百草枯发明解药肯定会获奖的,也能获得诺贝尔奖,而且如果百草枯的解药真的被你研制出来,世界卫生组织大楼前给你立个碑,全球的生物书、医学书籍封面都贴你的照片,以后你就是人类有史以来最伟大的医学家、将会有一个以你的名字命名的世界级医学奖取代诺贝尔奖,总之一句话,你会成为人类千百年来的以为天才医学家也未尝不可!
解百草枯的毒理
上图为百草枯化学结构式
PS:不喜欢化学的小伙伴可以跳过下面这段
“百草枯”的主要有效成分是“甲基紫精”,化学上它可以作为氧化还原指示剂、单电子传递剂,微生物燃料电池中可以利用这一特性连接微生物个体与电极。
这一特性也是其毒性的原因,当然,有用还是有害取决于其剂量。
注意那两个连在一起的杂氮环,它构成了一个共轭体系,这个结构可以吸收一个电子,将其运走再卸下来。
这一过程如果遇到电子传递链,就会直接扰乱其上电子的传递,这种情况叫做电子传递链的“解偶联”。
接着,还原性的甲基紫精带有一个捕获到电子,变成“自由基”,这个电子不稳定,老是想给出去,但给谁几乎都会破坏对方的结构。细胞处理这些自由基的方式是用NADPH还原,但这样就会形成活性氧(ROS)。更讨厌的是被自由基破坏的分子本身变成了自由基,连锁反应造成更大规模的破坏。而甲基紫精反而得到了回复,可以开启下一个循环。
最后,这个东西几乎不会被生物体降解,虽然它见光不稳定,但在细胞内却对付不了它,只能等它自然排出。
细胞最后就在动力不足与被拆家中死亡。(应该自由基的攻击占主要因素,毕竟量还没到饿死的程度细胞就已经差不多挂了)
说白了,就是所谓的自由基中毒,而百草枯的解药其本质也是解决自由基的问题。
百草枯中毒的临床表现
接触百草枯的浓缩液以后会引起皮肤组织的损伤、手的皮肤干裂以及指甲的脱落,长期接触皮肤会表现为水泡和溃疡。如果长期吸入百草枯的雾滴就会引起鼻部的出血,眼睛被污染以后会引起重度的筋膜炎,可长期不愈。而形成永久性的角膜侵蚀角膜的混浊等,当摄入百草枯的量小于20mg/kg的时候,一般临床症状仅仅出现腹痛、呕吐、腹泻等,消化道症状大部分病例能够完全恢复不留后遗症。
但是如果服用百草枯的量大于20~40mg/kg的时候,多数患者会在2~3周内死于肺功能的衰竭,少部分人是可以存活的。如果服用剂量大于40mg/kg体重患者就会立刻出现胸闷气短、呼吸困难的症状。服药以后立即出现呕吐数小时内就会腹痛、腹泻,然后1~4天内出现肾功能的衰竭、肝功能的损伤,低血压或者心动过速1~2星期内咳嗽、咳血、胸腔积液,而后出现肺功能的恶化肺纤维化而导致呼吸衰竭死亡。
为什么百草枯的解药非常难研制?
前面已经说过了,百草枯的解药实际上是自由基中毒的解药。熟悉生物的同学肯定知道自由基是引起人类衰老的因素之一,自由基学说阐述的人类衰老机理是这样的:
生物体的衰老过程是机体的组织细胞不断产生的自由基积累结果,自由基可以引起DNA损伤从而导致突变,诱发肿瘤形成。自由基是正常代谢的中间产物,其反应能力很强,可使细胞中的多种物质发生氧化,损害生物膜。还能够使蛋白质、核酸等大分子交联,影响其正常功能。
说白了,百草枯解药直接涉及到人类永生的问题,也就是说千百年来,王公贵族们梦寐以求的永生可能就实现了。
看完这些,有没有同学立志研究百草枯解药了呢?
补充一下。
这个难度其实有点大,因为正常的像sod类的花青素是会被氧化的。
已知的可以持续抗氧化抵抗自由基的是几种比较新型的富勒烯。
我的确曾经有实验一下的冲动。
但是比较纯的富勒烯五百克可以卖到十万。
目前尚没有富勒烯与百草枯相关联的实验。