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植物的生化武器

已有 8825 次阅读 2010-8-23 11:31 |个人分类:科学普及|系统分类:科普集锦| 植物, 中药, 中毒, 生化武器, 生物硷

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不小心就被谋杀

在中国,有不少人迷信天然药品及中药,以为天然的东西没有副作用,不诚实的中医医生也宣传中药没有或者很少副作用,忽略了中药的有效性往往是基于这些毒性成份的事实,导致了不少病人或者健康人迷信中药与偏方,而没有意识到自然界植物针对草食性动物的防卫机制就导致了它们产生大量的毒素,这些毒素对人体有着极大的伤害。

在2009年11月,成都一保洁公司给员工配备中药防流感,服用后四人出现急性中毒。2010年3月,儋州市一王姓先生,因身体不适而吃当地中医院中药,出现急性中毒,住院达46天,几乎丧命。在2010年7月,一位长期因不育而困挠的女性在博客上曝光自己误信中医,因吃中药而出现急性中毒的情形。

在2010年5月,香港卫生当局公布了一乌头碱中毒个案,事后大公报记者统计,在过去6年间,香港仅乌头碱中毒,就有62例,其中21例药方中根本没有含乌头碱的药物,但因中药相互污染而造成乌头碱中毒。在中国大陆,罗正菊与徐城林在《现代医药卫生》上报告了仅一家医院,10年间有27例乌头碱中毒,考虑到国内鉴定中药中毒几乎完全依靠药方中药物品种,不能鉴别出那些因中药相互污染而造成的中毒,中国乌头碱中毒的病例可能更多。中国有近20万家医院,按照上面的数据推算,全国仅乌头碱中毒每年就有数万甚至几十万人。

乌头碱有剧毒,在历史上常被人用作谋杀的工具,称为谋杀之王不为过。不少的政治谋杀,其背后都隐着乌头碱的身影。由于含乌头碱类的药物有剧毒,中医先生们都比较谨慎,乌头碱中毒远不是植物性中药中毒中最常见的。

大量的中药中毒可能未被检测出来,因为中药方剂习惯于几十种药物混杂,判断不易,更因为中药易于相互污染,高达1/3的中毒案例可能因为此类污染中毒而得不到确认——香港卫生当局会动用大量的资源确认疑案,但国内卫生行政部门习惯于保护医院,也没有针对患者的保护措施及相应经费,因此国内因中药污染中毒者,是得不到确认与赔偿的。

偏方吃出肝窦阻塞

戴宁等人报道,2006年1月浙江大学附属医院消化科来了一位62岁的女士,她因长期食用土三七,出现肝大与腹水的症状体征,被诊断为肝静脉阻塞病(Hepatic Veno-Occlusive Disease, HVOD亦称为肝窦阻塞综合征)。HVOD常出现在骨髓移植后的化疗过程中,被认为跟肝静脉内皮细胞受损水肿造成阻塞有关,死亡率可达30%。

在中药中毒引起肝病的案例中,HVOD的病程会更长,结果更难以预料,在我国曾报道数例病因大量食用土三七而致死的病例。HVOD可因食物被污染而在人群中爆发,比如此病在阿富汗又叫嘎尔阮病,因为常在阿富汗西部嘎尔阮地区发生,有时会因为食物中毒在成千上万的人中爆发,在1974-1976年间,嘎尔阮地区多达7800人发病,其中超过20%的人死亡。

警惕吡咯哩哂啶生物硷

什么成份是HVOD的罪魁祸首呢?那就是吡咯哩哂啶生物硷(Pyrrolizidine Alkaloids,PA)。

据估计,全球3%的开花植物中含有PA,它才是引起动物中毒最常见的毒素。在分属豆科、紫草科、与菊科的6000多种植物中,已经发现了660多种PA。PA常常引起家畜中毒,给畜牧业带来重大损失。表一列举了含有PA的中药与偏方。

PA对人类本身无毒,但它会在肝脏中代谢,其代谢产品具有强烈毒性,据世界卫生组织(WHO)估计,人的最低中毒剂量是每天1毫克(=1000微克),德国针对有关产品的标准是不允许每天摄入超过1微克。

在PA的急性中毒中,由于肝脏是代谢产生有毒物质的基地,因此,损伤主要发生在肝脏,表现为大面积的肝出血性坏死。病程凶险,九死一生。

如果PA表现为慢性中毒,肝脏仍然首先受损,主要表现为HVOD,其损伤机制主要是引起细胞肿大,细胞核肿大、染色质增加、失去代谢功能、细胞分裂受阻、脂质分解等会导致严重的细胞功能障碍,这些变化会进一步导致反应性增生,在肝脏表现为胆管内皮细胞增生,纤维增生(肝硬化),结节性增生,直至癌变。慢性损伤中主累及肝脏、肺脏、与血管,因为毕竟是这些器官最先也最多地接触有毒成份,有时损伤还会进一步扩大累及肾脏、胰腺、胃肠道、骨髓、以及脑。

PA的慢性毒性还表现为对基因的损害,包括跟DNA结合,DNA的粘连(Cross-linking),DNA蛋白粘连,染色单体的交换,染色体异常,产生变异,引起先天发育障碍,以及产生癌变。PA在实验动物上证明可以产生肝癌、肺癌、脑脊髓癌、胰腺癌、膀胱癌、以及皮肤癌等各部位的癌肿。

生物硷是植物的生化武器

PA是广泛存在的一种人类及家畜极为易感的毒素,它归类于生物硷。

在自然界中,植物并非任人欺付的生物,它们极易成为草食性动物的食物,但它们不是全无防御能力。面对食草动物带来的生存压力,植物发展出各种生物化学武器,其中生物硷是针对哺乳动物的一种常规有效的武器之一,已知的就超过三千种。除生物硷之外,还有四大类抗食草动物物质,包括产氰糖苷(Cyanogenic glycosides,主要产自蔷薇科植物果实与叶中)、硫糖苷(Glucosinolates,主要产自十字花目与羽柱果科的核果木属植物)、类萜(Terpenoids,植物中广泛存在,已知超过万种)、与酚类(Phenols,植物中广泛存在)。除了这五大类生化武器,植物还能利用脂肪酸、氨基酸、肽链、及其衍生品作为防卫武器。

动物不能觉察植物中的毒素,而毒素往往需要一定的时间才能起作用,如果动物把植物都消化了才死亡或者停止进食,植物的化学武器就只能起到同归于尽的作用,虽然不利于动物生存,也不利于植物的生存。动物与食物在进化过程中相互适应,哺乳动物发展出探测植物中含有此类有毒物质的味觉、嗅觉、与视觉的分辨能力。

所有的毒素都与特定植物相关,而动物可以凭视觉判植物种类,这种普遍的策略对动物不是很有效,因为地球上最有智慧的生物——人——都会辨别不清楚很多的植物种类。于是这些毒素还具有特定的生物化学特点,增加动物对它们的探查能力。为什么中药复方经常规煎煮后得到的药液常常是苦的呢?那是因为植物性药物中含有大量的生物硷(Alkaloids)。在五大类化学武器中,生物硷、产氰糖苷、与硫糖苷都多产生苦味或者刺激性味道,而类萜与酚则能刺激嗅觉器官,产生特有的气味。

植物开发出了防御武器,动物当然不会等着饿死,动物会针对植物选择性的进化,要么能轻松地通过自身机制解毒,要么干脆把毒素当着营养物质——比如一些维生素,从而动物获得了食用某些植物的能力。由于植物采用毒素种类繁多,动物不可能进化出针对所有植物的抗毒机制,因此,才会有动物跟植物间极为复杂的食物链关系。

人类经历长期的进化与发展,在动物中可能是针对植物食性最广的动物之一,但可供人类食用的植物种类仍然只是自然界中的极小一部分。有名的神农尝百菜,就是人类研究植物可食性的艰难探索,神农最终还是死于有毒的植物。

相信直觉、信任祖先、勿误信中药野菜无毒

人是杂食性动物,植物性食品比例要高于肉食产品,更倾向于草食性动物,人对植物毒素极为敏感。人的味觉与嗅觉,可以通过鉴别食物中的苦臭涩酸辣等刺激性味道而初步获得食物是否有毒的信息,人,应当学会相信自己的直觉,而不是盲信中药或者天然产品没有毒副作用。

对天然产品的盲信导致了一种流行于达官贵人之间的不健康观念,那就是吃野菜。自从神农尝百菜的时代起,我们的祖先以自己的生命为代价,为我们提供什么样的食品安全可口的信息,但现代人居然因为迷信天然自然而将这样的知识弃之不顾,在可以轻易获得安全可靠的食品时,主动寻求被前人鉴定为不安全不可靠的食品,实属不智。

野菜比中药更加危险,因为关于野菜的知识是靠经验积累起来的,尽管部分野菜因为入药而有适当研究,其它许多野菜则缺乏研究,我们不知道其中究竟含有什么物质,有多大的危害。野菜之所以难吃,或者味道不错而未入选进入我们的食谱,多半就是因为其中含有毒素而被我们的祖先用经验的方式排除了。

普遍而言,人群中的幼儿与青少年代谢能力更弱,对植物毒素更为易感,如果你有吃野菜、中药、与偏方的嗜好,最好让他们不受影响,不轻易让成份不明的药物与食物入他们之口。表一列举的常见含有PA成份的中药,其中很多中药与偏方会被用于哺乳的母亲,对婴儿有着极大风险,因为PA可以进入母乳中。从表一中还可以看出,尽管这些药品有着肝肺损伤与癌变的巨大风险,它们还可能被用于治疗癌肿、肝病、以及肺部疾患;这些药品可能有致畸性,但也会被用于孕妇。读者应当谨慎中药与偏方的危害。

除了PA之外,还存在大量的其它种类的植物毒素,一些常见的引起医学界关注的被列举在表二中,以供读者参考,以便在生活中建立更健康安全的用药与进食习惯。

表一:常见中药及偏方中含PA的植物种类

中药名 学名 别名 来源 中药药效功能与主治举例
豆科        
自消容 Crotalaria assamica Benth 十字珍珠草,自消融,通心草,大金不换,通心蓉 大猪屎豆的茎叶 清热凉血,解毒止痛。治发热咳嗽,吐血之症;外用治疮毒,恶疮肿胀,牙痛。
猪屎豆 Crotalaria mucronata 野苦豆、大眼兰、野黄豆草、猪屎青、野花生、大马铃、水蓼竹、响铃草 猪屎豆的全草 清热利湿,解毒散结。主治湿热腹泻,小便淋沥,小儿疳积,乳腺炎。
野百合 Crotalaria sessiliflora L . 佛指甲、狸豆、狗铃草、山油麻、野芝麻、芝麻响铃铃、农吉利 全草 清热解毒,除湿消积。治痢疾,疮疖,小儿疳积。近试用于治疗癌症。
紫草科        
狗尾草 Heliotropium indicum L . 谷莠子、莠、狗尾巴草、光明草、阿罗汉草、狐尾 全草 祛风明目,清热利尿。风热感冒,砂眼,目赤疼痛,黄疸肝炎,小便不利;外用治颈淋巴结结核。
鹤虱 Lappula intermedia M. Popov. 鹄虱、鬼虱、北鹤虱 果实 杀虫消积。治虫积腹痛,阴道滴虫,治钩虫病。
紫草 Lithospermum erythrorhizon 硬紫草、大紫草、红条紫草 藐、茈草、紫丹、地血、紫草茸、鸦衔草、紫草根、山紫草、红石根 草根 止血凉血;清热解毒。用于血热毒盛、斑疹紫黑、麻疹不透、疮疡、湿疹、水火烫伤。清热凉血,用于麻疹,热病癍疹,湿疹,尿血,血淋,血痢,疮疡,丹毒,烧伤,热结便秘。治疗急慢性肝炎。
菊科        
胜红蓟 Ageratum conyzoides L. 咸虾花、白花草、柠檬菊、七星菊、白毛苦、猫屎草、脓泡草、胜红药、消炎草、广马草、水丁药、鱼眼草 全草或叶 祛风清热,止痛,止血,排石。上呼吸道感染,扁桃体炎,咽喉炎,急性胃肠炎,胃痛,腹痛,崩漏,肾结石,膀胱结石;外用治湿疹,鹅口疮,痈疮肿毒,蜂窝织炎,下肢溃疡,中耳炎,外伤出血。
飞机草 Chromolaena odorata L.   全草或叶 杀虫,止血。治跌打肿痛;疮疡肿毒;稻田性皮炎;外伤出血;旱怒蝗咬后流血不止。
佩兰 Eupatorium cannabinum L . 鸡骨香、兰草、水香、燕尾香、香水兰、孩儿菊、千金草、省头草、女兰、香草、醒头草、石瓣、针尾凤 全草 解热清暑、化湿健胃、止呕。治糖尿病、蛊毒、生血、调经、寒性头痛、腹痛、中暑等。
泽兰 Eupatorium japonicum Thunb. 地瓜儿苗、地笋、地石蚕、蛇王草、红梗草、接古草 茎叶 活血化瘀,行水消肿。月经不调,经闭,痛经,产后瘀血腹痛,水肿。
假茼蒿 Crassocephalum crepidioides S. Moore 野茼蒿、冬风菜 全草 健脾消肿,清热解毒。治感冒发热,痢疾,肠炎,尿路感染,营养不良性水肿,乳腺炎。被当作野菜食用。
羊蹄草 Emilia sonchifolia DC 叶下红、红背叶、红叶草、红花草、羊蹄草、红背果、石青红 清热利水,凉血解毒。治痢疾,腹泻,便血,水肿,肠痈,聘耳,目亦,喉蛾,疔疮,肿毒。应用广泛。
活血莲 Farfugium japonicum Kitam 大叶凤凰尾巴草、马肋巴、金鸡草、散血莲、活血莲、蛇眼草、眉风草 根、茎、全草 祛风除湿,活血止痛,清热解毒。风湿筋骨痛,跌打损伤,瘀血腹痛,闭经,面赤肿痛,肿毒初起,乳腺炎。
观音苋 Gynura bicolor DC 木耳菜、血皮菜、水三七、血匹菜、紫背天葵、红番苋、红毛番、红苋菜、红菜、当归菜、红玉菜 全草 活血止血,解毒消肿。治痛经,血崩,咳血,创伤出血,溃疡久不收口。
菊三七 Gynura segetum Merr. 土三七、金不换、紫三七、血当归、血三七、铁罗汉、乌七、狗头三七 散瘀止痛、补气摄血。跌打损伤、骨折、创伤出血、吐血、产后腹痛。
鹿蹄橐吾 Ligularia hodgsonnii Hook 囊吾、滇紫菀 全草+根 活血化瘀,止痛。跌打损伤、瘀血肿痛、月经不调、闭经、痛经、腹痛。
羽叶千里光 Senecio argunensis Turcz. 额河千里光、大蓬蒿 全草 清热解毒。疖疮肿毒,瘰疬,目赤肿痛,咽喉肿痛,斑疹伤寒,痢疾,湿疹,皮炎
大红青菜 Senecio chrysanthemoides DC 野青菜、天青地红、菊状千里光 全草+根 活血消肿,清热解毒。跌打损伤,瘀积肿痛,疮痈肿疡,乳腺炎。
黄菀 Senecio nemorensis 林荫千里光、森林千里光 全草 清热解毒。治痢疾、肠炎、肝炎、结膜炎、中耳炎、痈疗毒。
千里光 Senecio scandens 千里急、黄花演、眼明草、九里光、金钗草、九里明、黄花草、九岭光、一扫光、九龙光、千里明、百花草、九龙明、黄花母、七里光 全草 清热解毒,杀虫明目。急性炎症性疾病,风火赤眼,目翳,伤寒,菌痢,大叶肺炎,扁桃体炎,肠炎,黄疸,流行性感冒,毒血症,败血症,痈肿疖毒,干湿癣疮,丹毒,湿疹,烫伤,滴虫性阴道炎。
款冬花 Tussilago farfara L . 冬花、款花、艾冬花、款冬、生冬花、炙冬花 花蕾 润肺下气,化痰止嗽。治肺病、咳嗽、哮喘等。

注:来源付彼得等(2002 J Food & Drug Analysis, 10(4), 198-211)

表二:常见植物致病毒素

毒素 中药 植物 生物作用 毒性作用
吡咯哩哂啶生物硷 见表一 豆科、菊科、紫草科植物 抗食草动物 肝毒性、致癌,致畸
乌头碱(鸡毒) 川乌、草乌、附子、铁棒锤、天雄、雪上一支蒿、落地金钱、搜山虎 毛茛科乌头属植物 抗食草动物 剧毒,神经毒性(谋杀常用药,故称毒中之王)
马兜铃酸 细辛、金耳环、杜衡、马兜铃、广防己、马蹄香 马兜铃科植物 抗食草动物 肾损伤,肾癌
秋水仙素 秋水仙、光慈姑、苎草、野百合、黄花、百合、顶冰花、郁金香 百合科植物 抗食草动物 类似砒霜中毒,先是胃肠道严重反应,后涉及各器官衰竭
麦角碱 麦角、拂子茅、牵牛子、苦马豆 麦角菌、拂子茅、牵牛子 抗食草动物 致幻作用,神经毒性,肢端坏死
钩吻碱 钩吻(又名断肠草) 葫蔓藤科植物 抗食草动物 神经毒性,剧毒(传说毒死神龙的药)
番木鳖碱 马钱子、吕宋果 马钱科植物 抗食草动物 剧毒(牵机散可能含此毒),神经毒性
莨菪碱 曼陀罗、天仙子、闹羊花、颠茄、胡茄、华山参、山莨菪 茄科某些植物 抗食草动物 神经心血管毒性
茄硷/查茄硷 马铃薯、番茄、茄子、天仙子(莨菪)、枸杞、龙葵、挂金灯、马先蒿、曼陀罗 茄科植物 抗虫抗食草动物 胆碱酶制制剂,消化道与神经症状
尼古丁 烟草、曼陀罗、茄子、番木瓜、木贼 茄科植物 抗食草动物 影响心血管与中枢神经系统,高毒,有成瘾性
香豆素 秦皮、白芷、前胡、独活 黑香豆、香蛇鞭菊、野香荚兰、兰花 抗食草动物 抗凝血剂,有致癌性
黄樟素 桂皮、肉豆蔻、黑胡椒、罗勒、细辛、肉桂、 八角、小茴香、九层塔、当归 黄樟树等 抗昆虫 致癌(应当注意到日常香料中就已经摄入不少黄樟素了,另外增加摄入则风险增加)
莽草毒素 莽草、野八角、八角 八角属植物 抗虫抗食草动物 强烈神经毒性(婴幼儿谨用八角)
麻黄素类生物硷 麻黄(麻黄素类被广泛用于常见的中成药,包括各种镇咳止嗽,感冒药,止痛抗炎药中) 各类麻黄草 抗食草动物 神经毒性,起兴奋作用,大剂量可致死。抑制食欲,故而减肥药中可能多含有此药。
辛弗林 陈皮、积实、积壳、青皮 芸香科植物 抗食草动物 作用类似麻黄素,副作用似乎更少,但不可忽视。
产氰糖苷 亚麻子、金甲豆、三消草、高粱、桃仁、杏仁、李仁、白果、枇杷、红景天、苦竹笋、接骨木、石楠叶 大胡麻、金甲豆、白车轴草、高粱、红景天、接骨木、石楠 抗虫抗食草动物 代谢后产生剧毒的氰化氢(纳粹毒气室的主要用药),能终止细胞呼吸
侧柏酮 侧柏叶、香薷(香菜)、甘松、苦艾酒、艾草、牛至、鼠尾草、菊蒿、各种以蒿为名的药物 侧伯、香薷、甘松、艾草等 抗食草动物 神经毒性与肝毒性
吗啡 许多止咳中成药、罂粟、鸦片、雏罂粟 罂粟 抗食草动物、昆虫 神经毒性,有成瘾性


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