Ложный случай с легендой об отравленных конфетах — еще одно проявление американских опасений: как легко понимаемая угроза невиновности.

Сегодняшние страхи

Хэллоуин, связанный с силами тьмы, может позволить процветать многим легендам — ​​рассказам об опасных чужаках, отравленных конфеты и другие предполагаемые угрозы жизни американцев.

В. Скотт Пул — профессор истории Чарльстонского колледжа

Генетика вкуса и запаха: яды и удовольствия

Prog Mol Biol Transl Sci.Авторская рукопись; доступно в PMC 2012 3 мая.

Опубликован в окончательной отредактированной форме как:

PMCID: PMC3342754

NIHMSID: NIHMS373259

Monell Chemical Senses Center, Филадельфия, Пенсильвания, США опубликовано

Реферат

Еда опасна. Хотя пища содержит питательные вещества и калории, необходимые животным для выработки тепла и энергии, она также может содержать вредных паразитов, бактерии или химические вещества.Чтобы управлять выбором пищи, чувства вкуса и запаха эволюционировали, чтобы предупреждать нас о горьком вкусе ядов, а также о кислом вкусе и неприятном запахе испорченных продуктов. Эти сенсорные системы помогают людям и животным принимать пищу в целях защиты и обеспечивают тормоз, который помогает им избегать употребления вредной пищи. Но выбор продуктов питания мотивируется не только отказом от плохого; они также мотивированы стремлением к хорошему, например, к жирам и сахару. Однако так же, как не все одинаково способны обнаруживать токсины в пище, не все с одинаковым энтузиазмом относятся к потреблению продуктов с высоким содержанием жиров и сахара.Генетические исследования на людях и экспериментальных животных убедительно свидетельствуют о том, что предпочтение сахара и жира зависит от генотипа; Точно так же способность определять горечь и неприятный запах гниющей пищи сильно различается у разных людей. Понимание точных генов и генетических различий, которые влияют на потребление пищи, может дать важные подсказки в лечении ожирения, позволяя лицам, осуществляющим уход, адаптировать диетические рекомендации к химиосенсорному ландшафту каждого человека.

I. Введение

Всякий раз, когда что-либо попадает непосредственно в организм, существует риск, что это будет вредным.Воздух, которым мы дышим, вода, которую мы пьем, и пища, которую мы едим, дают нам кислород, воду и питательные вещества, но они также обладают потенциалом из-за присутствия ядов и патогенных микроорганизмов, чтобы сделать нас очень больными, и они могут даже убить нас. Наши сенсорные системы предназначены для того, чтобы помогать нам обнаруживать и избегать этих результатов с помощью зрения (видение загрязняющих веществ в нашей пище), прикосновения, вкуса, запаха и общего химического чувства — чувства, которое малоизвестно (без общепринятого названия) и это включает укус углекислого газа и ожог острого перца.Вместе эти чувства помогают защитить нас от плохой еды. Тем не менее, всякий раз, когда что-либо намеренно съедено или выпито, ожидается, что это принесет пользу. Напитки, продукты питания и химические соединения попадают в организм, потому что мы мотивированы делать это для удовольствия или для облегчения неприятных состояний, таких как жажда, голод или усталость (например, напитки с кофеином, такие как кофе). Эти чувства помогают нам отличать не только хорошую пищу от плохой, но и хорошую от прекрасной — сладкое яблоко, самое сочное мясо и самый свежий хлеб.Еда может быть риском, но это также и удовольствие, и наши чувства помогают нам найти наиболее желанную еду и питье.

Однако, что является лучшей едой и напитками, часто остается вопросом мнения. При попытке обобщить понятие «хорошая еда» можно привести множество контрпримеров. Например, такие сыры, как лимбургер, нравятся одним, но отталкивают других. Таким образом, еда — это вопрос вкуса как в биологическом смысле, так и в индивидуальном плане. Почему должны существовать такие разные взгляды на то, что представляет собой наиболее желаемую пищу, — это стоящий вопрос, на который можно ответить с разных точек зрения: культурных, социальных, связанных с развитием и лечебных.Люди едят то, что другие в их сообществах и семьях считают желанным; ¹ детям нравится другая еда, чем взрослым; ^2,3 и некоторые люди считают, что диета, рекомендованная их врачами по состоянию здоровья, является лучшим выбором.

В этой главе мы предлагаем генетический и эволюционный взгляд на восприятие пищи и ее предпочтения. Люди со временем изменились и адаптировались к специфической среде, в которой есть одни виды пищи, но нет других; это, в свою очередь, изменило наше чувство вкуса и, как следствие, наш геном и отдельные гены.Нечеловеческие виды свидетельствуют о том, что чувство вкуса сформировалось в результате эволюции; например, кошки и некоторые другие плотоядные виды, помимо цыплят, ⁴ утратили функцию рецептора сладкого ⁵ — им больше не нужно ощущать «сладкий» вкус, потому что пища, которую они едят, мясо других животных или крахмалистые зерна, содержат мало сахара. Доступность пищи могла сформировать почти весь геном — у дрожжей и, вероятно, других организмов, большинство генов прямо или косвенно участвует в питании и метаболизме. ⁶ Некоторые животные специализируются на употреблении только определенных продуктов, извлекая выгоду из улучшенной способности находить и проглатывать эти продукты и ограничивая количество конкурентов за этот источник пищи, тогда как другие животные, такие как люди, являются универсальными, которые могут есть большинство видов пищи. еда, которая приносит другие преимущества и риски.

В основе эволюции лежит индивидуальная изменчивость, и, возможно, ни одна человеческая черта не имеет столько различий между людьми, как способность ощущать вкус и обоняние. ^7,8 Однако вопрос о том, в какой степени эти генетические различия вкуса и запаха влияют на пищевые предпочтения и потребление пищи современными людьми, вызывает споры. Информация, полученная от этих органов чувств, является одним из многих факторов, влияющих на решения о том, что есть, ⁹ , и ее место в иерархии детерминант неясно. Гены, которые влияют на энергетический обмен, а не вкус и запах, могут быть более мощными детерминантами приема пищи. Например, разные чувства сытости и голода, которые испытывают люди, возникают из-за генетической изменчивости. ¹⁰

Поскольку потребление пищи человеком всегда будет определяться множеством переменных, значение которых меняется со временем и обстоятельствами, контролируемые настройки, доступные с моделями на животных, полезны для выявления относительного вклада вкуса и запаха, метаболизма и опыта. ¹¹ Кроме того, недавно были разработаны новые методы — исследования ассоциаций на уровне всего генома для изучения влияния всех генов на вкус, запах и прием пищи. В следующих разделах мы рассмотрим генетику вкуса и запаха, а также предпочтения жиров и сахаров, опираясь на данные, собранные на людях и других животных, когда доступны полезные исследования.Мы также включаем результаты и интерпретации полногеномных исследований вкуса, запаха, предпочтений и потребления питательных веществ.

II. Психофизические меры вкуса и обоняния

Прежде чем можно будет изучить вкус и запах, их необходимо измерить. Область науки, посвященная этим измерениям, называется психофизикой. Ученые, обученные в этой области, пытаются понять взаимосвязь между физическими стимулами (например, вкусом или запахом) и психологическими реакциями, которые они вызывают (например.г., вкус или запах). Таким образом, способность человека ощущать вкус или обоняние может быть определена с помощью психофизического тестирования, такого как измерение порога обнаружения. Порог обнаружения — это самая низкая концентрация, при которой соединение может быть обнаружено, и субъекты часто воспринимают это только как намек на «что-то» — достаточно, чтобы отличить стимул от холостого сигнала, но не обязательно достаточно, чтобы распознать его тип или качество (например, , милая). Самая низкая концентрация, при которой стимул может быть назван в соответствии с его качеством, называется порогом распознавания.

Порог обнаружения (часто называемый «порогом» и предполагаемый как средний порог обнаружения) — часто используемая мера в исследованиях ассоциаций генотип-фенотип во вкусе и запахе. Порог можно измерить несколькими способами. Например, в тестах на запах часто задача испытуемого состоит в том, чтобы найти одну бутылку с одорантом среди набора из трех (одна бутылка со стимулом и две с пробелами), представленных в порядке возрастания концентрации. Измерение считается относительно объективным, потому что оно не требует использования субъективных рейтинговых шкал, в отличие от воспринимаемой интенсивности и приятности, которые требуют от испытуемого высказывать суждение.Однако измерения воспринимаемой интенсивности также важны, потому что, хотя они и зависят от опыта испытуемого, ¹² они предоставляют информацию о диапазоне концентраций одорантов или вкусовых добавок, наиболее часто встречающихся в повседневной жизни. Точно так же приятность — это вопрос мнения, но это также важная часть информации, потому что симпатия часто является предпосылкой для потребления.

Распознавание раздражителей — еще одна распространенная мера вкуса и запаха. Тесты на определение запаха часто включают от 8 до 40 стимулов, каждый из которых обычно сопровождается четырьмя альтернативными дескрипторами, включая один, который предназначен для определения правильного качества воспринимаемого запаха.Например, предлагался амилацетат («фруктовый» запах), и испытуемых просили выбрать среди этих дескрипторов: банан, керосин, горящий каучук и корица. Имеющиеся в продаже тесты на определение запаха, такие как UPSIT, ¹³ BSIT, ¹⁴ и Sniffin ’Sticks, ¹⁵ , предназначены для клинических целей, но, поскольку их можно проводить быстро, они также использовались в эпидемиологических исследованиях. Сравнительные тесты для определения вкусовых качеств широко не доступны.

Некоторые вкусовые добавки и отдушки активируют не только обонятельную систему, но и свободные окончания тройничного нерва, расположенные во рту и носовой полости, тем самым внося свой вклад в общий химический смысл. Это может усложнить измерение пороговых значений обнаружения запаха. Например, человек, который не смог обнаружить одорант даже при высокой концентрации, все же может обнаружить одорант на основе здравого химического смысла. ¹⁶

Некоторые люди рождаются с полным отсутствием обоняния (общая аносмия, иногда известная только как аносмия) или вкуса (общая агевзия), но эти состояния встречаются редко.Более распространенной является неспособность обнаружить специфический запах или вкус, известная как специфическая аносмия ¹⁷ или специфическая агевзия, наиболее классическим примером которой является неспособность почувствовать горечь серосодержащих ядов щитовидной железы. ¹⁸ Однако, в отличие от неспособности некоторых людей ощущать вкус, неспособность чувствовать запах конкретных химических веществ является скорее вопросом степени: специфическая аносмия часто относится не только к полному отсутствию способности обнаруживать конкретный запах, но и к снижению чувствительности к запаху. ¹⁹ Часто считается, что у субъектов есть специфическая аносмия, если их порог обнаружения на два или более стандартных отклонения превышает среднее значение. ²⁰ Наиболее изученная специфическая аносмия связана с одорантом андростеноном. ^21,22 Помимо других функций, андростенон иногда обнаруживается в мясе некастрированных самцов свиней, и вместе со скатоле он лежит в основе характерного (некоторые говорят, неприятного) запаха «кабана». ²¹

В этом разделе описаны способы измерения вкуса и запаха (т.д., пороги обнаружения и распознавания, интенсивность стимула, его качество и критерий для определения специфического дефицита вкуса и запаха). Когда мы едим, мы обращаем внимание на концентрацию химических раздражителей в нашей пище (например, оценивая, является ли наша еда слишком соленой или содержит намек на лук). Что касается вкуса, то качества горького, сладкого, кислого и т. Д. Определяют, насколько нам нравится наша еда. Теперь рассмотрим по очереди каждое качество.

III. Горький: отравленный удовольствием

У горечи простейшая связь с приемом пищи: горькое — плохо, а неприятное на вкус — не едят.Поскольку яды могут быстро убивать, их обнаружение в пище имеет первостепенное значение. И многие яды горькие, и их вкус вызывает классическую реакцию отторжения. ^23,24 Предполагается, что это отторжение является врожденным и необученным, поскольку оно проявляется у человеческих младенцев и нечеловеческих приматов. ²⁵ Кроме того, поскольку он также присутствует у грызунов, у которых была разорвана нервная связь между стволом и корой головного мозга, отказ от горечи можно даже рассматривать как рефлекс. ²⁶

Многие люди предполагают, что все яды горькие, но эта точка зрения зависит от определения яда. Токсикологи рассматривают все химические вещества как потенциально ядовитые — ключевым вопросом является определение взаимосвязи между дозировкой и летальностью. Поскольку каждое химическое вещество является потенциальным ядом, но не все химические вещества являются горькими, не все яды являются горькими. С точки зрения вкуса и приема пищи яд определяется как химическое вещество в пище, которое может вызвать болезнь или смерть при употреблении в пищу в достаточном количестве.Даже с этим узким и нетрадиционным определением яда неизвестно, сколько химических веществ являются ядами и какая часть из них горькая. Однако, когда людям предлагают ряд химических веществ по вкусу, они чрезвычайно точно угадывают токсичность данных соединений, руководствуясь только вкусом. ²⁷

Распространенными ядовитыми растениями являются следующие: клещевины содержат рицин, соединение, которое вызывает слипание красных кровяных телец; в репе содержится прогойтрин, угнетающий гормоны щитовидной железы; маниока содержит цианид, который нарушает способность клеток вырабатывать АТФ; соевые бобы содержат сапонин, который плохо всасывается в организм, но, когда он присутствует в кровотоке, вызывает взрыв эритроцитов.Все эти химические вещества — рицин, прогойтрин, цианид и сапонин — горькие. ²⁸

Из этих примеров видно, что многие ядовитые растительные соединения горькие и что вкусовая система была частично разработана для их обнаружения и предотвращения. Однако взаимосвязь между обнаружением горечи химического вещества и его летальностью представляет собой загадку, потому что некоторые горькие химические вещества, не вредные для человека, тем не менее могут восприниматься в низких концентрациях. ²⁹ Таким образом, способность чувствовать горечь может служить другим целям в дополнение к обнаружению яда.Например, когда белки ферментируются, некоторые из белковых продуктов являются горькими, ³⁰ , поэтому система горького вкуса также может обнаруживать разложенные белки.

Обычно младенцы и приматы сразу же автоматически отвергают горькие раздражители. Но для взрослых людей решение о том, что делать при ощущении горечи, является более сложным. Взрослые иногда едят продукты и пьют горькие напитки, потому что они содержат химические вещества, улучшающие самочувствие; наиболее очевидными примерами являются психоактивные препараты кофеин и алкоголь.То, насколько человеку нравится действие горьких наркотиков, независимо от их вкуса, во многом определяет, будут ли люди их принимать. ³¹ Даже для горьких продуктов и напитков, которые предлагают фармакологические стимулы, люди часто маскируют горечь, например, добавляя сливки и сахар в кофе. Но если взрослые употребляют горькую пищу и напитки только тогда, когда они содержат наркотики, то мы должны объяснить желание людей пить кофе без кофеина, который все еще горький, но содержит гораздо меньше кофеина, чем обычный кофе. ³² Возможно, что общие сенсорные качества кофе станут ассоциироваться с эффектом кофеина ³³ и что даже во время угасания (то есть, когда за стимулом больше не следует ответная реакция), ассоциации будет достаточно для поддержания поведение. Или может случиться так, что небольшого количества кофеина достаточно для поддержания потребления этого горького напитка. Но даже если горькие вещества добровольно попадают в организм из-за их фармакологической пользы, нам все равно нужно объяснить, почему некоторые люди едят горькую дыню (растение, которое обычно едят в Азии) или другие горькие растения, не обладающие очевидными лекарственными свойствами.

Этот парадокс — люди едят горькую пищу, не содержащую известных психоактивных веществ — можно разрешить, если горькие соединения заставят людей чувствовать себя лучше другими способами. Недавние исследования показывают, что горькая дыня может содержать вторичные химические вещества, которые имеют благоприятные метаболические эффекты, включая снижение уровня сахара в крови у людей с диабетом. ³⁴ Таким образом, горькая пища может содержать полезные соединения, стирающие грань между питательными веществами и лекарствами. Если горькие на вкус химические вещества в растительной пище полезны для здоровья, то удаление этих соединений (путем производства обработанных пищевых продуктов или выборочного разведения растений с низкой горечью) может иметь негативные последствия.Вредное влияние повышенного содержания сахара и жира в рационе современного человека широко обсуждалось, но потеря горьких соединений также может способствовать развитию заболеваний, связанных с современным питанием, таких как ожирение и диабет. Наша система определения горечи, кажется, уравновешивает отторжение и принятие горечи, чтобы избежать ядов и получить достаточно — но не слишком много — горьких веществ, которые заставляют нас чувствовать себя хорошо.

Тесты часто просят людей взять образцы горьких химикатов, растворенных в воде, и поскольку эти химические вещества должны быть безопасными для проглатывания (даже в этом случае испытуемых обычно просят не глотать образцы), количество горьких химикатов, испытанных в лаборатории, не отражает широкий спектр горьких соединений, которые мы потенциально можем попробовать.Выбор тестируемых химических веществ дополнительно смещен в сторону тех, которые ранее использовались для сенсорного тестирования, чтобы можно было сравнивать данные между исследованиями и потому, что их безопасное использование уже было задокументировано. Некоторые из часто тестируемых горьких соединений включают хинин (содержится в коре хинного дерева и используется для лечения малярии), кофеин (содержится в кофейных зернах и широко употребляется из-за его стимулирующих свойств), эпикатехин (содержится в чае), тетралон (обнаружен в хмеле и, соответственно, в пиве), l-фенилаланин (аминокислота), сульфат магния (минерал, содержащийся в солях Эпсома), мочевина (продукт метаболизма азота), нарингин (соединение, содержащееся в грейпфруте), сахароза октаацетат (ацетилированное производное сахарозы), бензоат денатония (используется в потребительских товарах для предотвращения случайного отравления) и пропилтиоурацил (серосодержащий препарат, используемый для лечения гипертиреоидной болезни).Люди проявляют заметные различия в восприятии этих химических веществ. ^18,35,36 : Некоторые находят горькие соединения очень горькими, в то время как другие испытывают такую ​​же концентрацию того же химического вещества как гораздо менее интенсивную.

Мы знаем, что происхождение этих индивидуальных различий, по крайней мере для большинства соединений, перечисленных выше, частично генетическое, потому что люди с очень похожей генетикой (например, однояйцевые близнецы) более схожи в горьком восприятии, чем люди, которые отличаются друг от друга (например, однояйцевые близнецы). .г., двойняшки). ^37,38 Для наименее смертоносных горьких химикатов, которые наиболее изучены на людях, генетическая изменчивость является умеренным или сильным фактором, определяющим, насколько хорошо человек может их воспринимать. Для наиболее смертоносных ядов можно ожидать меньших индивидуальных различий, потому что люди, утратившие способность ощущать вкус этих химикатов, могут подвергнуться более случайному отравлению, поэтому их гены будут меньше представлены в популяции. С другой стороны, сенсорные различия среди мирового населения могут быть самыми большими в отношении ядовитых химикатов в растениях, которые встречаются только в некоторых географических регионах.Но вопрос о том, существует ли большая или меньшая индивидуальная вариативность в восприятии смертоносных горьких химикатов, остался без ответа — этические соображения, очевидно, не позволяют проводить испытания этих ядов на людях. Клеточные анализы с одним или двумя человеческими горькими рецепторами можно использовать для проверки реакции на широкий спектр ядов, ³⁹ , но этот метод дает лишь частичный ответ на вопрос, поскольку искусственные системы не могут воссоздать человеческий вкусовой опыт.

По крайней мере в одном случае участие гена в горьком восприятии хорошо изучено.Неспособность некоторых людей попробовать фенилтиокарбамид (PTC) была обнаружена в 1930-х годах химиком DuPont по имени Артур Фокс. ¹⁸ Вскоре было установлено, что признак передается по наследству (т.е. передается в семье), ⁴⁰ и 70 лет спустя были идентифицированы ответственный ген и аллель. ⁴¹ Ген, названный TAS2R38, является членом семейства рецепторов горького вкуса TAS2R. Три аллеля в TAS2R38 объясняют горькую слепоту по отношению к PTC — они объединяются, чтобы сформировать гаплотип, который приводит к снижению способности воспринимать PTC (и его химический родственник пропилтиоурацил, один из наиболее часто изучаемых биттеров, перечисленных выше).Гаплотип TAS2R38 определяет большую часть вариаций у людей, но аллели в других генах, ^42,43 и даже возраст ⁴⁴ и пол ⁴⁵ также вносят свой вклад в вариации восприятия PTC. Изучение генетики этого признака полезно, потому что оно охватывает разрыв между моногенным типом наследования, обнаруживаемым при таких заболеваниях, как кистозный фиброз, и взаимодействиями многих генов, обнаруженных в таком сложном признаке, как ожирение. Таким образом, генетика PTC является полезной моделью для изучения эффектов генотипа / фенотипа и влияний, которые их изменяют.

Генетические различия в восприятии горького вкуса могут сложным образом изменять пищевые предпочтения и потребление. Хотя PTC был впервые создан в химической лаборатории и, вероятно, не обнаружен в растениях, существует множество химических родственников PTC, которые стимулируют рецептор горького вкуса TAS2R38. ^39,46,47 По крайней мере одно из этих соединений содержится в кормах для растений (репа), ⁴⁸ и менее похожие, но все же родственные соединения обнаруживаются в других видах растений. ⁴⁹ Люди с дегустационными и нетастерными аллелями TAS2R38 по-разному воспринимают овощи (например, кресс-салат), которые содержат эти PTC-подобные соединения. ⁵⁰ Отсюда всего несколько шагов, чтобы предположить, что генетически нечувствительные люди будут есть больше этих овощей, чем люди, считающие их горькими.

Если люди по-разному потребляют некоторые овощи, горькое восприятие может в конечном итоге повлиять на массу тела, как предполагают некоторые исследователи. ^51-54 Однако прямая взаимосвязь между генотипом TAS2R38, потреблением пищи и массой тела не была обнаружена ни в эпидемиологических исследованиях, ни в исследованиях полногеномной связи с индексом массы тела, показателем ожирения. ^10,57,58 Таким образом, если аллели этого гена горького рецептора могут напрямую влиять на потребление пищи или массу тела, они слишком слабы, чтобы быть обнаруженными в популяции как группе. Прогресс в понимании взаимосвязи генотип / фенотип для PTC вкусовой слепоты и приема пищи потребует сужения внимания к овощам, которые содержат эти специфические соединения. Кроме того, вместо того, чтобы полагаться на косвенную информацию о химическом составе овощей, следует непосредственно измерять концентрацию этих горьких химикатов в овощах, поскольку количества могут различаться в зависимости от того, какой сорт тестируется, или от состава почвы, в которой он был выращен.

Связанный с этим момент, который следует рассмотреть, — это то, на какой аспект функции рецептора больше всего влияют аллели TAS2R38. Хотя его часто называют «рецептором горького вкуса», этот рецептор и другие рецепторы горького также обнаруживаются в кишечнике ^59-61 и в носовых дыхательных путях, где они обнаруживают молекулы, секретируемые бактериями. ⁶² Экспрессия гена TAS2R38 в кишечнике регулируется количеством холестерина в пище, и его экспрессия наиболее высока при низком уровне холестерина. ⁶³ Интерпретация этого наблюдения заключается в том, что экспрессия генов рецепторов горечи увеличивается при употреблении растительной пищи, что логично, потому что горькие соединения более концентрированы в растениях, чем в других продуктах, таких как мясо. Поэтому разумно предположить, что рецепторы горького вкуса тесно связаны с потреблением овощей, потому что овощи имеют горький вкус, а экспрессия генов в кишечнике связана с потреблением диеты с высоким содержанием растительной пищи. Однако регуляция рецепторов горечи на языке (или кишечнике) в ответ на изменения в диете еще не изучена.Это пробел в наших знаниях.

Можно привести убедительный аргумент в пользу того, что определенный горький рецептор и его аллели могут влиять на прием пищи, особенно овощей. Но важно рассматривать эти детали в контексте. Хотя люди различаются по своей способности ощущать вкус многих горьких химикатов, ³⁶ полная потеря горького восприятия конкретного химического вещества, такого как PTC, вероятно, случается редко. (Было бы ошибочно называть это полной потерей, потому что нестандартная форма рецептора может обнаруживать различные горькие молекулы. ⁶⁴ ) Текущие исследования предполагают, что PTC необычен, потому что только один из 25 известных рецепторов горечи сильно стимулируется им, поэтому потеря этого рецептора (TAS2R38) имеет важное значение. ³⁹ Другие горькие молекулы стимулируют множество рецепторов, и потеря одного может уменьшить, но не исключить способность обнаруживать эту конкретную горькую молекулу. ^{30,39,47,65-73} Восприятие PTC, вероятно, является крайним случаем индивидуальных вариаций горького восприятия.

IV. Кислотность и брожение

Хотя связь между горьким вкусом и растительными ядами относительно проста (по сравнению с другими вкусовыми качествами), это не единственное, что сигнализирует о предупреждении. Бактерии и ферментация могут испортить пищу, и конечные точки этих процессов определяются с помощью кислого вкуса в качестве ориентира, наряду с запахом, зрением и здравым химическим чутьем. Иногда бактериальная активность в пище полезна, например, при ферментации молока, пшеницы или винограда для производства сыра, хлеба или вина.Но иногда это не так, например, когда гниют мясо или овощи. Подобно горечи, которая может сигнализировать о яде или полезном соединении, кислинка может сигнализировать о хороших или плохих бактериальных процессах. И, как и горечь, предпочтение кислинки зависит от степени; низкие концентрации кислинки (и горечи) должны быть оценены в конкретных обстоятельствах и принято решение о принятии или отклонении. Важен контекст: желательная кислинка пахты (вызванная молочной кислотой, побочным продуктом процесса ферментации) была бы нежелательной для обычного молока.Концентрация также важна, потому что существует континуум от более низких концентраций (которые имеют приятный вкус) до средних концентраций (которые могут быть отклонены) до высоких концентраций (которые вызывают болевые рецепторы и приводят к повреждению тканей). Другими словами, мы любим лимонад, но не пьем более концентрированные кислоты. С точки зрения развития горький и кислый вкус различаются, потому что многие дети легко принимают кислый вкус, а горький — нет. ⁷⁴ Таким образом, кислинка пищи подает смешанные сигналы: очень плохо при очень высоких концентрациях, плохо в одних продуктах, но хороши в других, и никто не любит и не отвергает все.

Также, как и горькое восприятие, способность человека определять кислотность при низких концентрациях частично определяется генетикой. ^75,76 Но, в отличие от горького восприятия, гены и их аллели, связанные с индивидуальными различиями в кислом восприятии, неизвестны, потому что исследования по их выявлению не проводились. Более того, в отличие от горького вкуса, исследования кислого вкуса на животных не более продвинуты, чем на людях. Хотя известно, что генетически различные линии инбредных мышей различаются предпочтением кислых продуктов, ⁷⁷ не было идентифицировано генов, объясняющих эти различия.Одним из кандидатов является ген 2-подобного 1 поликистоза почек (Pkd2l1), который участвует в формировании кислого вкуса у мышей ^{, 78,} и, возможно, у людей. ⁷⁹ Неизвестно, ответственны ли природные аллельные вариации в этом гене за различное кислое восприятие (у мышей или людей).

Необходимые исследования бывают двух типов: (1) исследования сцепления, в которых ДНК членов семьи со сходным признаком исследуется на предмет наличия общей ДНК, которая может содержать причинные гены, и (2) исследования ассоциаций на уровне всего генома, в какие субъекты сгруппированы по генотипу во многих локусах генома и сравниваются по определенному признаку, например по интенсивности кислого восприятия.Полезные будущие исследования позволят измерить индивидуальные способности: (1) воспринимать кислый вкус при низких концентрациях и (2) оценивать его интенсивность в диапазоне концентраций. Также было бы полезно измерить, насколько людям нравится кислинка. Можно провести полногеномные исследования, чтобы найти области генома, общие для людей со сходным кислым фенотипом. Эти исследования восполнят пробелы в наших нынешних знаниях.

V. Сладкое восприятие и симпатия

Одно из удовольствий от еды доставляет сладкий вкус, но восприятие сладости и пристрастие к высококонцентрированным растворам у разных людей различаются (обзоры см.80-84). Способность более или менее ощущать сладость сахара будет влиять на пристрастие к нему человека. Некоторые люди любят сладкое — сладости в пище не бывает слишком много ^85,86 — и их повышенная способность воспринимать сладость делает их еще больше похожими на эту пищу. У других людей пиковая концентрация сладости, которую они предпочитают, и когда сладость поднимается выше этой точки, еда становится слишком сладкой и неприятной. Хотя эта дихотомия (т. Е. Любит или не любит сладкое) является полезным понятием, как и большинство человеческих черт, симпатия к сладкому, вероятно, находится в континууме и зависит от контекста ⁸⁷ (например.g., люди, которые любят очень сладкое мороженое, могут не предпочесть очень сладкий сок). Следовательно, поскольку люди различаются по тому, насколько они любят сладкое при определенной концентрации, наличие генотипа, делающего одних людей более чувствительными к сладкому, чем других, не всегда приводит к повышенной симпатии. Сладость, как вкус, сложна (с точки зрения генетики), потому что взаимосвязь между восприятием и пристрастием сложна.

У мышей аллели гена Tas1r3, ⁷⁵ , который кодирует одну из субъединиц сладкого рецептора (рецептор представляет собой гетеродимер или комбинацию Tas1r2 и Tas1r3), частично определяют как чувствительность, так и предпочтение для сладких решений. ⁸⁸ Аллели в промоторной области этого же гена предсказывают, насколько хорошо люди могут отсортировать диапазон концентраций сахарозы в правильном порядке, ⁸⁹ , но неизвестно, связаны ли эти аллели чувствительности с предпочтениями. Другие гены и их аллели, вероятно, также вносят свой вклад в генетические различия в восприятии сладкого (например, молекулы вторичного мессенджера, такие как густдуцин). Мы можем ожидать плохого согласия между генами, влияющими на восприятие, и генами, которые предсказывают предпочтение и потребление сладкой пищи, ^90-92 , и это действительно так.До сих пор нет совпадения в конкретных областях генома, связанных с чувственным восприятием сладкого и фактическим потреблением сладкой пищи.

VI. Умами: пикантное или мясное

До недавнего времени не существовало единого мнения о том, является ли умами истинным вкусовым качеством. ⁹³ Концепция умами, которая, возможно, лучше всего переводится на английский как «несладкий» или «мясной», была предложена японскими исследователями как уникальное качество, примером которого является глутамат натрия (глутамат натрия). Умами также обладает синергическим свойством: когда глутамат натрия сочетается с рибонуклеотидами, такими как инозинмонофосфат (соединения, часто встречающиеся в мясе), воспринимаемая интенсивность смеси выше, чем интенсивность любого соединения по отдельности.Умами больше восприняли как вкусовое качество, когда его рецептор был обнаружен во вкусовых клетках. ^94-96 Подобно сладкому рецептору, который является гетеродимером TAS1R2 и TAS1R3, рецептор умами является гетеродимером TAS1R1 и TAS1R3. Некоторые люди особенно нечувствительны к глутамату натрия, ⁹⁷ , что частично вызвано аллелями рецептора умами. ^98-100 Обнаружение взаимосвязи генотип / фенотип подразумевает, что признак является, по крайней мере, частично наследуемым, но мы не знаем опубликованных исследований близнецов или семей, которые оценивали бы вклад генов в вариабельность признака.

Поскольку люди различаются по способности ощущать глутамат глутамата, это вызывает любопытство относительно того, какую роль эта дифференциальная реакция может играть в предпочтении мяса или других продуктов, таких как сыр, помидоры и грибы, которые содержат глутамат. Однако роль, которую индивидуальные различия в восприятии умами могут играть в потреблении пищи человеком, неизвестна и представляет собой еще один пробел в нашем понимании. То, что рецептор умами может быть ключевым биологическим белком, определяющим мясоедение, является предположением, но эта идея имеет эмпирическую поддержку в сравнительных исследованиях.Гигантская панда, питающаяся только растительной пищей, в процессе эволюции потеряла рецептор умами. ¹⁰¹ Недавнее наблюдение, что женщины с ожирением предпочитают более высокие концентрации глутамата натрия в супе, предполагает, что это вкусовые качества могут иметь значение при определении количества потребляемой пищи и массы тела. ¹⁰²

VII. Соль как простое удовольствие и сложный яд

Соль — это одновременно простое удовольствие и сложный яд. Приятно, что люди предпочитают потреблять больше соли, чем им нужно, и ее добавляют в пищу для улучшения вкуса почти во всех культурах. ¹⁰³ Это яд в том смысле, что он может повысить кровяное давление и усугубить другие проблемы со здоровьем. Но вопрос о том, должно ли сокращение потребления соли быть всеобщим мандатом, является спорной позицией общественного здравоохранения. ¹⁰⁴ Консультативная группа по вопросам политики в области здравоохранения Институт медицины недавно подготовила отчет, призывающий к сокращению потребления соли. ¹⁰⁵

В то время как текущая точка зрения с биомедицинской точки зрения состоит в том, что почти все потребляют слишком много соли относительно физиологической потребности, существует несколько исследований, которые концентрируются на индивидуальных различиях в восприятии соли (например,г., исх. ^{7 , 106 , 107} ). Еще меньше исследований спрашивали, есть ли наследственный генетический вклад в вариабельность восприятия соленого вкуса ^75,108 или предпочтения. ¹⁰⁹ Тем не менее, немногочисленные доступные результаты согласуются: нет никаких доказательств генетического воздействия на восприятие соли или пристрастие к ней. Напротив, окружающая среда, кажется, является главным определяющим фактором. История воздействия натрия может оказать существенное влияние на предпочтение, потребление и физиологическую переработку NaCl. ¹¹⁰ Исследования показывают, что время суток ¹¹¹ или даже кратковременное воздействие могут иметь некоторое (временное) влияние на соленый вкус. ¹¹² Эволюционные силы могли сформировать человеческую способность распознавать соленый вкус таким образом, чтобы он стал очень чувствительным к различиям в минеральных веществах окружающей среды, водоснабжении или привычном питании. ¹¹³ Следовательно, усилия по оценке влияния генетической изменчивости в солевом рецепторе ^114,115 должны быть сосредоточены на восприятии соли людьми с аналогичным экологическим прошлым (например,g., раннее воздействие, недавнее воздействие) и будьте внимательны к текущему состоянию объекта (например, времени суток, жажде).

Молекулярные аспекты восприятия соли у человека неизвестны, но накоплены доказательства того, что натриевой канал важен для одного из компонентов восприятия соли у мышей. ¹¹⁴ Гены, кодирующие белковые субъединицы для этого канала, могут быть кандидатами-мишенями для исследований генотип-фенотип у людей.

VIII. Кальций как основной вкус

Одним из наиболее обсуждаемых аспектов человеческого вкуса является его определение: большинство школьников узнают, что существует четыре основных вкуса: кислый, сладкий, соленый и горький.Но теперь обратимся к свидетельствам того, что список вкусовых качеств расширяется. Одна из причин этого расширения заключается в том, что определение основного вкуса меняется: если на вкусовых клетках есть рабочий рецептор, его лиганд можно рассматривать как имеющий «вкус». Умами был неоднозначным вкусом, пока не был обнаружен его рецептор, и подобное изменение произошло с минеральным кальцием. Вкусный рецептор, чувствительный к кальцию (Tas1r3), был идентифицирован у мышей, ¹¹⁶ , и возможно, что тот же рецептор действует у людей. ^117,118 В связи с этим было высказано предположение, что другой рецептор, CASR, опосредует вкус кокуми, ¹¹⁷ оросенсорное качество, признанное в Японии, но неизвестное на Западе. Хотя люди по-разному воспринимают растворы кальция, ¹¹⁹ нет генетических исследований, чтобы указать, является ли этот признак наследственным и какие гены (включая гены, кодирующие субъединицы рецептора) могут быть задействованы. Может случиться так, что генотип оказывает сильное влияние на восприятие кальция, как у мышей, ¹²⁰ , или может быть, что индивидуальные различия в восприятии кальция связаны с текущей диетой или метаболической потребностью, подобно натрию и соли (как описано в приведенный выше раздел), или оба могут быть правдой.Это малоизученная область.

IX. Жирный вкус: Pinguis

В то время как споры о умами как об основном вкусовом качестве в значительной степени разрешены, споры о жире как об основном вкусовом качестве приближаются, но не достигли разрешения. Идея о том, что жир является основным вкусом, была предложена еще в 16 веке, когда он назывался pinguis (латинское слово «жирный»). ¹²¹ Доказательства были недавно рассмотрены, ¹²² , как и наследственные аспекты восприятия, предпочтения и потребления жира. ¹²³ Жир как вкусовое качество особенно актуален при ожирении из-за наблюдения, что люди с ожирением обычно имеют больше предпочтений в отношении жира, чем худые (см. Ссылку 80). До сих пор в восприятии жира участвовали некоторые гены, в частности ген, кодирующий трансмембранный белок, обнаруженный во вкусовых клетках (Cd36) ^124,125 , и гены, кодирующие несколько рецепторов, связанных с G-белком, которые реагируют на жирные кислоты в других частях тела и которые являются также содержится во вкусовых клетках. ^126-128 На сегодняшний день эти исследования были проведены на мышах, и неясно, происходит ли восприятие жира у человека с помощью того же механизма, и если да, то могут ли аллели этих генов привести к тому, что некоторые люди будут слепыми в отношении жира в так же и некоторые люди горько слепы. Таким образом, как и в случае с кислым вкусом, роль сенсорных различий в восприятии жира — это еще один пробел в знаниях, который можно заполнить после определения влиятельных генов и аллелей.

X. Common Chemical Sense

Возможно, из-за того, что у общего химического смысла не было единого названия в широком использовании, он плохо интегрирован в изучение приема пищи и ожирения, но он несколькими способами способствует боли и удовольствию еды: покалывание углекислого газа, растворенного в соде, ¹²⁹ охлаждение, связанное с метанолом, ¹³⁰ и ожог перца чили ¹³¹ — все это происходит от рецепторов во рту (а также в носу и горле), которые передают эту информацию к мозг.Эти соединения существуют в основном в растениях и являются защитой от насекомых, которые могут причинить вред. При низкой интенсивности эти защитные соединения вызывают ощущения, которые многие люди находят приятными; при более высоких концентрациях соединения вызывают неприятные и даже болезненные ощущения.

Люди различаются по своему восприятию этих ощущений, ¹³² , но мало системных исследований сосредоточено на том, являются ли эти различия наследственными у людей. Однако одно исследование показало, что пристрастие к острой пище передалось по наследству. ¹³³ Для сравнения птицы безразличны к основному ингредиенту острого перца (капсаицину), вызывающему ожог, потому что у них отсутствует рецептор TRPV1. ¹³⁴ Повседневный опыт подсказывает, что некоторые люди тоже могут быть безразличны к ожогу острого перца или даже быть им безразличны. Преобладание индивидуальных различий во многих аспектах общего химического смысла (охлаждение, жжение, покалывание) у людей, степень, в которой генетические вариации объясняют эти различия, и их влияние на потребление пищи неизвестны.Но поскольку большинство соединений, которые стимулируют это чувство, содержатся в растениях, ¹³⁵ и люди едят растения, иногда в качестве единственного источника пищи, их влияние на здоровье человека, вероятно, является прямым. Возможно, что эти ощущения имеют эффекты, равные или даже более сильные, чем эффекты горечи, на определение индивидуальных различий в предпочтениях овощей, специй и приправ, таких как горчица или соус чили.

Углекислый газ также стимулирует здравый химический смысл и является составной частью рациона современного человека.Его обычно употребляют с газированной содой, но его вкусовые ощущения, возможно, изначально развились для обнаружения углекислого газа, образующегося при гниении пищи. ¹³⁶ Неизвестно, как углекислый газ может повлиять на пищеварение и метаболизм. Например, часто изучается влияние сахара в содовой на ожирение (например, ссылка 137). Усиливаются ли эти эффекты или компенсируются выделением углекислого газа, еще не изучено.

XI. Запах

Если вкус — привратник, то обоняние — это страж, оценивающий опасность в пище до того, как она попадет в рот.Когда мы предлагаем незнакомую еду, мы будем чувствовать ее запах до того, как попробуем, а запах является одним из основных первых средств защиты от испорченной пищи и важным источником удовольствия от еды. Таким образом, обоняние и его потеря могут иметь серьезные последствия для приема пищи и качества жизни. ^138,139 Прежде чем обратиться к генетике запаха и ее потенциальной связи с приемом пищи, мы познакомимся с обонятельной системой для получения справочной информации.

A. Обонятельная система

При нормальной работе обоняние или обоняние позволяет нам обнаруживать большое количество различных запахов и воспринимать эти летучие соединения как запахи.Хотя стимулы (одоранты) также иногда называют запахами, в психофизике запах относится к восприятию, результату процесса восприятия запаха, тогда как одорант относится к химическому веществу, вызвавшему запах.

Переносимые по воздуху молекулы пищи проходят один из двух путей к сенсорным клеткам обонятельного эпителия: ортоназальный путь (через ноздри перед едой) или ретроназальный путь (через носоглотку во время еды). Оба пути важны для приема пищи, защиты и удовольствия.В обонятельном эпителии пахучие вещества в воздухе обнаруживаются обонятельными рецепторами. Рецепторы встроены в мембрану обонятельных сенсорных нейронов, каждый из которых вмещает только один тип рецептора. ¹⁴⁰ Связывание молекулы одоранта обонятельным рецептором запускает каскад передачи сигнала, который в конечном итоге приводит к передаче обонятельного сигнала в мозг, где и создается восприятие запаха.

Чтобы быть потенциальным одорантом, молекула должна быть достаточно летучей, чтобы достичь обонятельного эпителия с помощью воздушного потока.Хотя большинство летучих веществ являются одорантами, некоторые летучие вещества с небольшими молекулами, такие как оксид углерода и диоксид углерода, не имеют запаха. Кроме того, структурно разнородные молекулы могут вызывать неразличимые запахи, в то время как похожие молекулы, такие как стереоизомеры, могут давать отчетливые запахи (например, R (-) — карвон пахнет мятой, а S () — карвон пахнет тмином). ^141,142 На сегодняшний день тип запаха, вызываемого летучим соединением, не может быть надежно предсказан по структуре молекулы. ¹⁴³

У людей около 400 различных типов обонятельных рецепторов, число которых значительно превышает количество потенциальных запахов. Таким образом, маловероятно, что конкретный рецептор будет связывать только один тип одоранта или что определенный одорант будет специфически связываться только с одним типом рецептора. Вместо этого считается, что обонятельная система использует кодирование комбинаторных рецепторов, чтобы получить способность распознавать огромное количество запахов; несколько типов родственных рецепторов связывают одорант с различным сродством, и, в свою очередь, несколько родственных одорантов могут быть обнаружены одним и тем же рецептором. ¹⁴⁰ Комбинаторное кодирование предполагает, что большинство обонятельных рецепторов являются селективными (широко настроенными), а не очень специфическими (узко настроенными). Однако широта настройки варьируется в зависимости от обонятельных рецепторов. ^144,145

Лишь несколько обонятельных рецепторов человека были связаны с их пахучими лигандами (то есть молекулами, которые они обнаруживают). ¹⁴⁶ Разработка автоматизированных высокопроизводительных методов сопоставления рецепторов и их лигандов в модельных системах на основе клеток (или с использованием компьютерных моделей) будет способствовать подтверждению функциональности рецепторов.Однако эти методы не могут заменить измерение реальных человеческих реакций в исследованиях генетического влияния на восприятие запахов. Психофизическое измерение реакции на пахучие стимулы остается трудоемким, но важным этапом при изучении генетики обоняния и его влияния на прием пищи.

B. Генетика обоняния

Люди имеют почти 400 потенциально функциональных генов обонятельных рецепторов (OR-гены), что делает это семейство генов одним из крупнейших в геноме человека. ¹⁴⁷ В дополнение к этим интактным генам, которые, как считается, продуцируют функциональные обонятельные рецепторы, люди имеют по крайней мере такое же количество нефункциональных OR-генов (псевдогенов) и около 60 генов, из которых, как известно, существуют как функциональные, так и нефункциональные варианты (сегрегация псевдогены). Точное количество функциональных генов станет известно только после того, как будет продемонстрирована функциональность соответствующих рецепторов. Однако очевидно, что гораздо больше генов кодируют рецепторы запаха, чем вкуса.Большее количество обонятельных рецепторов, вероятно, отражает потребность в обнаружении более широкого спектра соединений, чем в случае вкусовых ощущений. Кроме того, большое количество соединений, обнаруживаемых обонянием, отражает более широкую роль этого чувства: в то время как чувство вкуса обслуживает почти исключительно прием пищи, обоняние имеет и другие функции. К ним относятся ощущение опасности окружающей среды (например, дым) и потенциальные межличностные хемосигналы (например, половой отбор).

Наследственность признака делает разумным поиск генов, влияющих на этот признак.Если наследуемость практически отсутствует, то лежащие в основе гены, если таковые имеются, трудно, если не невозможно, найти в исследованиях по картированию генов. Некоторые запахи передаются по наследству, а другие — нет. Например, способность ощущать пищевые запахи, такие как шоколад или лимон, практически не имеет наследственности. ^148,149 Однако приятность корицы передается по наследству и была сопоставлена ​​с хромосомой 4 с помощью анализа сцепления. ¹⁵⁰ Если аллельные гены, определяющие приятность запахов, таких как корица, идентифицированы, возможно, стоит изучить генотип и потребление пищи.

Индивидуальные различия в восприятии некоторых запахов частично объясняются определенными генами OR. Различия между людьми в способности нюхать андростенон, по крайней мере, частично определяются генами ^{151 152} и аллелем гена OR, OR7D4, который способствует этому признаку. ¹⁵³ Однако, в отличие от аллелей гена рецептора вкуса TAS2R38, на которые приходится почти 70% различий в восприятии горького вкуса от человека к человеку от PTC, ⁴¹ аллели OR7D4 составляют лишь небольшую вариацию в восприятие андростенона. ¹⁵³ Два других гена OR были связаны с индивидуальными вариациями обоняния: OR11H7 с изовалериановой кислотой (запах пота) ¹⁵⁴ и OR2M7 с запахом метаболитов спаржи в моче. ¹⁵⁵ Также была высказана предположение об ассоциации между геном OR2J3 и обнаружением цис-3-гексен-1-ола (запах зеленых листьев). ¹⁵⁶ Почему существует относительно небольшое влияние аллелей единственного рецептора на восприятие, заключается в сложной природе этого чувства: многие обонятельные рецепторы объединяются, чтобы обнаружить конкретный одорант, ¹⁴⁰ и один одорант может стимулировать множество рецепторов, поэтому, если один из них не работает, другие могут компенсировать.

Было продемонстрировано, что систематическое, повторяющееся воздействие отдельных одорантов снижает пороги обнаружения (повышенную чувствительность) этих одорантов, что позволяет предположить, что гены не полностью определяют восприятие. ^157,158 Одна возможность, которую еще предстоит доказать, заключается в том, что существуют взаимодействия между генами и окружающей средой в восприятии запаха (то есть гены, влияющие на обоняние, контролируются по-разному в разных средах). Каким бы ни был механизм, гибкость обоняния могла быть эволюционно приемлемой.Когда первые люди переехали в новую среду обитания и столкнулись с новыми запахами от новых угроз (например, токсинов) и возможностей (например, источников пищи), гибкое обоняние, возможно, помогло населению выжить.

C. Значение для приема пищи

Хотя могут быть и некоторые врожденные предпочтения, запах, вероятно, более гибкий и поддается изучению ¹⁵⁹ по сравнению со вкусом. Этот момент особенно важен, когда мы рассматриваем обоняние как стражу от испорченной пищи: продукты брожения могут восприниматься как полезные или вредные, в зависимости от контекста.Например, изовалериановая кислота имеет резкий запах, который людям нравится, если им говорят, что это сыр чеддер, и не нравится, если им говорят, что это запах тела. ¹⁶⁰ Точно так же люди будут есть продукты с неприятным запахом (например, дурианы или сыр лимбургер), если они знают, что это безопасно, и им нравится вкус. Кроме того, приятный запах еды может стимулировать аппетит, но влияние этих генетических различий на потребление пищи и ожирение неясно.

XII. Восприятие алкоголя

Этанол (или, говоря более простым языком, алкоголь) — это обычно употребляемый наркотик, который также является пищей, и чуть более 50% взрослых, живущих в Соединенных Штатах, регулярно пьют. ¹⁶¹ Из-за популярных фармакологических эффектов алкоголя привлекательность или отталкивающий вкус и запах алкоголя можно не замечать. ¹⁶² Как вкус, этанол обладает сложным качеством: косвенные данные, полученные в основном из исследований на мышах и крысах, предполагают, что он стимулирует рецептор сладкого. ¹⁶³ Одно из объяснений связи между сладостью и алкоголем заключается в том, что сладкие фрукты ферментируют, и поэтому эта сладость может помочь животным измерить соотношение сахара и алкоголя во фруктах и ​​других ферментированных продуктах. ¹⁶⁴ В дополнение к сладости, исследования генотипа-фенотипа на людях показывают, что этанол стимулирует по крайней мере один горький рецептор. ¹⁶⁵ Алкоголь может также стимулировать общепринятые химические рецепторы, по крайней мере, у грызунов. ¹⁶⁶ Алкоголь также имеет запах, и хотя точные рецепторы неизвестны, на основе других типичных молекул, он может стимулировать несколько различных рецепторов; паттерны активации рецепторов могут различаться в зависимости от концентрации. ¹⁴⁴

Индивидуальные различия в потреблении алкоголя интенсивно изучаются из-за роли зависимости и аддикции в здоровье человека, однако нам неизвестны исследования, в которых изучалась бы наследственность восприятия алкоголя людьми.Хотя разумно ожидать больших индивидуальных различий, которые могут быть частично связаны с генотипом, это текущий пробел в научном понимании.

XIII. Вкус, генетика и потребление пищи

Вкус — это одна из причин, по которой люди сообщают, почему они едят ту пищу, которую они едят, но стоимость, социальное влияние и доступность пищи — все это играет роль в потреблении пищи человеком. ^167-169 То, что составляет хорошую пищу, неуловимо, но крайности большинства вкусовых ощущений, включая горечь, кислинку и жжение, а также чрезмерная сладость, соленость и жирность, отвлекают от приятных ощущений от еды для большинства людей. .Однако люди могут терпеть и даже любить пищу, которая заходит слишком далеко; например, мы намеренно добавляем масло грушанки в конфеты и пьем газированные напитки, которые могут вызвать ощущение жжения. Или пьем (и даже предпочитаем) очень горький кофе. Замечание о том, что покалывание, жжение и горечь настолько популярны, заслуживает большего внимания исследователей, чем получает. Пристрастие к сладкому и жирному зависит от концентрации: для некоторых людей не существует такого понятия, как «слишком сладкий», в то время как другие находят более чем умеренное количество сладости приторным.И хотя немногие люди будут есть только масло или сливочное масло, люди различаются по тому, сколько жира нужно или слишком много. ¹²³

Некоторый прогресс был достигнут в определении генов и их аллелей, связанных с положительными и отрицательными аспектами еды и вкуса. Взяв в качестве примера бутерброд с ветчиной и сыром (), мы можем представить, что люди с чувствительными аллелями могут по-разному определять мягкую сладость лука (TAS1R3), ⁸⁹ пикантный глутаматный вкус помидора (TAS1R3), ^98,100,170 горечь кресс-салата (TAS2R38), ⁵⁰ запах сыра (OR11H7), ¹⁵⁴ или запах кабана ветчины (OR7D4). ¹⁵³ Мы предполагаем, что комбинация аллельных различий может внести свой вклад в диапазон симпатий к этому сэндвичу. Люди, которые чувствуют вкус приятных (а не неприятных) компонентов, могут посчитать бутерброд с ветчиной более желанным из-за его вкуса.

Пример того, как генотипы вкуса и запаха могут влиять на восприятие обычных пищевых продуктов. Сэндвич с ветчиной и сыром содержит хлеб, лук, помидоры, кресс-салат, сыр и ветчину. Низкие концентрации сахарозы в луке обнаруживаются рецепторами сладкого на языке, гетеродимерами TAS1R2 и TAS1R3.Глутамат в помидоре, воспринимаемый как острый вкус или вкус умами, воспринимается рецептором умами, который является гетеродимером TAS1R1 и TAS1R3. Горечь кресс-салата обусловлена ​​изотиоциантами (или структурно родственными соединениями) и определяется одним или несколькими рецепторами горечи (т. Е. TAS2R38). Изовалериановая кислота входит в состав сыра и придает ему характерный запах, который некоторые называют «потным». Это химическое вещество стимулирует по крайней мере один обонятельный рецептор OR11H7. Ветчина может содержать андростенон, который придает мясу запах кабана.Некоторые люди воспринимают этот запах как неприятный, а рецептор, связанный с этим соединением, — OR7D4. В этом примере люди с двумя положительными аллелями (+ / +) воспринимают соединение лучше, чем люди с двумя отрицательными аллелями (- / -). Человек 1 может почувствовать приятную сладость лука и умами в помидоре, но не почувствует горечи кресс-салата или неприятного запаха сыра или ветчины. Таким образом, Человек 1 любит бутерброд с ветчиной больше, чем Человек 2.

Но как различия в сенсорном опыте влияют на фактическое потребление пищи? Влияют ли эти индивидуальные различия в хемосенсорном опыте на выбор пищи, является слабым звеном в цепи причинно-следственной связи.Люди едят то, что им нравится, но едят они и по многим другим причинам. Простые объяснения связи между сенсорным восприятием и приемом пищи ошибочны: так же, как люди не выбирают искусство или музыку исключительно на основании того, насколько хорошо они слышат или видят, мы не выбираем еду исключительно на основе реакции языка или носа. Хотя генетические различия определяют то, что мы можем попробовать и обонять (и в какой концентрации), наш вкус в конечном итоге определяется нашим опытом, обучением и культурой в художественном смысле, а также нашими симпатиями и антипатиями к еде и напиткам.Однако восприятие — это первый шаг к симпатии: то, что нельзя воспринять, нельзя любить или отдавать предпочтение. Поэтому стоит продолжить эти вопросы.

Этот акцент на восприятии и вкусе особенно важен в сфере здоровья человека, потому что большинство обсуждаемых химических веществ, вызывающих горький вкус, имеют метаболические и поведенческие эффекты, и многие из них являются наркотиками (кофеин, алкоголь). Людей всегда призывают придерживаться диеты с более высоким содержанием растительной пищи, такой как овощи, но эти продукты многим кажутся горькими.Другой пример: новые лекарства, которые нужно давать в жидких формах, могут иметь слишком горький вкус. ¹⁷¹ И некоторые горькие или жалящие вещества концентрируются в растениях, чтобы помочь им отбиваться от насекомых, но они также щекочут наши вкусовые рецепторы. Таким образом, чтобы понять, что мы больше желаем одних продуктов питания, чем другие, а также избегаем соединений, которые, как мы знаем, должны потреблять, таких как лекарства или здоровые, но горькие овощи, мы должны учитывать свой генотип, который диктует нашу способность воспринимать их. соединения.

Благодарности

Майкл Г. Тордофф и Гэри К. Бошан прокомментировали более ранние версии главы. Обсуждения с Джули А. Меннелла, Чарльзом Дж. Высоцким, Йоханнесом Райзертом и Александром А. Бахмановым улучшили качество этой работы. Выражаем благодарность за редакционную помощь Патриции Дж. Уотсон. Мэри Леонард помогла с графической подготовкой. Эта работа частично финансировалась грантом Национального института здравоохранения DK56797.

Ссылки

Poisoning — Knowledge @ AMBOSS

Последнее обновление: 3 августа 2021 г.

Сводка

Отравление происходит, когда вещество, которое вдыхается, проглатывается или всасывается через кожу, оказывает вредное воздействие или даже вызывает смерть .Тип яда, принятое количество, размер и возраст человека — все это факторы, которые определяют, действительно ли вещество вредно. Вещества, которые обычно считаются безвредными, такие как вода и большинство витаминов, также могут быть вредными, если их принимать в избытке. В центре внимания этой статьи — отравления органофосфатами, цианидом, этиленгликолем и метанолом, моющими и чистящими средствами, грибами и растениями, а также углекислым газом. В Соединенных Штатах при подозрении на отравление следует немедленно связаться с отделением токсикологической службы (круглосуточно без выходных по телефону 1-800-222-1222), чтобы получить информацию от специалистов относительно лечения.Если ядовитое вещество неизвестно, история болезни пациента и клинические особенности могут помочь определить возбудителя, что важно для выбора надлежащего антидота (если таковой имеется).

Для получения дополнительной информации об отравлении из-за передозировки определенными лекарствами, металлами и пищевым отравлением см. Соответствующие статьи, например, передозировка бензодиазепином, отравление холинолитиками, опиоидная интоксикация, отравление бета-блокаторами, отравление салицилатом, отравление угарным газом и отравление металлами. .Информацию об интоксикации рекреационными наркотиками (например, кокаином, фенциклидином) см. В статье о расстройствах, связанных с употреблением психоактивных веществ.

Обзор

Таблица препаратов / ядов и их специфических антидотов / управление

Активированный уголь эффективно связывает парацетамол, аспирин и трициклические антидепрессанты. Он неэффективен при лечении токсичных тяжелых металлов (например, ртути, свинца), цианида, лития, кислот, оснований и токсичных спиртов, таких как метанол.

Если требуется дополнительная помощь специалиста: позвоните в службу Poison Control, доступную круглосуточно по телефону 1-800-222-1222 в США.

Фосфатыорганические

• Примеры: фосфорорганические инсектициды (паратион или E605), нервно-паралитические вещества (зарин).
• Краткое описание: фосфорорганическое соединение и необратимый ингибитор ацетилхолинэстеразы.
• Источники воздействия: в основном используются в качестве инсектицидов, гербицидов и нервно-паралитических агентов.
• Патофизиология
• Клинические особенности
  • Острый холинергический криз и паралич
    • Паратион имеет запах чеснока или бензина
    • Зарин без запаха и вкуса
    • Паратион может вызывать слюну и слизистые оболочки синего цвета
    • Сердечно-сосудистые симптомы: брадикардия, гипотензия.
    • Желудочно-кишечные симптомы: диарея, рвота, боли в животе.
    • Неконтролируемое мочеиспускание
    • ↑ Потоотделение, ↑ слюноотделение
    • Респираторные симптомы: бронхоспазм, бронхорея.
    • Симптомы, связанные с ЦНС: вялость, судороги, тремор, возможно, кома.
    • Со стороны скелетно-мышечной системы: фасцикуляции; , слабость; , спазмы, паралич → периферическая нервно-мышечная дыхательная недостаточность
    • Глазные симптомы: миоз, слезотечение.
  • Хроническое воздействие низких доз: хроническое нервно-психическое расстройство, вызванное органофосфатом, характеризующееся утомляемостью, депрессией, нарушением памяти, экстрапирамидными симптомами, периферической невропатией и вегетативной дисфункцией.
• Управление

Всегда используйте средства индивидуальной защиты (напр.(например, неопреновые перчатки, халат, маска с угольным картриджем) при обеззараживании пациентов. Снимите загрязненную одежду и промойте загрязненную кожу.

Наибольшую опасность при отравлении фосфорорганическими соединениями представляет дыхательная недостаточность.

Аббревиатура «DUMBBELLSS» перечисляет клинические признаки отравления фосфорорганическими соединениями → D = диарея, U = мочеиспускание, M = миоз, B = бронхоспазм / брадикардия, E = рвота, L = слезотечение / летаргия, S = потоотделение / слюноотделение

Цианиды

• Примеры: CN-, HCN, KCN
• . Краткое описание: химическое соединение, содержащее цианогруппу (газ, жидкость или твердое вещество).
• Источники воздействия
  • Возгорание: при горении цианид выделяется различными веществами (например,г., пластик, обивка, резина).
  • Длительное лечение нитропруссидом натрия или высокие дозы, особенно у лиц с хронической почечной недостаточностью ^[5]
  • Промышленность: металлургия, производство азотсодержащих материалов и изделий; (пластмассы и шерсть), гальваника
  • Пища, содержащая цианид или амигдалин (например, маниока, семена абрикоса, горький миндаль)
• Патофизиология:
• Клинические признаки
  • Начало симптомов
    • 15–60 минут после перорального приема
    • Через несколько секунд после вдыхания
  • Дыхание пахнет горьким миндалем
  • Неврологические симптомы: спутанность сознания, возбуждение, головокружение, головная боль, судороги, кома.
  • Со стороны желудочно-кишечного тракта: тошнота, рвота, дискомфорт.
  • Сердечные симптомы: боль в груди, сердечная аритмия.
  • Легочные симптомы: одышка; тахипноэ, отек легких, дыхательная недостаточность
  • Ярко-красное кровотечение слизистых оболочек
  • Промывание кожи
  • Некрозы во рту и пищеводе
  • Ярко-красные вены сетчатки при осмотре глазного дна
  • При вскрытии виден ярко-красный трупный окрас (вишнево-красная кожа)
  • Анализы крови: метаболический ацидоз с высоким анионным разрывом, ↑ молочная кислота
• Диагностика
• Управление
  • Обеззараживание пациента (e.г., снять одежду, вымыть кожу)
  • Введение 100% кислорода независимо от показаний насыщения
  • Поддерживающая терапия
  • Антидот

Индукция метгемоглобинемии (например, амилнитритом или нитритом натрия) противопоказана пациентам с ингаляционным повреждением, если не исключена сопутствующая токсичность окиси углерода из-за риска ухудшения тканевой гипоксии.

Рассмотрите возможность отравления цианидом у пациента с хронической почечной недостаточностью, который совсем недавно прошел курс лечения по поводу гипертонической болезни и теперь имеет измененное психическое состояние и лактоацидоз.

Пациенты с травмой от вдыхания дыма должны лечиться эмпирически на предмет токсичности цианида.

Этиленгликоль, метанол и изопропиловый спирт

Этиленгликоль

• Краткое описание
  • Спирт со сладким вкусом, который в основном используется в радиаторах для повышения температуры кипения и понижения точки замерзания.
• Источники воздействия
  • Попадание внутрь организма в качестве заменителя этанола лицами с расстройством, вызванным употреблением алкоголя
  • Попытки членовредительства
  • Случайное проглатывание
• Характеристики

Метанол

• Источники воздействия
  • Виды топлива (легковоспламеняющиеся)
  • Попадание внутрь организма в качестве заменителя этанола лицами с расстройством, вызванным употреблением алкоголя
  • Неправильная перегонка спиртных напитков
  • Попытки членовредительства
  • Случайное проглатывание
• Эффекты
• Характеристики

Изопропиловый спирт

Всегда учитывайте одновременное отравление более чем одним веществом и соответствующим образом корректируйте план управления.

Средства для стирки и чистки

Моющие средства

• Краткое описание: поверхностно-активные вещества, используемые в качестве чистящих средств (например, средства для стирки или мытья посуды)
• Клинические особенности
• Менеджмент

Каустические агенты

• Краткое описание: сильные кислоты или щелочи, используемые в качестве чистящих средств (например, гидроксид калия, гидроксид натрия), средства для очистки канализации / унитаза или средства для удаления ржавчины (например, фтористый водород, хлорид цинка)
• Клинические особенности
• Управление
  • Прием пищи
    • Безопасные дыхательные пути, оксигенация, мониторинг, жидкостная реанимация
    • Удаление загрязненной одежды
    • Эндоскопия в первые 12–24 часа для оценки степени тяжести травмы.
  • Воздействие на глаза: орошение глаз местными анестетиками
  • Воздействие на кожу
    • Немедленно промыть пораженный участок большим количеством воды.
    • Некротическая ткань должна быть удалена, пузыри очищены, а подлежащая ткань покрыта стерильной повязкой.
    • Антибактериальный крем для предотвращения вторичной инфекции. ^[9]
• Осложнения: (проглатывание): непроходимость выходного отверстия желудка, перфорация пищевода, стриктуры пищевода, рак пищевода.

Не вызывайте рвоту, так как это может вызвать дальнейшее повреждение пищевода. Не пытайтесь нейтрализовать щелочь слабой кислотой, так как это может привести к рвоте или локальному выделению тепла.

Грибы и растения

• Краткое описание: токсичные грибы, содержащие фаллоидин и α-аманитин.
• Патофизиология
• Клинические признаки
  • Через 6–24 часов: желудочно-кишечные симптомы (диарея, рвота, спазмы в животе), которые проходят через 24–36 часов после приема внутрь
  • Через 2–4 дня: почечная и печеночная недостаточность
    • Проглатывание одной крышки может привести к летальному исходу.
• Менеджмент
  • Поддерживающая терапия
  • Обеззараживание желудка в течение первого часа после приема внутрь, если у пациента еще не было рвоты (например,g., вызванная лекарствами рвота, промывание желудка и отсасывание)
  • Противоядие
  • Пересадка печени в тяжелых случаях

Atropa belladonna (белладонна, паслен смертоносный)

• Краткое описание: растение с ядовитыми ягодами и листьями, содержащее атропин (тропановый алкалоид).
• Патофизиология: конкурентный ингибитор мускариновых рецепторов ацетилхолина (парасимпатическая нервная система).
• Клинические особенности
  • Антихолинергический синдром (e.г., сухая, красная кожа; ангидроз, лихорадка, мидриаз, тахикардия, делирий)
  • Галлюцинации, кома, судороги
  • Задержка мочи, отсутствие звуков кишечника
  • Потенциально фатальный холинергический криз (например, судороги, дыхательная недостаточность, асистолия)
• Управление

Особенности антихолинергического синдрома можно вспомнить с помощью «Слепой, как летучая мышь (циклоплегия и мидриаз), безумный как шляпник (бред и галлюцинации), красный как свекла (расширение кожных сосудов), горячий как ад (гипертермия), сухой». как кость (ангидроз и ксерофтальмия), кишечник и мочевой пузырь теряют свой тонус (задержка мочи и отсутствие звуков кишечника), а сердце работает в одиночку (тахикардия).”

Отравление углекислым газом

• Свойства: газ без цвета, без запаха
• Источники воздействия: увеличение производства в процессе ферментации, например, в зернохранилищах, колодцах, выгребных ямах
• Клинические особенности
• Управление ^[11]

Другое

Проглатывание сигарет (никотин)

• Воздействие: случайное проглатывание (обычно у малышей)
• Клинические особенности
• Лечение: активированный уголь до 60 минут после приема внутрь.

Отравление кофе вашего любовника.Или чай. Или смузи. Или …

В конце прошлой недели врачу онкологического центра доктора медицины Андерсона в Хьюстоне было предъявлено обвинение в отравлении «коллеги». Да, он был профессиональным коллегой, но, как сообщается, он и обвиняемый отравитель, доктор Анна Мария Гонсалес-Ангуло, также были любовниками, что говорит о том, что за кулисами Андерсона дела обстоят намного интереснее, чем многие из нас предполагали.

Как рассказывалась история, Гонсалес-Ангуло пригласила ее, ммм, коллегу, доктора Джорджа Блюменчейна на чашку кофе.Он выразил некоторое удивление, когда она подала ему сладкое, поскольку он был любителем черного кофе. Она заверила его, что это всего лишь искусственный подсластитель, и настаивала на второй чашке. Он услужливо сбил их обоих. Через несколько часов он почувствовал себя плохо, через шестнадцать часов он был в отделении неотложной помощи. Он был вялым, спотыкался, нечетко произносил слова и — это будет обнаружено — скатился к почечной недостаточности. Его лечение в конечном итоге потребовало диализа.

Если вы занимаетесь токсикологией (подайте руку сюда), в приведенном выше описании событий есть два явных отступления.Один из них — сладость кофе. Во-вторых, характерное поражение почек. И действительно, доктор Гонсалес-Ангуло был обвинен в нападении при отягчающих обстоятельствах с применением знаменитого сладкого, особенно опасного для почек яда, этиленгликоля. Она отрицала эти обвинения, и, как уже отмечалось, мотивов неизвестно, так что давайте ожидать еще нескольких поворотов.

И это нормально, потому что я хочу здесь исследовать сам яд — или, скорее, у яда гораздо более длинная и запутанная история. Большая часть освещения имела тенденцию подчеркивать тот факт, что это соединение легко доступно для подозреваемого врача, потому что оно является растворителем, используемым в медицинских исследованиях и обычно хранящимся в таких местах, как M.Д. Андерсон. Но это гораздо более доступно, чем это. Поскольку он имеет очень низкую температуру замерзания, он более известен как основное соединение во многих формулах коммерческих охлаждающих жидкостей и антифризов.

В химическом отношении в этом нет ничего особенно сложного — аккуратно организованная связка углерода, водорода и кислорода (C ₂ H ₆ O ₂ ), открытая французским ученым в середине 19 века. Постепенно пришло осознание того, что это довольно ядовитая химическая связка; в 20-х годах прошлого века врачи рассматривали возможность его использования в качестве растворителя для лекарств, вводимых пациентам.Это, очевидно, длилось недолго, как вы увидите из статьи 1931 года о его токсичных свойствах (платный доступ). И вы можете проследить растущее уважение к этому соединению в следующих статьях; по этой оценке, в 1960 году он вызывал 40-60 смертей в год, в том числе около 20 смертей в год (и тысячи случайных контактов) в конце 1990-х годов.

Так что же делает его таким опасным? Как и этанол (основной алкоголь в крепких спиртных напитках), он умеренно нейротоксичен — невнятные и запинающиеся симптомы, показанные отравленным врачом в Техасе, являются классическими признаками отравления этиленгликолем.Но главная опасность исходит не столько от такого прямого воздействия, сколько от того, как мы его усваиваем. Когда ферменты расщепляют его, каскадная химическая реакция создает прилив щавелевой кислоты в кровотоке. Кислота соединяется с кальцием с образованием кристаллов оксалата кальция. Эти кристаллы с острыми краями в форме конверта наносят вред ряду органов, но они, как правило, концентрируются в почках, где аккуратно разделяют клетки. Другими словами, неудивительно, что после проглатывания двух чашек кофе с добавлением этиленгликоля M.Доктору Д. Андерсона потребовался диализ.

Ядра абрикоса (горькие и сладкие) | FAQ

В. Безопасно ли есть ядра абрикоса?
FSAI не рекомендует есть ядра абрикоса из-за риска отравления цианидом. Этот совет касается сырых, необработанных ядер абрикоса и их порошкообразных форм.

Если вы все же решите съесть их, вы не должны съедать более 0,37 г на взрослого в день, что эквивалентно 1-2 маленьким зернышкам.Употребление в пищу большего количества, чем это количество, может вызвать серьезный риск для здоровья. Детям нельзя есть ядра абрикоса.

В. На чем основан этот совет?
Наши рекомендации основаны на недавнем научном заключении Европейского агентства по безопасности пищевых продуктов (EFSA). Для получения дополнительной информации см. Пресс-релиз EFSA.

Q В чем проблема?
Ядра абрикоса содержат растительный токсин амигдалин, который после еды превращается в цианид. Отравление цианидом может вызвать тошноту, лихорадку, головные боли, бессонницу, жажду, вялость, нервозность, боли в суставах и мышцах, а также падение артериального давления.В крайнем случае — смертельный исход.

В. Что такое ядра абрикоса?
Ядро абрикоса — это семя из косточки абрикоса. Его получают путем взлома и удаления твердой каменной оболочки.

Эти ядра могут быть горькими или сладкими и, как известно, содержат разное количество амигдалина. Поскольку нет четкого различия между содержанием амигдалина в горьких и сладких сортах, этот совет по потреблению касается как горьких, так и сладких ядер абрикоса.

Q.Безопасно ли есть фрукты абрикоса?
Да, употребление в пищу плодов абрикоса не представляет опасности для здоровья потребителей, поскольку ядро, находящееся внутри косточки абрикоса, не контактирует с плодом абрикоса.

В. Существуют ли ограничения на продажу ядер абрикоса?
Да. Согласно Регламенту Комиссии (ЕС) № 2017/1237, ядра абрикоса (необработанные целые, измельченные, измельченные, расколотые или измельченные) не должны содержать более 20 мг / кг синильной кислоты. Кроме того, как правило, участники хозяйственной деятельности в сфере пищевых продуктов не должны размещать на рынке небезопасные продукты питания и должны предоставлять потребителю соответствующие инструкции по применению на этикетке продукта питания.

В. А как насчет маркировки?
FSAI рекомендует маркировать ядра абрикоса, чтобы информировать потребителей о том, что взрослым следует съедать не более 1-2 небольших ядер в день из-за риска отравления цианидом. На этикетке также должна быть указана информация о том, что ядра абрикоса не подходят для детей.

Никакие пищевые продукты не могут быть заявлены в отношении лекарств. Ядра абрикоса ошибочно рекламировались как обладающие противораковым действием. Это привело к тому, что некоторые люди отравились цианидом после употребления более двух ядер в день.

В. А как насчет горького миндаля?
Хотя исследование EFSA не рассматривало конкретно горький миндаль, исследования показали, что уровень амигдалина в сырых горьких миндалях аналогичен уровню ядер абрикоса. Поэтому FSAI не рекомендует есть горький миндаль из-за риска отравления цианидом.

В. Я ел косточки абрикоса или горький миндаль и плохо себя чувствую. Что я должен делать?
Если вы съели косточки абрикоса или горького миндаля и чувствуете себя плохо, вам следует как можно скорее обратиться за медицинской помощью.

Последнее обновление: 11.09.2017

Toxic Tales Article, Poison Information, Toxicology Facts — National Geographic

Плохие вещи приходят в маленьких упаковках. 14 августа 1996 года Карен Веттерхан, токсиколог и профессор химии Дартмутского колледжа, пролила каплю, крошечное пятнышко диметилртути, на свою левую руку. Веттерхан, высокий, худой, энергичный, был знатоком того, как токсичные металлы вызывают рак, проникая через клеточные мембраны. Когда она пролила ядовитую каплю в своей лаборатории, она ничего об этом не подумала; на ней были латексные перчатки.То, чего она не знала, убило ее.

Диметилртуть была достаточно летучей, чтобы проникать через перчатку. Пять месяцев спустя Веттерхан начал натыкаться на двери и невнятно говорить. После трех недель в больнице она впала в кому.

«Я ходил к ней, но это была не та кома, которую я ожидал», — вспоминала Дайан Стернс, одна из ее аспирантов, теперь сама профессор химии. «Она металась. Ее муж видел, как по ее лицу катились слезы. Я спросила, не болит ли она.Врачи сказали, что ее мозг не мог даже регистрировать боль ».

Карен Веттерхан умерла пятью месяцами позже. Ей было 48 лет, она была женой и матерью двоих детей. Ртуть поглотила клетки ее мозга,« как термиты поедают термиты. — сказал один из ее докторов. — Как мог такой блестящий, дотошный токсиколог мирового уровня прийти к такому концу?

Яд — невидимый убийца, эффективный в незначительных количествах, часто не обнаруживаемый.Это предательство в бокале вина, наполненного мышьяком. Роковое влечение: ядовитое яблоко Белоснежки, смертоносное искусство укротителя змей, японская рулетка, которую практикуют те, кто ест фугу. Без яда супергерои из комиксов и злодеи в пьесах и фильмах были бы значительно скучнее. Человек-паук существует благодаря укусу радиоактивного паука. Рост черепашек-ниндзя можно проследить по их падению (как домашние черепахи) в канализацию вместе с контейнером с токсичными материалами.Лаэрт использовал меч, пропитанный ядом, чтобы убить Гамлета, а мерзкая мать Клода Рейнса продолжала тайком подмешивать яд в напитки Ингрид Бергман в триллере Хичкока «Пресловутый».

Можно сказать, что токсиколог изучает вещества, которые приводят к смерти. Но токсикология — это тоже жизнь. Что может убить, может вылечить. Как сказал Парацельс, немецко-швейцарский врач и алхимик 16-го века: «Все вещества являются ядами; нет ни одного, которое не было бы ядом. Правильная доза различает яд и лекарство.«Яд в дозе. Токсикология и фармакология переплетены, неразделимы, двойственность Джекилла-Хайда. Змея, обвившаяся вокруг посоха, символизирует Асклепия, греческого бога медицины.

Рассмотрим мышьяк, яд королей и король ядов. Мышьяк задействует определенные пути в наших клетках, связывается с белками и создает молекулярный хаос. Небольшие количества, принятые в течение длительного периода времени, вызывают слабость, спутанность сознания, паралич. Принимайте сразу менее одной десятой унции (2,83 грамма) и классические признаки острого отравления мышьяком наступают: тошнота, рвота, диарея, пониженное давление, затем смерть.

Поскольку мышьяк не имеет цвета, вкуса и запаха, он был предпочтительным ядом для семьи Борджиа, итальянской семьи эпохи Возрождения, умелой искусно убивать, а также для Иеронимы Спары, римского предпринимателя 17-го века, которая руководила школой, в которой преподавали состоятельные молодые жены, как разлучить своих мужей и стать богатыми молодыми вдовами. Мышьяк, poudre de преемственности, порошок преемственности, помог амбициозным князьям занять троны. При кормлении кормилицей в небольших количествах яд мог попасть в грудное молоко и убить соперников-младенцев.

От смерти к жизни: В V веке до нашей эры Гиппократ использовал мышьяк для лечения язв. Он стал ингредиентом раствора Фаулера, созданного в 1786 году и использовавшегося более 150 лет для лечения всего, от астмы до рака. В 1910 году соединение мышьяка стало первым эффективным средством от сифилиса (позже его заменил пенициллин). Производные мышьяка до сих пор используются для лечения африканской сонной болезни. В 1890 году Уильям Осиер, основатель современного медицинского образования, объявил мышьяк лучшим лекарством от лейкемии, и сегодня он остается эффективным химиотерапевтическим средством при острых формах болезни.

Так мышьяк — это яд или лекарство?

«И то и другое», — говорит Джошуа Гамильтон, профессор токсикологии и фармакологии из Дартмута. «Это зависит от того, разговариваете ли вы с Борджиа или с врачом?»

Нас окружают яды. Проблемы могут возникнуть не только из-за такого вредного вещества, как мышьяк, но и из-за чего угодно. Слишком много витамина А, гипервитаминоз А, может вызвать повреждение печени. Слишком много витамина D может повредить почки. Слишком много воды может привести к гипонатриемии, снижению содержания соли в крови, что нарушает работу мозга, сердца и мышц.

Даже у кислорода есть зловещая сторона. «Кислород — это главный токсин», — говорит Майкл Труш, токсиколог из школы общественного здравоохранения Bloomberg Джонса Хопкинса. Кислород соединяется с пищей для производства энергии, но наши тела также производят кислородные радикалы — атомы с дополнительным электроном, которые повреждают биомолекулы, ДНК, белки и липиды. «Мы все время окисляемся», — говорит Труш. «Биохимическая цена дыхания — старение». То есть мы ржавеем.

Как будто повседневных ядов недостаточно, чтобы переживать, существуют более экзотические опасности природы.Там джунгли. Есть 1200 видов ядовитых морских организмов, 700 ядовитых рыб, 400 ядовитых змей, 60 клещей, 75 скорпионов, 200 пауков, 750 ядов более чем 1000 видов растений и несколько птиц, чьи перья токсичны при прикосновении или проглатывании.

Учитывая измену мира, почему больше из нас не умирает от отравления? Потому что наши тела созданы, чтобы защищать нас как от природных, так и от искусственных токсинов. Первая линия защиты, кожа, сделана из кератина — такого водонепроницаемого, прочного и плотно сплетенного, что только самые маленькие и самые жирорастворимые молекулы могут пройти.Наши чувства предупреждают нас о вредных веществах; если они терпят неудачу, в качестве подстраховки возникает рвота. Наконец, есть печень, которая превращает жирорастворимые яды в водорастворимые отходы, которые можно вымыть через почки. Баланс смещается в сторону токсичности только тогда, когда мы переступаем порог дозировки.

Майк Галло, токсиколог, знает принцип порога изнутри. Буквально. Галло, гипер-кофеиновая личность, закутанная в жилистую рамку, является заместителем директора Института рака Нью-Джерси в Нью-Брансуике.В феврале 2004 года, когда ему было 64 года, ему диагностировали неходжкинскую лимфому. Две недели спустя он стал токсикологом и пациентом онкологического института. Его онколог посадил его на четырехмесячную внутривенную диету с токсинами, также известную как химиотерапия, и он начал лечение в клинике, находящейся в четырех этажах ниже своего офиса.

В состав его коктейля входили цитоксан, адриамицин, винкристин, преднизон и ретуксан — достаточно токсичные, чтобы вызывать побочные эффекты, начиная от рвоты, диареи и потери веса, до поражения печени, сердца и мочевого пузыря, до смерти от обширной инфекции, вызванной подавленной иммунной системе.Кроме того, как весело скажет вам Галло, «почти все лекарства от рака сами по себе канцерогены».

С другой стороны, он говорит: «В тот момент, когда мне воткнули иглу в вену, я почувствовал облегчение. Я подумал:« У них сукин сын ».

Галло повезло. Его пышная копна рыжих волос выпала, и он принял инопланетный вид химиотерапевта. Но не считая усталости и типичного падения количества кровяных телец, он продолжал лечиться.

«У меня все было хорошо, — говорит он, — но в комнате рядом со мной находится тот же человек, того же возраста, того же телосложения, и ему вышибают всю начинку.Почему? Мои ферменты, метаболизирующие наркотики, должны немного отличаться от его. » «Токсикология дает вам возможность понять биологию», — говорит он.

Токсикология также спасла ему жизнь. Спустя шесть месяцев и тысячи миллиграммов токсичных лекарств, доктор Галло дал ему все ясно.Лимфома в стадии ремиссии.

История двух токсикологов заканчивается трагически для одного и счастливо для другого. Карен Веттерхан погибла от яда. Этому Майкл Галло обязан своей жизнью. «Я увернулся от смертельной пули благодаря серии удачно расположенных пуль», — говорит Галло. «Я мог бы быть мертвым человеком. Слава Богу за токсичность».

Загадочная история Наполеона Б.

Это игра в разгадку и исторический детектив — все в одном. Пострадавший, Наполеон Бонапарт, скончался 5 мая 1821 года на улице Св.Хелена в изгнании после поражения при Ватерлоо. Вскрытие, проведенное на следующее утро, показало перфорацию желудка из-за язвы, возможно, злокачественной. Настоящая причина смерти? С тех пор спорят. Некоторые теории:

Политическое убийство

Убит от отравления мышьяком, по словам Бена Вейдера, основателя Международного наполеоновского общества и главы огромной канадской империи бодибилдинга. Вейдер неустанно искал причину смерти Наполеона более четырех десятилетий и вложил в поиски немалые ресурсы.По его мнению, Наполеон был отравлен британцами и французскими роялистами, которые хотели убрать его с дороги раз и навсегда. В качестве центральной части своей гипотезы Вейдер предлагает анализ волос, сделанный Паскалем Кинцем, французским лексикологом из Института правовой медицины Страсбурга. Кинц подвергал образцы волос Наполеона сложной методике, известной как масс-спектрометрия наносвторичных ионов, которая подтвердила длительное присутствие мышьяка. Кинц отказывается говорить, как и почему там оказался мышьяк, но Вейдер убежден, что «отравление Наполеона было спланированным и преднамеренным».Все остальное — чушь ».

Отравление окружающей средой

Отравленный своими обоями, предполагает Дэвид Джонс, иммунолог из Университета Ньюкасла в Англии. Обои в Лонгвуд-Хаусе, где Наполеон прожил свои последние годы, были окрашены в зеленый цвет Шееле, соединение мышьяка, называемое арсенидом меди. При атаке определенных плесневых грибов, которые, возможно, присутствуют во влажной среде острова Св. Елены, мышьяк выбрасывается в воздух. В конце 1950-х годов Клэр Бут Люс, американскому послу в Италии, был поставлен диагноз: отравление мышьяком, вызванное осколками краски, падающими с лепных роз на потолке ее спальни.

Злоупотребление служебным положением

Убит врачами, — говорит Стивен Карч, кардиолог из Беркли, Калифорния. Врачи Наполеона прописали ему большие дозы слабительных, включая рвотное средство, а за день до его смерти — огромную дозу хлорида ртути, называемого каломелем. По словам Карча, лекарства привели к полному расстройству электролитов Наполеона, нарушив его сердцебиение и вызвав остановку сердца. С точки зрения патолога, непосредственной причиной смерти Наполеона была сердечная аритмия, вызванная халатностью врачей и усугубленная хроническим воздействием мышьяка.

Болезнь

Рак и язвы, обнаруженные при вскрытии, — говорит Жан Тулар, выдающийся во Франции историк о Наполеоне. Туларда по-прежнему не убедил анализ волос Кинца. По его оценке, происхождение волос; принадлежал ли он действительно Наполеону или нет — это одна из многих проблем, стоящих на пути окончательного доказательства. «Образцов волос Наполеона больше, чем реликвий Креста», — усмехается он. Прежде всего, Тулард отвергает теорию отравления на том основании, что никто еще не нашел ничего, что связывало бы Хадсона Лоу, британского генерал-губернатора Св.Хелена — или кто-то еще — в любом заговоре против жизни Наполеона. «Фальшивая дискуссия, — говорит он, — даже если важно знать, как он умер».

Месть

«Это сделал один из моих предков», — говорит Франсуа де Канде Монтолон с чувством гордости. («Я аристократ. Аристократы не любят революции, а Наполеон совершил революцию».)

Прапрапрапрадед Канде-Монтолона, граф Монтолон, находился с Наполеоном на улице Св.Елена. Наполеон закрутил роман с графской женой и у него родился ребенок. Граф, как известно, отвечал за винный погреб Наполеона и за еду. Мог ли он из мести отравить вино?

Нет заключения …

«Все правы, и никто не прав», — говорит Пол Форнес, судебно-медицинский патологоанатом из больницы Жоржа Помпиду в Париже. Форнес изучил отчет о вскрытии трупа 1821 года и другие исторические записи и заключает: «Наполеон, возможно, умер от рака, но не от рака.«Точно так же он говорит, что, хотя анализ волос указывает на присутствие мышьяка, никто не может сказать, был ли ему преднамеренно введен мышьяк (или он убил его). По мнению Форнеса, обвинение в убийстве путем отравления никогда не будет рассматриваться в суде.

Верьте во что хотите. «Мы оставили позади мир истории и науки, — говорит Жан-Франсуа Лемер, врач и французский историк, презирая цирк (пресс-конференции! газетные статьи!), окружающий дебаты». Мы сейчас в мире развлечений.«Или, возможно, как сказали бы французы, это случай couper les cheveux en quatre — расщепление волос.

Один неверный ход — и ты змеиный кусочек! герпетолог Брюс Минс находит свою любимую ядовитую рептилию. *

Он знает лучше, но пытается поймать гремучую палку …

Защищаясь, змея атакует!

Это всего лишь укол в палец, но Брюс знает яд начнет работать в считанные секунды.

Ткани разрушаются как ферменты при атаке яда.

Пока токсины сеют хаос, Брюс ползет в поисках помощи, пока не стало слишком поздно.

Кровь и другие жидкости начинают просачиваться в его ткани. Его кровь теряет способность свертываться. Он умрет?

Он сделал это.

Брюзу удалось добраться до больницы — и он выжил, но восточная алмазная задняя часть все еще требует случайной жизни. Сила яда варьируется в зависимости от возраста змеи, времени последнего приема пищи, времени суток, когда происходит удар, глубины проникновения клыков и количества введенного яда.

Наихудший сценарий

Нарушение кровообращения, шок, массивный некроз тканей, а также внутреннее и внешнее образование мочевого пузыря приводят к смерти. Ключевым моментом является медицинская помощь, но некоторые слишком долго ждут, прежде чем обратиться за лечением. Другие, часто дети, просто недостаточно сильны, чтобы противостоять смертельному эффекту яда.

Концерт in b для ботокса и фортепиано

«Я потерялся», — говорит Леон Флейшер, и 40 лет спустя вы все еще чувствуете удушающее отчаяние. Один из ведущих концертных пианистов мира, Флейшер рассказывал о событиях 1965 года, когда столь тщательно взращенная карьера (его первый публичный концерт в 8 лет; выступление с Нью-Йоркским филармоническим оркестром в Карнеги-холле в 16 лет) неожиданно закончилась.

Флейшер, человек с духом, столь же обширным, как симфония Бетховена, сидит в музыкальной комнате своего дома в Балтиморе. Twin Steinway собираются вместе; на одном — фотографии молодого долговязого Леонарда Бернстайна и Джорджа Сзелла, легендарного маэстро Кливлендского оркестра («выглядящего как всегда холодно», — отмечает Флейшер). Разговор заходит в тот день, когда Селл репетировал Флейшера и оркестр в финальной подготовке к турне по Советскому Союзу в Кливлендском зале «Северанс».«Это был разгар холодной войны. Мы собирались показать русским, что такое музыка», — вспоминает Флейшер. «Я заметил, что четвертый и пятый пальцы моей правой руки непроизвольно скручиваются. Я подумал:« Вау, мне лучше работать усерднее. Я сделал. Стало хуже. Джордж тоже заметил ».

Когда репетиция закончилась, Зелл позвал Флейшера в свой кабинет. «Не думаю, что вам стоит ехать в турне», — сказал он. Вот и все. Флейшеру было 37 лет. Его жизнь испарилась.

Были врачи: ортопеды, неврологи, ручной хирург, психиатры.Были уколы, рентген, лекарства, иглоукалывание, ароматерапия. Все провалилось. Все бесполезно. «Как будто мою руку захватили инопланетяне», — говорит он. «Это не было под моим контролем».

Карьера разрушена. Брак распался. Даже мысли о самоубийстве.

«Наконец-то я понял, что моя связь с музыкой сильнее, чем когда я играю на двуручном пианино. Я начал дирижировать, играть на левой руке и преподавать в консерватории Пибоди». И все же боль из-за недостающей части его жизни продолжалась.«Я учил и проводил, и каждый чертов день проверял эту руку». Он поднимает обидевшую руку и демонстрирует, как пальцы скручиваются, как когти.

Следует отметить, что в 1981 году была небольшая передышка, когда состояние, казалось, улучшилось. Флейшер выступал на открытии Meyerhoff Hall в Балтиморе. «Мне удалось пройти, — вспоминает он, — но с трудом. После этого я сломался за кулисами. Взрослый мужчина плакал…»

Спустя десятилетия диагноз поставили. Флейшер страдал от очаговой дистонии — перебоев в работе мозга, из-за которых мышцы сокращались в ненормальное, а иногда и болезненное положение.Расстройство часто поражает тех, кто зависит от мелкой моторики: музыкантов, писателей, хирургов. Наконец облегчение казалось возможным. Его направили на клиническое испытание в Национальные институты здоровья, где тестировали ботулотоксин как средство от сокращений, выводящих из строя.

Ботулинический токсин производится из бактерии Clostridium botulinum, одного из самых ядовитых веществ из известных. Грамм ботулинического токсина, если его рассредоточить и проглотить, может убить 20 миллионов человек. Токсин производит белок, который блокирует высвобождение ацетилхолина, передатчика, который заставляет мышцу сокращаться.В чрезвычайно разбавленной форме яд, содержащийся в лекарстве Ботокс, оказался эффективным и безопасным в медицинских целях, начиная от разглаживания морщин и заканчивая облегчением мигрени, лекарством от косоглазия и лечением спастических сокращений множественных мышц. склероз и церебральный паралич.

Ботулинический токсин облегчает симптомы, но не излечивает заболевание, поэтому Флейшеру делают инъекцию примерно каждые шесть месяцев. Но шестимесячное чудо — не меньшее чудо.

«У меня было восемь, может, девять жизней», — говорит Флейшер.У каждого есть повод для радости, но, может быть, больше всего у девятого. Он снова выступает и гастролирует, а недавно выпустил свою первую двуручную запись за 40 лет.

Артур Шнабель, наставник Флейшера, учителем которого был сам Бетховен, однажды сказал, что жизнь — это превосходство. «Единственное, что растет внизу, — это картошка», — сказал он своему протеже. Бьет дирижер. Поднимается артист балета. Мы растем и растем. «Играйте наверх», — призывает своих учеников Флейшер.

Спустя 40 лет жизнь Флейшера тоже пошла вверх.

Назовите свой яд

Рожь, зараженная спорыньей, ядовитым грибком, на протяжении всей истории вызвала разрушительные эпидемии. Симптомы включают тремор и галлюцинации; Истерия тех, кого обвиняли в колдовстве в 17 веке, могла быть отравлением спорыньей.

Шпионам иногда выдавали смертельные таблетки, спрятанные в предметах, например, в очках, чтобы использовать их в случае захвата. «КГБ хватало шпионов за горло, чтобы они не могли проглотить», — говорит Питер Эрнест из Международного музея шпионов в Вашингтоне, округ Колумбия.C.

Попкорн-кот отравил нескольких детей Новой Англии в 1955 году, когда уровни оранжевого пищевого красителя достигли токсичного уровня из-за плохого производственного контроля. Пострадавшие выздоровели, а производитель отозвал других кошек.

Национальный институт рака оценивает токсины морских животных на предмет потенциальных противораковых препаратов. Животные без брони и с ограниченной подвижностью полагаются на яд для защиты. Ученый NCI Дэвид Ньюман называет это «химической войной с животными».

Георгий Марков, болгарский диссидент, был убит в Лондоне в 1978 году, когда к нему подошел мужчина и ударил его зонтом, модифицированным для выстрела гранулы с рицином, смертельным токсином.Эта копия вырезана, чтобы показать ударно-спусковой механизм.

В 1971 году мужчина в Бедфорде, штат Нью-Йорк, умер от отравления ботулином после того, как съел вишисуаз, произведенный компанией Bon Vivant. Было отозвано более миллиона банок, возможно, недо- обработанного супа. Компания подала заявление о банкротстве.

Лакомство, за которое можно умереть

Познакомьтесь с фугу, также известным как Takifugu rubripes, рыбой с толстогубым бандитским лицом чикагского гангстера. Фугу, или рыба-фугу, как ее обычно называют, является деликатесом в Японии.Это также может быть смертельно опасным. Те, кто ест печень, яичники, гонады, кишечник или кожу, проглатывают тетродотоксин, мощный нейротоксин, который блокирует поток ионов натрия в нервные клетки и останавливает мертвые нервные импульсы. Они рискуют постигнуть судьбу известного актера Кабуки Мицугоро Бандо, который в 1975 году провел ночь, наслаждаясь печенью фугу, потому что наслаждался приятным покалыванием, которое она вызывала на его языке и губах. За покалыванием последовал паралич рук и ног, затрудненное дыхание, а через восемь часов — смерть.Нет известного противоядия.

К счастью, в наши дни изготовление шеф-повара фугу находится под тщательно контролируемым и лицензированным предприятием. Начинающие повара, которые проводят дни на кухне, снимая шкуру и сбривая фугу на тонкие ломтики для сашими (по 500 долларов за тарелку), должны сдать экзамен: 20 минут, чтобы разрезать рыбу на съедобные и несъедобные части, промаркировать части пластиком. бирки (красный — токсичный, черный — съедобный) и приготовьте хитроумную композицию. Из 900 претендентов, сдавших прошлогодний экзамен, сдали 63 процента.

Источник яда фугу является предметом споров. Тамао Ногути, исследователь из Университета Нагасаки, считает, что секрет кроется в диете фугу. Он объясняет, что рыба фугу поглощает токсины мелких организмов — моллюсков, червей или моллюсков, — которые, в свою очередь, проглотили токсичную бактерию, известную как вибрион. В ходе экспериментов Ногучи разводил фугу в клетках, контролировал их диету и производил рыбу, не содержащую токсинов.

Он надеется, что его исследование приведет к санкционированной государством продаже печени фугу.«Великолепный деликатес; когда вы едите, вы не можете остановиться», — говорит он. Япония запретила продажу печени фугу с 1983 года; до запрета количество смертей тех, кто злоупотреблял печенью или по ошибке съел ее, исчислялось сотнями.

Если Ногучи преуспеет в своих усилиях, у гурманов может появиться повод для радости, хотя сама рыба, полагает он, может иметь повод для траура. «В конце концов, — говорит он, — фугу без яда подобен самураю без меча».

Кендо Мацумура, биолог-исследователь из Научно-исследовательского института общественного здравоохранения префектуры Ямагути, опровергает теорию смертельной диеты Ногучи.Он говорит, что токсичность фугу возникает из-за ядовитых желез под кожей. Он говорит, что некоторые фугу ядовиты, некоторые нет, но даже эксперты не могут сказать, что есть что.

Делайте ставки. Мацумура никогда не ел фугу. «Я не азартный игрок», — говорит он. Тем не менее, Ногучи считает, что это самое лучшее в изысканной кухне.

Когда дело доходит до фугу, пуассон для одного человека — яд для другого.

В морге с Элом и Марселлой

Марсель Фиерро — главный судмедэксперт Содружества Вирджиния и профессор кафедры судебной медицины Медицинской школы Университета Содружества Вирджинии в Ричмонде.Она наблюдает за медицинским расследованием всех насильственных, подозрительных и неестественных смертей в Вирджинии, и она вдохновила персонажа Кей Скарпетту в детективных романах Патрисии Корнуэлл. Альфонс Поклис — директор токсикологии и профессор патологии, химии, судебной медицины, фармакологии и токсикологии VCU. Он работает с Фиерро над анализом медицинских доказательств в делах об убийствах и дает показания в качестве эксперта в суде.

Когда поднимается красный флаг? Откуда вы знаете, что имеете дело с убийством ядом?

МФ: Есть пара презентаций.Если кто-то принимает сильную передозировку чем-то токсичным, вы ожидаете, что классический набор симптомов сможет уловить даже первокурсник. Хронические отравления — когда токсины поступают медленно и непрерывно — легче диагностировать неправильно. Антифриз в Gatorade был недавним случаем. Распространенный предупреждающий знак — это витиеватая история болезни. Например, частые посещения терапевта по поводу странных симптомов или болей в животе. Жертва плохо себя чувствует; он диффузный, неспецифический. Конечно, со временем могут появиться классические элементы отравления: он не ест, худеет, с каждым днем ​​говорит все больше и больше.Это похоже на естественную болезнь, но на самом деле это не так.

В какой момент вам позвонят?

MF: Мы видим любую смерть, которая является внезапной, неожиданной, насильственной или когда есть обвинения в нечестной игре. Если у нас есть тело до того, как оно окажется в земле, мы разберемся с ним. Но часто требуется время, чтобы выдвинуть обвинение или чтобы кто-то ему поверил. Возможно, у члена семьи есть мотив: разногласия по поводу собственности, наследования, новой жены, ребенка, которого не устраивают. Эти вещи приводят в движение цепь событий.Тело нужно эксгумировать.

Тогда что? Как вы продвигаетесь?

МФ: Я беру множество образцов тканей при вскрытии: сердце, печень, легкие, мозг, селезенка, волосы, ногти. Кровь сообщает вам, что происходило в теле в момент смерти. Стекловидное тело из глаз великолепно. Чисто. Отсутствие ферментации или загрязнения бактериями. Мы с Элом работаем вместе. Какие яды являются кандидатами? Что лучше собрать? У вас должна быть стратегия. Мы хотели бы знать, к какому яду будет иметь доступ подсудимый.Если это фермер, мы ищем сельскохозяйственные продукты, такие как пестициды или гербициды. Нам нужно иметь представление о том, куда мы идем. У нас легко могут закончиться образцы тканей и крови, прежде чем у нас закончатся тесты.

Значит, технология, которую вы используете для обнаружения ядов в трупе, должна быть довольно сложной?

АП: Очень. Я называю это исчезающим нулем. В 1960-х годах для определения морфина требовалось 25 миллилитров крови. Сегодня мы можем использовать один миллилитр для выполнения той же работы. Что касается чувствительности, мы перешли от микрограммов к нанограммам, то есть частям на миллиард, к частям на триллион с помощью масс-спектрометрии.Вы можете найти что угодно, если проведете исследование. Конечно, некоторые вещества более очевидны. Вы почувствуете запах цианида, как только вскроете труп при вскрытии. Цианид действует быстро — как в фильмах, где пойманный шпион кусает капсулу и умирает. Это химическое удушение; цианид попадает в митохондрии клеток, и каждая клетка лишается кислорода. Вы умираете быстро, драматично, насильственно.

Есть ли у отравителей индивидуальный профиль?

AP: Отравитель пытается скрыть то, что он делает, в отличие от того, кто стреляет, душит или насилует вас.Один мой знакомый судебный психолог называет отравителей убийцами. Часто вы имеете дело с семейной ситуацией. Это происходит в течение месяцев или года. Преступник заботится о жертве, наблюдая, как она умирает. Яд — это оружие контролирующих подлых людей без совести, без печали и без сожалений. Они пугающие, манипулятивные; если бы вас не убедили доказательства, вы бы не поверили, что они могут сделать такое.

MF: Ал видит отравителя как контролера. Я считаю отравителя спокойным психопатом, который мог солгать Христу на кресте, и вы бы ему поверили.Я знаю только двоих, которые признали себя виновными.

Случай, который запомнился вам?

MF: Был этот парень в больнице Университета Вирджинии. Продолжал поступать из-за странных желудочно-кишечных жалоб. Врачи выворачивали себя наизнанку, чтобы понять это. Он поправится; его жена приходила навестить его в больнице и приносила банановый пудинг. Кто-то, наконец, назначил ему [тесты на токсичность] тяжелых металлов, но его выписали до того, как пришли результаты — за пределы графиков для мышьяка.К тому времени, как кто-то увидел лаборатории, было уже слишком поздно. Мы назвали жену Банановый пудинг Лили.

Сколько случаев отравлений с подозрением на убийство вы оцениваете в течение года?

AP: Честно говоря, относительно немного. Это не в американском характере. Если вы собираетесь кого-то убить, а вы настоящий американец, вы стреляете в него. Настоящий мужчина не крадется. В нашей культуре все решается за 30 минут, поэтому вы не собираетесь планировать, идти куда-нибудь за ядом и выяснять, как я собираюсь его дать? В нашей культуре мы действуем напрямую.

Вы эксперт. Если бы вам пришлось создать идеальный яд для убийства, из чего бы он был сделан?

AP: Я мог бы придумать несколько вещей, но я не собираюсь ими делиться.

Смерть в Венеции

Если задуматься, за 500 лет мало что изменилось. Шпионы, убийства, тайные контракты, тайные выплаты — все это часть повседневного бизнеса по управлению страной.

В Италии эпохи Возрождения «яд был решением тонких политических проблем», — говорит Паоло Прето, профессор современной истории в Падуанском университете.Поэтому неудивительно, что отравление было таким же искусством, как живопись, архитектура или скульптура. Добавление в вино мышьяка, болиголова или морозника было незаметным, почти не обнаруживаемым (вскрытия в то время были редкостью) и значительно менее грязным, чем при использовании ножа или пистолета.

Борджиа — Александр VI и его сын Чезаре — специализировались на религиозных отравлениях. Как папа Александр назначил богатых людей епископами и кардиналами, позволил им увеличить свои владения, а затем пригласил их на обед.Домашнее вино, сухое, с примесью мышьяка, аккуратно отправляло гостей, чье богатство, по церковному закону, затем возвращалось хозяину. Английский эссеист Макс Бирбом писал: «Борджиа отбирали и закладывали редкие яды в своих подвалах с таким же вниманием, как и к своим марочным винам. Хотя в 15 веке вы часто слышали, как снобистский римлянин говорил … ‘Я есть обедая с Борджиа сегодня вечером », ни один римлянин не мог сказать:« Я обедал вчера вечером с Борджиа ». «

Но столицей заговора в Италии была Венеция, где архитекторами зла были Совет десяти, специальный трибунал, созданный для предотвращения заговоров и преступлений против государства.Чтобы совершить отравление, совет заключает контракт с убийцей, обычно из другого города. Сделка, когда она была совершена, была оплачена через посредника. Для таких вопросов были легко доступны средства, и совет вел две отчетности: одну для государственных дел, а другую — для частных.

Заседание совета с использованием плаща и яда-кинжала было официально зарегистрировано (напротив, внизу) в тонком томе с пометкой Secreto Secretissima («совершенно секретно»). Присутствующие дважды поклялись на Библии хранить встречи в секрете, запретив даже признавать, что они имели место.Сегодня бухгалтерская книга находится в высоком арочном пространстве государственного архива Венеции.

Рассмотрим схему, предложенную на ее страницах врачом венецианскому генералу, сражающемуся против турок в Далмации. Он предложил вырезать инфицированные железы у жертв бубонной чумы и создать ядовитое зелье для нанесения на шерстяные шапки, которые затем можно было бы дешево продать в тылу врага туркам. Предположительно, это приведет к чуме и угрызениям совести покупателя. Заговор был с энтузиазмом одобрен генералом, пока кто-то мягко не напомнил ему, что из-за того, что так много венецианских войск было расположено в тылу в Далмации, его солдаты тоже могут заразиться и погибнуть вместе с врагом.

В прошлом году яд, а точнее диоксин, сыграл главную роль в драме президента Украины Виктора Ющенко, ставшего жертвой попытки убрать его с политической сцены. В Соединенных Штатах такие тайные заговоры стали предметом расследования Конгресса после начала 1960-х годов, когда устранение кубинского диктатора Фиделя Кастро было главным приоритетом ЦРУ. Гангстеры, участвовавшие в планировании, посоветовали отказаться от пулеметного огня в пользу более тонкого подхода: бутылки с таблетками с ботулином.Другие планы, которые затем были отвергнуты, включали доставку коробки пропитанных ботулином сигар, заражение аквалангового аппарата Кастро туберкулезными бациллами или обрызгивание его обуви солями таллия в надежде, что выпадение волос — один из распространенных побочных эффектов всасывания таллия. , заставит его бороду отпасть.

Хотя повторяющееся повествование о заговорах отравлений может привести к отчаянию за человечество, Паоло Прето, который провел восемь лет, исследуя темные дела в венецианском государстве, придерживается прагматического подхода.«История состоит из плохих поступков», — говорит он.

Циклон Б и лагерь смерти

Летом 1941 года Гиммлер сообщил мне следующее: «Фюрер приказал окончательное решение еврейского вопроса. Мы, СС, должны выполнить приказ. Существующий места уничтожения на востоке не могут справиться с масштабами запланированной операции. Поэтому я назначил Освенцим для этой цели ».

— Рудольф Хосс, комендант, Освенцим

3 сентября 1941 года в Освенциме, концентрационном лагере в Польша, нацистские охранники загнали 600 советских военнопленных и 250 больных заключенных в запертую комнату.Они вылили гранулы Циклона Б, кристаллизованной формы цианистого водорода, обычно используемого в качестве инсектицида, через вентиляционное отверстие и наблюдали.

Предыдущие массовые убийства совершались расстрелами или закачиванием выхлопных газов в закрытые фургоны. Однако первый метод был слишком медленным и создавал слишком много публичного зрелища; последний был ненадежным и требовал специального оборудования.

Гранулы Zyklon B доказали свою эффективность, действенность и надежность. Под воздействием воздуха они превратились в газ, в результате чего за 20 минут погибли все находившиеся в комнате.После эксперимента нацисты построили четыре большие постоянные газовые камеры и крематории в Биркенау, подлагере Освенцима. Ключом к окончательному решению, плану Адольфа Гитлера по истреблению евреев Европы, был Циклон Б.

Стефан Полхлопек, который вырос и все еще живет в Крынице, Польша, был арестован гестапо 28 декабря 1942 года. 26 лет, выпускник юридического факультета, активный участник сопротивления. Когда его арестовали, кто-то рассказал об этом его матери, которая побежала к железнодорожным путям и сумела попрощаться с сыном, когда его увозили.

Полхлопека отвезли в пункт сбора, затем посадили на другой поезд до Биркенау. В машине было сплошное душное скопление заключенных. Когда поезд остановился, вспоминает он, «двери открылись; мы услышали выстрелы, вой собак и крики. Прожекторы светили нам в лицо. Они сказали нам спрыгнуть, и мы упали в неописуемый ад».

Летом 1943 года Полхлопек работал в рабочей бригаде, которой было поручено продлить железнодорожную ветку от депо за пределами лагеря до газовых камер.Транспорты со всей Европы прибывали по два-три раза в день. Евреев, цыган, политических диссидентов, таких как Полхлопек, гомосексуалистов — всех, кого нацисты считали нежелательными — выгружали из железнодорожных вагонов и либо отправляли в газовые камеры, либо отправляли на рабский труд.

Однажды офицер СС подошел к Полхлопеку и трем другим заключенным, работавшим на линии, и приказал им пройти в раздевалку, камеру перед комнатой, где происходило отравление газом. Он заставил их собрать одежду и вещи убитых.

«Я видел раздевалку и газовую камеру», — говорит Полхлопек, которому сейчас 89 лет. «Я помню насадки для душа. Я помню одежду, обувь, личные вещи, оставленные в карманах. Нам приходилось собирать одежду и загружать ее в грузовики. Вещи отправлялись на склады, где их рассортировали. Запах сгоревших трупов. был в воздухе, из труб лился темный дым. Мы поняли, что должны бежать. Свидетели убиты. Мы могли быть следующими ». И они убежали. Бежали обратно в казармы.

«Все знали о камерах. Однажды я увидел два грузовика, заполненных женщинами. Они знали, куда едут. Одна женщина молилась. Одна ругалась. Все кричали. За ними следовали два грузовика с дровами. Женщины были убиты с помощью Циклона Б. Обнаженные трупы были вынуты, брошены в ямы и сожжены ».

В разгар боевых действий в Освенциме Биркенау ежедневно подвергались отравлению газом почти 8000 человек. К ноябрю 1944 года погибло более миллиона мужчин, женщин и детей.«Тем из нас, кто выжил в Биркенау, гарантировано место на небесах», — говорит Полхлопексайс. «Мы уже пережили ад».

Stings & Arrows

История — это одна долгая гонка вооружений — от палок и камней до ядерного оружия. По словам Адриенн Майор, классического фольклориста, греческий супергерой Геркулес изобрел первое биологическое оружие, описанное в западной литературе, и с тех пор его успехи ухудшаются.

Геракл убил Гидру, мифического многоголового змея, а затем погрузил свои стрелы в яд, чтобы гарантировать их смертоносность.Наследие сохраняется в слове «токсичный» от греческого «токсикон», означающего «ядовитая стрела».

В 199 году нашей эры римляне напали на Хатру, город в сегодняшнем Ираке. Горожане в ответ забросали стены глиняными горшками, наполненными смертоносными скорпионами. Ганнибал разработал аналогичную стратегию 400 лет назад. Его моряки катапультировали горшки, полные ядовитых змей, на палубы противостоящего флота. Некоторые ученые предполагают, что во времена неолита заброшенный в пещеру улей мог спугнуть врага.

Другое биологическое оружие в арсенале ужаса истории включает зараженные оспой одеяла, которые британцы послали американским индейцам во время французских и индейских войн; туши животных, брошенные войсками Конфедерации в колодцы во время U.S. Гражданская война; острые бамбуковые колья, измазанные фекалиями Вьетконга.

Сегодняшнее токсичное оружие включает письма сибирской язвы, от которых в 2001 году в США погибло пять человек, и зарин, от которого погибло 12 человек, когда члены секты выпустили отравляющий газ в токийском метро в 1995 году. Такая мрачная реальность побуждает к оборонительным маневрам, таким как учения проводившаяся полицией Капитолия США в ноябре прошлого года в Вашингтоне, округ Колумбия, — репетиция сценария, в котором ядовитое вещество выбрасывается в здание Капитолия.

Что посеешь, то и пожнешь. Вместе с врагами ядовитые стрелы Геракла убивали старых друзей и невинных прохожих. В конце концов, закон непредвиденных последствий коснулся и Геракла. Обманутый одной из своих жертв, Геракл совершил роковую ошибку, облачившись в мантию, пропитанную ядом гидры. Создатели мифов специализировались на иронии.

Перед смертью Геракл передал свои ядовитые стрелы Филоктету, одаренному лучнику, убившему множество солдат во время Троянской войны. Смерть порождает смерть, но — по крайней мере, на этот раз — победил разум.Филоктет решил не передавать свои смертельные стрелы молодому поколению. Он основал храм и оставил ядовитые стрелы. В знак надежды он посвятил их Аполлону, богу исцеления.

Монах, забальзамировавший себя

Жить согласно предписаниям строгой религии может быть трудно. Другое дело — умереть по предписаниям религии.

В тени горы Юдоно в префектуре Ямагата в Японии пейзаж переходит в гофрированный вечнозеленый ковер.Это земля мумифицированных священников, тех, кто в обряде очищения, известном как «тысячелетнее обучение», намеренно отравил — и в то же время сохранил — себя в соответствии с учением монаха IX века по имени Кукай. последователь эзотерической секты буддизма под названием Сингон.

«Это принцип« Я страдаю, чтобы вы могли жить », — объясняет Югаку Эндо, главный священник (95-й в строке) храма Дайнитибо, где проживает один из 27 таких мумифицированных священников в Японии.

В течение 76 лет, как рассказывает Югаку Эндо, священник, известный как Дайдзюку Босацу Шиннёкай Шонин, жил в строгости. Он ничего не ел, кроме ягод, коры и орехов. Он проводил дни и ночи, лазая по горам, сквозь летнюю жару и зимние снега.

Наконец он почувствовал, что его дни подходят к концу, и ничего не ел. Он питался идеей голодания и самопожертвования. Он похудел, потом похудел. Он потягивал чай из ядовитого сока дерева уруши, используемого для изготовления лака.Ближе к концу он пил только воду из горячих источников, которая, без его ведома, содержала большое количество мышьяка.

Сок уруши, слабительное средство, вызывающее рвоту и мочеиспускание, иссушающее тело священника. Мышьяк, консервант, убивает бактерии, вызывающие гниение. Сморщенный, истощенный, он засох. Когда он умер в 1783 году в возрасте 96 лет, он был похоронен в холме из земли и камней. Три года спустя при эксгумации его кожа выглядела так, будто покрыта лаком на скелете. Он стал сокушинбуцу, мгновенным Буддой.

Часто мы умираем, как жили. Храбрые храбро умирают. Трусы трусливо умирают.

На протяжении всей истории яд служил таким целям. Сократ, приговоренный к смертной казни афинским жюри в 399 г. до н. Э. По обвинению в развращении городской молодежи и вмешательстве в его религию, благосклонно принял приговор, выпил болиголов и умер в компании своих друзей. Дерзкая Клеопатра, предпочитая смерть, которую выставляет напоказ римский Октавиан в качестве военной добычи, предпочла, как говорят, смертельный укус гадюки.Адольф Гитлер, столкнувшись с поражением, выбрал цианид (после первой дозы своего эльзасского препарата, чтобы проверить эффективность токсина).

Сегодня Дайдзюку Босацу Шиннёкай Шонин обитает в стеклянной витрине в храме Дайнитибо, облаченный в красные и золотые одежды. Он сидит в позе медитации — человек святой веры, сморщенный временем, традициями своей религии и преднамеренным приемом яда, намереваясь служить другим через страдания и уничтожение себя.

Пришел паук…

Чак У Чака Кристенсена есть 70 000 ртов, которые нужно накормить, и он не ложился спать до 6 часов утра.м., так что он имеет право задремать посреди интервью. Иждивенцы Кристенсен — пауки: 20 000 младенцев черной вдовы, тысячи коричневых отшельников и птицеедов, а также несколько видов скорпионов. Орда составляет холдинги компании Кристенсен, SpiderPharm. На приведение в порядок кафетерия с пауками каждый день уходит 16 часов. Как только заканчивается один прием пищи, наступает время следующего. В круглосуточное меню входят комнатные и плодовые мухи четырех размеров, восковые черви, а для птицеедов — иногда мышь.

Кристенсен выращивает пауков для получения яда, который он извлекает в крошечные пузырьки. Это мощная штука. Укус черной вдовы может вызвать у реципиента сильную боль и мышечные спазмы. Яд коричневого отшельника разрушает ткани и образует рану, похожую на гангрену. Яд паука-воронки вызывает дрожь, повышение артериального давления и рвоту. Яды других пауков пробивают дыры в клеточных мембранах, что приводит к их гибели.

Кристенсен рассылает свои флаконы с паутинным ядом ученым по всему миру, потому что яд, торговец смертью, также учит жизни.Родерик Маккиннон, лауреат Нобелевской премии по химии 2003 года, использовал яд тарантула и скорпиона, чтобы помочь расшифровать структуру и функцию ионных каналов калия в клетках.

Ионные каналы — это каналы, подобные воротам, которые контролируют передачу электрических импульсов внутри клеток. Поскольку их открытие и закрытие в клеточной мембране контролирует поступление ионов калия, кальция, натрия или хлорида, каналы и их рецепторы действуют как переключатели включения-выключения, которые позволяют мысли, сердцебиению, дыханию, поднятию бровей. продолжать — или нет.

Токсины птицеедов могут стимулировать рецепторы удерживать ворота открытыми в неврологическом эквиваленте электрического скачка или захлопывать их в эквиваленте сбоя питания. Разбитые ворота вызывают различные состояния: от онемения до полного паралича с одного конца до мышечных сокращений или судорог с другого. Эта же неисправность может спровоцировать повышение артериального давления, сердечную аритмию или эпилепсию.

Яд пауков вызывает такие сильные физиологические реакции, что они превращают паука в виртуального Свенгали.Но почему паук просто не выбьет свою добычу и не сядет обедать? Кристенсен говорит, что в жизни все всегда сложно. Древовидный паук может не хотеть быстрого нокаута: его еда свернется и упадет с дерева. Паралич — лучший вариант. Это насекомое, эквивалент хирургического удара.

Итак, ученые стремятся овладеть химическим воздействием на паука. Кристенсен говорит: «Кто контролирует калиевые каналы, тот управляет миром».

Когда ваш первый укус может стать вашим последним

Среди профессиональных опасностей, связанных с тем, чтобы быть королем, царем или махараджей, лишь немногие могут вывести из строя настолько навсегда, как щепотка мышьяка, попавшая в суп.Для этого у членов королевской семьи давно есть средство: дегустатор еды.

В течение трех поколений семья Матхура Прасада занимала должность дегустатора еды у тхакура, или лорда, замка Мандава в индийской пустыне Тар. «Еда хранилась под замком», — вспоминает он. Перед тем, как войти на кухню, «повар купался и переодевался в другую одежду. Охранники проверяли его карманы и тюрбан, чтобы убедиться, что он ничего не скрывает. Только тогда его пускали внутрь. Когда еда была готова, по несколько штук от каждого. блюдо будет кормить собаку.Дальше попробую, потом охранники. Еда шла к столу под вооруженным конвоем. Несколько доверенных генералов испытали бы это. Наконец, господин и его гость обменивались кусочками каждого блюда. На всякий случай ».

Такого больше не делают в замке Мандава, который сейчас является гостиницей. Но недавно, когда вице-президент Индии приехал на обед, дегустатор попробовал спред. На всякий случай ….

Митридат, царь Понта и враг Рима, испытал ядовитые противоядия на заключенных и проглотил смесь из 54 ингредиентов, чтобы защитить себя от отравления.Римский император Нерон реквизировал рабов, чтобы различать съедобные и ядовитые грибы. Вооруженный охранник сопровождал обед к столу при дворе Людовика XIV, а Колумб в свое второе путешествие возил собак, чтобы отведать продукты, которые его команда должна была съесть в обмене доброй волей с выходцами из новообретенных культур.

Средневековые правители экспериментировали с хрустальными кубками и камнями, которые, как считается, обнаруживают яд при контакте. Но проверенным средством выживания после ужина был дегустатор еды.По традиции блюда, которые проверяли перед тем, как подавать их правителю, ставили на буфет или креденцы. Итальянское слово происходит от латинского credential, означающего «уверенность».

В наши дни возможности трудоустройства дегустаторов сокращаются. Букингемский дворец сообщает, что в Англии нет официальной процедуры дегустации еды. «Внутренняя помощь полностью проверена», — говорит представитель дворца. Японский император уже много лет не использует дегустаторы, хотя президент Джордж Буш нанял для этой работы специалистов по столовой ВМФ.