ХИМИЧЕСКОЕ ОРУЖИЕ 

БОТУЛИНИЧЕСКИЙ ТОКСИН


Ботулотоксин (ботулинический токсин, токсин ботулизма) — нейротоксин белковой природы, вырабатываемый бактериями Clostridium botulinum. Сильнейший яд из известных науке органических токсинов и веществ в целом.[1] Попадание ботулотоксина в организм вызывает тяжёлое токсическое поражение — ботулизм, который в естественных условиях встречается у людей, лошадей, птиц, реже — крупного рогатого скота, пушных зверей. Ботулотоксин по серовару возбудителя делят на типы A, B, C1, C2, D, E, F, G, из них наиболее часто встречается тип А. Летальная доза LD50 у различных сероваров в среднем составляет 0,001 мкг/кг веса, наиболее ядовитым является тип D (0,0004 мкг/кг веса)

Ботулотоксин является одним из самых сложных белков, синтезируемых живым организмом. Его масса составляет около 150 тысяч атомных единиц масс, что в три раза превосходит типичный размер белковой цепи, немногие белки превышают этот средний размер. Размер молекулы ботулотоксина приближается к верхнему пределу возможных масс белков.[1]

Закономерность, установленная биохимиком, профессором Н. И. Кобозевым, говорит о том, что биологическая активность вещества возрастает с увеличением его атомной молекулярной массы. Изыскания химика Н. С. Антонова, главы отдела растворов и рецептур Центрального научно-исследовательского военно-технического института Сухопутных войск, показывают, что изменения структуры вещества влияют на его активность в незначительных пределах. Таким образом, при увеличении токсичности вещества на порядок, его масса должна возрасти до 1,5 миллионов а. е. м., на 2 порядка — до 15 миллионов.[1]

В то же время другие организмы не могут начать вырабатывать более ядовитые токсины, подобные ботулотоксину из-за противоречия теории естественного отбора Дарвина. Если представить эволюционную пирамиду в виде холмистого ландшафта, предложенного генетиком С. Райтом, то каждому виду токсина будет соответствовать холмик. Для того, чтобы усовершенствовать свой токсин до уровня ботулотоксина, организму пришлось бы идти против эволюции, «спускаясь» с холмика.[1]

Иными словами, в природе не могут существовать вещества токсичнее ботулотоксина.[1] При этом ботулотоксин в 70 тысяч раз более ядовит, чем самое токсичное искусственно синтезированное вещество, классический диоксин — 2,3,7,8 тетрахлородибензо-п-диоксин (TCDD).

Наиболее близким к ботулотоксину ядом как по структуре, так и по силе является тетаноспазмин. Он вырабатывается другим видом клостридий — Clostridium tetani, возбудителем столбняка. Тем не менее он уступает ботулотоксину в ядовитости вследствие более низкой молекулярной массы — 140 тысяч а. е. м.

Клостридии ботулинум, будучи строгими анаэробами, способны размножаться только в условиях полного отсутствия кислорода. Как правило, это консервированные и колбасные изделия (особенно консервированные жареные грибы и заготовленные большими кусками мясо и рыба с повреждениями на поверхности). Вырабатываемый бактериями при размножении экзотоксин попадает в организм вместе с пищей, всасываясь в желудочно-кишечном тракте и воздействуя при этом на нервную систему, вызывает нарушения в работе черепно-мозговых нервов, скелетной мускулатуры, нервных центров сердца. Характерны глазная симптоматика (туман, мушки перед глазами, мидриаз и анизокория зрачков, косоглазие), позднее присоединяются бульбарные симптомы (нарушение речи и глотания, маскообразное лицо). Смерть наступает от гипоксии, вызванной нарушением обменных процессов кислорода, асфиксией дыхательных путей, параличом дыхательной мускулатуры и сердечной мышцы.

Ботулотоксин не имеет вкуса, цвета и запаха (изредка поражённый продукт приобретает запах прогорклого масла). Разрушается при кипячении в течение 5-10 минут, при автоклавировании в течение часа при температуре 121 °C, при замачивании в растворе 1 % пищевой соды в течение часа. Токсин не разрушается при взаимодействии с соляной кислотой желудочного сока.

Интерес к ботулотоксину, как возможному лекарственному средству, появился в начале XX века. Во время Второй мировой войны было проведено всестороннее изучение токсина на предмет использования в качестве биологического оружия. Эти исследования дали основу для получения высокоочищенного кристаллического ботулотоксина типа А.[3]

Первым в медицинской практике ботулотоксин в конце 70-х годов применил американский офтальмолог Алан Скотт. Он вводил очищенный токсин в микродозах в орбитальную мышцу глаза для лечения блефароспазма. Им также было исследовано влияние токсина на нистагм, лицевой гемиспазм, спастическую кривошею и спастические болезни ног.[3]

В современной практике препараты на основе ботулотоксина (Ботокс, Диспорт) используются для лечения гиперактивности поперечно-полосатой мускулатуры и мышц сфинктеров, гиперфункции экзокринных желёз, различных болевых синдромов спастического характера. В косметологии токсин применяется для разглаживания мимических морщин,[3] аналогичным способом - для купирования мигреней [1]

В XX веке при подготовке к химической и бактериологической войне разрабатывались методы производства токсина ботулизма для военных и диверсионных целей. В США во время Второй мировой войны ботулотоксин рассматривался как перспективное биологическое оружие, но позднее Соединённые Штаты отказались от его разработки[4]. В военных центрах США, Англии и Канады рассматривался именно ботулотоксин типа А, который наиболее опасен для человека[5]. Существует версия, что ботулотоксин был применён при убийстве Рейнхарда Гейдриха бойцами чехословацкого сопротивления, которых подготовили британские спецслужбы[6][7]. В 1971 году Генеральная ассамблея ООН одобрила конвенцию о запрещении разработки, производства и накопления запасов токсического оружия и об их уничтожении. Участниками конвенции (1985 г.) является 101 государство[8].

В результате многолетних исследований в 1975 году ботулотоксин типа А был принят на вооружение армии США под шифром XR, запасы которого хранятся в арсенале Пайн-Блафф в штате Арканзас. Токсичность при ингаляции для человека LDт50 0,00002 мг·мин/л для сухого XR и 0,0001 мг·мин/л — для его рецептур. Летальный исход может наступить в течение трёх суток. В воздухе аэрозоль эффективен, как биооружие, в течение 12 часов. Дегазировать XR можно только с помощью водных растворов активного хлора 100—350 мг/л, например 0,1—0,2 % растворами хлораминов или гипохлоритов. Особенно легко дезактивируют XR растворы формальдегида (токсичность снижается на 99 % в течение минуты)[5].

Наиболее опасно для популяции биологическое оружие в виде аэрозоля, потому что токсин хорошо всасывается со слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей[9]. Защита от аэрозоля XR надёжно обеспечивается противогазами и респираторами

 

Ботулинический токсин тип А наиболее токсичное вещество из известных современных смертельных ОВ. Чистый ботулинический токсин — белое кристаллическое вещество. Обладает периодом скрытого действия в течение 30—36 ч. Симптомы поражения: головная боль, слабость, ослабление зрения, двоение в глазах, рвота и паралич пищевода. Смерть наступает в результате паралича черепно-мозговых центров.