy rozpoczęli intensywny program badawczy, który zakończył się odkryciem prostej cząsteczki organicznej zawierającej siarkę, która była bardzo skuteczna w dezaktywacji Lewisitu na skórze, ponieważ przyciągała arsen z dala od biologicznie ważniejszych miejsc. To skuteczne antidotum stało się znane pod akronimem BAL, oznaczającym British Anti-Lewisite. Po wojnie zainteresowanie dimerkaprolem trwało nadal, a ze względu na jego niską toksyczność przetestowano go na arszeniku przyjmowanym wewnętrznie. Stwierdzono, że wiąże on arszenik wytrwale i przyspiesza jego wydalanie z moczem. W ten sposób stał się pierwszym racjonalnie opracowanym środkiem chelatującym – chemiczną pułapką, która wychwytuje i unieszkodliwia toksyny. Jest również stosowany w leczeniu ludzi z zatruciem rtęcią i złotem.

Arsen i skała płonna

Nawet czysto altruistyczne wysiłki doprowadziły do chaosu z powodu arsenu. Zaopatrzenie w wodę dużej części zubożałego kraju Bangledesh składało się do niedawna z płytkich studni, które często były zanieczyszczone przez odpady zwierzęce i ludzkie. Międzynarodowe wysiłki miały na celu zapewnienie lepszego zaopatrzenia w wodę poprzez kopanie głębszych studni w warstwach wodonośnych. Wiele z tych studni zaczęło czerpać wodę z formacji geologicznych naturalnie bogatych w arsen. W wyniku tego tysiące ludzi uległo zatruciu. Naturalne skażenie arsenem zasobów wody pitnej jest również problemem w New Hampshire.

Roger Smith PH.D. Profesor farmakologii i toksykologii Emeritus Dartmouth Medical School.

Źródła

• Delikatna sztuka zatruwania, Meek, WJ, JAMA. 158:335-339 (1955).
• Toksykologia, The Basic Science of Poisons, 5th ed. Klaassen, CD. Casarett i Doull, McGraw-Hill, NY, 1996.
• Clinical Toxicology of Commercial Products, 5th ed., Gosselin, RE, Smith, RP i Hodge, HC. , Williams and Wilkins, Baltimore, 1984.

Linki

Death at Jamestown: Czy koloniści z Jamestown naprawdę umarli z głodu w zimie 1609 – 1610, czy też zostali otruci? Patolog przekonuje, że zatrucie arszenikiem, znanym jako ratsbane, ich załatwiło.

Zatrucia: Bertona Roueche’a prawdziwe historie o zatruciach zostały opublikowane w serii The New Yorker „Annals of Medicine” od lat 40-tych do 80-tych. Toksykolog z Dartmouth, Roger Smith, opatrzył kilka z tych historii komentarzami na temat nauki stojącej za tymi historiami.