Wskaźnik LD50 to dawka substancji potrzebnej do uśmiercenia połowy grupy jakichś zwierząt - najczęściej chodzi o myszy. Najczęściej LD50 podaje się w przeliczeniu na masę ciała ofiary. Są jednak substancje, w których przypadku ten wskaźnik nie jest miarodajny. Oto one - najgroźniejsze toksyny znane człowiekowi.

 

1. Jad kiełbasiany (toksyna botulinowa)

Botulina, zwana jadem kiełbasianym została odkryta w 1735 r. w zepsutym jedzeniu - a dokładniej w kiełbasie, na co zresztą wskazuje nazwa. Toksynę produkuje bakteria Clostridium botulinum. To najsilniejsza ze znanych trucizn – jest uznawana za broń biologiczną.

Istnieje siedem typów botuliny, oznaczonych literami A, B, C1, D, E, F i G. Wszystkie są białkami zakłócającymi działanie komórek nerwowych. Wartość LD50 dla botuliny to około 5 ng/kg (ng oznacza nanogram, czyli miliardową część grama) przy podaniu dożylnym. Clostridium botulinum to najgroźniejsza bakteria powodująca skażenie żywności, zwłaszcza mrożonej i przechowywanej w lodówkach. Dawka śmiertelna przy podaniu doustnym jest wyższa - wynosi ok. 1 mikrograma na kilogram (mikrogram to milionowa część grama)

Zatrucia botuliną są bardzo poważne – do 25 proc. z nich to przypadki ciężkie. Objawy zatrucia występują od 18 do 36 godzin po spożyciu jedzenia z toksyną. Do typowych symptomów zalicza się podwójne widzenie, uczucie suchości w jamie ustnej spowodowane upośledzeniem wydzielania śliny, porażenie perystaltyki jelit, zaburzenia mowy i połykania oraz porażenie mięśni oddechowych, które może prowadzić do śmierci.

Ale jad kiełbasiany stosuje się również w medycynie estetycznej jako tzw. botox. Wstrzyknięcie niewielkiej jego dawki w mięśnie twarzy paraliżuje je, co powoduje zmniejszanie zmarszczek. Toksyna botulinowa ma też wiele zastosowań medycznych. Pomaga w zmniejszeniu przykurczów mięśni, przewlekłego bólu pleców, bólów migrenowych, zeza, a nawet nadmiernego pocenia się.

 

2. Jady węży

Podobnie jak botulina większość trucizn produkowanych przez węże to mieszaniny białek, atakujących głównie komórki nerwowe. Przeciętny wskaźnik LD50 dla nich jest mniejszy niż 1 mg/kg. Kluczowa jest jednak nie tyle dawka, ile szybkość działania. Niektóre węże mają bardzo toksyczny jad, ale działa on na tyle wolno, że ofiara ma szansę przeżyć, jeśli zostanie otoczona opieką medyczną. I odwrotnie - słabszy, ale szybko działający jad może być znacznie bardziej zabójczy.

Toksyny produkowane przez węże mogą ratować życie. Na przykład fosfolipazy uzyskane z jadu żmii rogatej (Cerastes cerastes) oraz węża Macrovipera lebetina wykazują właściwości przeciwnowotworowe.

 

3. Arszenik

Arszenik, czyli trójtlenek arsenu to biały proszek, który bardzo słabo rozpuszcza się w wodzie, ale dobrze  w kwasie solnym, znajdującym się w soku żołądkowym. Dlatego po podaniu doustnym jest najbardziej trujący. Nie ma smaku ani zapachu, dlatego w dawnych czasach był praktycznie niewykrywalny. Jest bardzo toksyczny – do zatrucia może dojść także przez skórę i drogi oddechowe. Duża jego część odkłada się w kościach, mięśniach, skórze, włosach i paznokciach.

LD50 dla arszeniku wynosi 15 mg/kg. Dawka toksyczna arszeniku wynosi około 10–50 mg, śmiertelna przy ostrym zatruciu 70–200 mg. Wydaje się, że to bardzo dużo w porównaniu np. z botuliną. Jednak arszenik jest na tyle powszechnie spotykany, że zatrucia nim - zwłaszcza przewlekłe, kiedy stale otrzymujemy małe dawki - stanowią spore zagrożenie. Przy dostatecznie dużej dawce arszeniku do zgonu dochodzi w ciągu kilku godzin.

Dawniej arszenik był wykorzystywany do przeprowadzania aborcji, często powodując śmierć kobiet. Znalazł zastosowanie w leczeniu chorób skóry, a także w przemyśle oraz stomatologii. Choć związek ten ma działanie rakotwórcze, można go stosować w terapii nowotworów takich jak białaczka szpikowa. Okazuje się, że potrafi bardzo selektywnie uszkadzać komórki nowotworowe. Skuteczność arszeniku jest tak dobra, że prowadzone są badania nad jego zastosowaniem w terapii innych nowotworów.

 

 

4. Polon-210

Ten izotop radioaktywny jest wyjątkowo toksyczny nawet w dawce mniejszej niż nanogram. Jest to efekt rozpadu promieniotwórczego. Najbardziej rozpowszechniony izotop polon-210 emituje tzw. promieniowanie alfa, czyli naładowane cząstki (jądra atomów helu). Mają one mały zasięg - nie są w stanie przejść przez kartkę papieru lub naskórek. Jeśli jednak polon-210 dostanie się do wnętrza organizmu, powoduje straszne spustoszenie. Cząstki alfa niszczą pobliskie komórki, uszkadzając ich białka i DNA. Mogą w ten sposób wywoływać martwicę tkanek oraz zmiany nowotworowe.

Polon-210 gromadzi się przede wszystkim w wątrobie, nerkach i trzustce, a jego czas półtrwania w organizmie wynosi około 50 dni. To wystarczająco długo, żeby doprowadzić do powolnej śmierci. Na toksyczne działanie polonu-210 najbardziej narażone są takie tkanki, które się szybko dzielą, np. szpik kostny, nabłonek jelit czy płuc. Płuca uważa się za organ najbardziej narażony na działanie polonu-210 występującego w naturze.

Ponieważ Polon-210 emituje niemal wyłącznie cząstki alfa, nie wykrywają go powszechnie stosowane urządzenia kontrolne stosowane do zapobiegania przemytowi substancji radioaktywnych. W szczelnym małym naczyniu polon może być łatwo przewożony i nie zostanie wykryty na przejściach granicznych. Polonem został zabity m.in. były funkcjonariusz rosyjskich służb specjalnych Aleksandr Litwinienko.

 

5. Rtęć

To wyjątkowy metal, który w temperaturze pokojowej jest cieczą. Istnieje powszechne przekonanie, że rtęć jest silnie trująca, ale bardzo wiele zależy tu od jej formy chemicznej. Czysta rtęć nie jest zbyt szkodliwa - nie reaguje z kwasem żołądkowym, przechodzi niemal nietknięta przez układ pokarmowy. Jednak opary rtęci mogą przedostawać się przez skórę czy płuca do organizmu. Jej związki zależnie od postaci mają LD50 od 1 do 100 mg/kg.

Rtęć ma tendencję do rozbijania się na kropelki, które są tak drobne, że potrafią przeniknąć przez jelito lub osiąść w jego zagłębieniu na dłuższy czas. Wtedy człowiek  nie dość, że sam jest podtruwany to jeszcze zaczyna być źródłem skażenia dla swojego otoczenia. W organizmach żywych rtęć zamienia się stopniowo w dimetylortęć. To właśnie ten bardzo toksyczny związek sieje spustoszenie w organizmie, uszkadzając np. mózg. Dimetylortęć powstaje z par rtęci, które przedostaną się do organizmu. Może też wydobywać się ze szpary w podłodze, do której wpadła kropla rtęci - wówczas dimetylortęć powstaje wskutek działania mikroorganizmów.

Dimetylortęć rozpuszcza się w tłuszczach i przenika przez typowe zabezpieczenia stosowane w laboratoriach (rękawice gumowe, fartuchy) i jest wchłaniana przez skórę do układu krwionośnego. Nie jest znana dokładna wartość LD50 dla tego związku. Wiadomo jednak, że ilość rzędu 0,05 ml wchłonięta przez skórę jest śmiertelna dla ludzi.

Toksyczne działanie dimetylortęci wynika z jej działania na układ nerwowy człowieka. Zaburza procesy przekazywania sygnałów przez synapsy w mózgu. Wywołuje ataksję (utratę koordynacji ruchów),  halucynacje oraz utratę pamięci. Proces przenikania do mózgu jest bardzo powolny, ale jednocześnie dimetylortęć nie jest wydalana z organizmu ani metabolizowana. Dlatego objawy zatrucia są bardzo odsunięte w czasie od momentu wniknięcia trucizny do organizmu. Najczęściej pojawiają się stopniowo dopiero w kilka miesięcy po przyjęciu dawki śmiertelnej. Nie jest znane żadne antidotum na tę truciznę.