科学家将生物毒素的研究称为毒理学(toxinology)(不要与以C结尾的toxicology混淆——我将在下文解释)。从炭疽杆菌等细菌毒素到最致命的蛇毒,毒理学研究的是动物、植物、真菌和细菌之间的化学战争。这是我称之为“毒理学入门”系列的第一篇文章,我将解释和探讨毒素科学的基本知识,揭示我们星球上最臭名昭著的生物化学家创造出的奇特、常常陌生却令人不安的世界。
“我朋友,一名美国海军指挥官,坚定地说:‘一枪毙命。’当我问他什么误用词或短语最让他烦恼时。‘绝对是一枪毙命。’”
我问他为什么,他解释的时候,我才意识到我也一直在错误地使用这个短语。对于熟悉枪支的人来说,听到有人称近距离射击为“point blank”(一枪毙命)就像指甲划黑板一样,因为那根本不是它的意思。
Point blank(可能源自法语短语pointé à blanc,意为将箭瞄准靶心上的白点)与射击者的近距离无关。相反,point blank range(有效射程)是指武器瞄准目标并能击中目标的距离——即瞄准点(例如准星中心)与命中点相同。

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子弹并非直线飞行;它们离开枪口的那一刻起,就受到重力牵引。目标越远,你就越需要通过调整枪管的角度来弥补子弹的弹道。但瞄准视线是一条直线;point blank是子弹轨迹与视线相交的地方。可调节的瞄准器允许你为所需的距离瞄准射击;因此,对于远程步枪,“point blank”可以设置为100、200或300码以外。
同时,许多手枪的瞄准器是固定的,因此它们的point blank range仅限于枪支设置为零的距离。对于这样的枪支,point blank range可能相对较近——在五十英尺以内——但即使是这样,也比大多数人认为的“point blank”要远得多。
事实上,如果枪支真的抵着受害者,那么瞄准镜中心(通常在枪管上方)的点就不是子弹的落点——至少会偏离枪管的宽度——所以那不是point blank range。不同的弹药有不同的最大point blank range,取决于武器固有的弹道特性、使用的瞄准装置以及使用的子弹类型。

一张简单的图表,展示了“point blank”可以是相对较近的距离,也可以是数百码远的距离。
难怪每次我的朋友听到有人被“point blank”(指枪抵着头,或几英尺内)枪击时,他都会有点不舒服。当然,每个职业都有类似“point blank”这样的词语和短语。无论你是会计、机械师还是首席执行官,你的工作都需要理解你所在领域的行话,当带有特定、重要含义的词语被他人随意、错误地使用时,这会令人沮丧。
对我来说,每当我听到人们谈论他们日常接触的“毒素”(toxins)或“有毒”(poisonous)蛇时,都会有“指甲划黑板”的感觉。尽管它们经常被互换使用,但毒素(toxin)、毒液(venom)和毒药(poison)(以及它们相应的形容词toxic、venomous和poisonous)对毒理学家来说具有非常不同的含义。因此,在我的“毒理学入门”系列中,最合适不过的就是解释它们之间的区别以及何时可以恰当地使用这些术语。

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毒素:总括性类别
生物体就像拥有数万亿精密运动部件的机器。一旦一个齿轮或零件失去同步,整个机器就会崩溃。毒素是自然的“扳手”;它们是在小剂量下以剂量依赖的方式干扰生物体部分正常功能的物质。
剂量部分至关重要。当我们用“小”来描述毒素的量时,这是一个相对的术语,指的是生物学上有意义的数量——例如,一餐或一天可以吃多少,毒液咬伤注射的量,或者皮肤能吸收多少。如果毒素不需要在相对小的剂量下起作用,那么我们就不得不将一切都称为毒素,因为地球上的每一种化学物质,如果摄入足够多,都会对人体造成伤害。以纯水为例。即使是纯净的“好水”,如果短时间内饮用过量,也会造成伤害。在几分钟内咕咚咕咚喝下几加仑的水,你可能会引发水中毒,这可能是致命的。尽管如此,我们并不认为水是毒素,因为造成不良影响所需的量非常大。

想了解更多关于食物中实际存在的毒素,请查看FDA的《有害细菌手册》!
要记住的关键是,如果一种物质需要大量,特别是随着时间的推移才能造成伤害,那么它就不是毒素。所以,不,无论一些所谓的“美食达人”说什么,你并不是每天都在吃“隐藏的毒素”(是的,食物中确实可以存在毒素,但如果你摄入了杏仁核中的苦杏仁苷或蓖麻中的蓖麻毒素),你肯定会注意到。不要听一个把中间名字改成一种大绿色浆果的人说“重力是一种毒素”。还有那些“排毒”饮食?它们都是骗局。
如果某种物质是毒素,你可以称之为有毒的(toxic)。但当然,这正是事情变得棘手的地方:虽然“toxin”一词仅指低剂量下有毒的物质,但“toxic”这个形容词可以在任何引起疾病的情况下使用。你可以有有毒的(toxic)水量,但水永远不会被认为是一种毒素(toxin)。因此,毒理学(toxinology)一词的出现,而不是毒物学(toxicology):后者是对生物体因化学物质而产生的有害影响的研究,仅此而已。
任何引起伤害的化学物质,无论需要多少剂量或重复多少次,都可能由毒物学家研究,而毒理学家则专注于生物产生的物质(“生物毒素”),这些物质在小剂量下会造成破坏,以及那些具有这些毒素的生物的生物学和生态学。(我可以写一篇关于“化学物质”这个词的整篇博文,但让我们说清楚:万物皆由化学物质组成。水也是一种化学物质。所以,不要相信任何声称“不含化学物质”的东西。)

简要提醒:化学名称的长度或复杂性并不能使其成为毒素。澳大利亚化学教师James Kennedy绘制的天然食品中化学物质的图解。
毒素还可以根据其来源进一步分类。通常,人造毒素称为毒物(toxicants),与天然存在的通用术语毒素(toxins)相对。生物毒素由生物体产生,而环境毒素则不是(例如铅和砷)。毒素也根据其作用进行分类,尤其是对我们;血液毒素(hemotoxins)是作用于血液的毒素,而神经毒素(neurotoxins)则攻击神经。
还有根据毒素进入体内的途径进行的子分类。例如,口服毒素(oral toxins)是摄入后造成伤害的毒素,而局部毒素(topical toxins)则是涂抹在皮肤上有害的毒素。有些毒素吞食无害,但注射则致命,因此进入途径非常重要。事实上,进入途径如此重要,以至于毒理学家使用完全不同的词语来指代根据递送方式分类的毒素:毒液(venoms)和毒药(poisons)。
被动的毒药 vs. 攻击性的毒液
许多动物和植物都配备了强效毒素来阻止潜在的捕食者,比如我们。这类毒素的术语取决于它们的使用方式。这有点像律师使用“凶器”(murder weapon)这个词来指代用于杀害某人的物品——一个纸镇、一把刀或一双鞋,在用于犯罪之前都不是凶器(或者在其中两种情况下,根本不是武器)。那么,毒素在被考虑其进入人体的方式之前,不会被称为毒药或毒液。一些毒素在摄入、皮肤吸收或吸入时起作用;这类毒素被称为毒药(poisons)。另一些毒素则通过有毒物种故意造成的伤口进入我们体内——这些是毒液(venoms)。
由于毒药必须被吃掉、擦在皮肤上或吸入,它们在某种程度上是“被动的”毒素——在大多数情况下,如果你中毒了,是你自己做了一些事情导致中毒的。你吃了或碰了你不该吃或碰的东西,比如名字恰当的毒箭蛙、河豚或某些蘑菇。
中毒者在这种中毒中的相对主动作用,使它们与毒液中毒(envenomations)区分开来。这本质上归结于谁是攻击者:有毒物种(毒液)还是遭受毒素影响的那个(毒药)。有毒动物和植物顾名思义,都配备了生理武器来施放它们可怕的化学鸡尾酒——它们将毒素带给你。完全有可能,一个人造成毒液中毒的唯一事情是无意中闯入有毒物种的附近(尽管有时完全是受害者自己的错,而一些防御性有毒物种只是静静地等待你把自己刺伤)。尽管这有点过于简化,但这个漫画很好地总结了它们的区别。
毒药和毒液的区别,解释了为什么毒理学家每次看到有人称“有毒的”蛇(poisonous snake)时都会皱眉。大多数蛇都可以安全地处理或食用(我听说它们尝起来像鸡肉,质地像鱼——老实说,听起来很美味),前提是你不会因此被尖锐的牙齿刺伤。甚至还有一些蛇可以通过毒液咬伤杀死你,但在某些文化的美食中被认为是美味佳肴……问问戈登·拉姆齐就知道了。
话虽如此,每个规则都有例外。是的,有些蛇是有毒的。研究最深入的是Rhabdophis属的物种,它们既有毒药又有毒液。例如,R. tigrinus能够吸收并储存它所吃的蟾蜍的毒素,并将其分泌到皮肤上以阻止潜在的捕食者。但如果警告信号甚至毒药都无法传达信息,那么这条蛇也配备了可能致命的毒液。

一条Rhabdophis chrysargos,展示了它如何利用毒液来获取它分泌的毒药。(鸣谢:Rushenb)
对于那些追求绝对精确的人来说,还有第三种毒素的子分类:毒射剂(toxungens)。由David Nelsen及其同事在他们2014年的论文非常简洁地概述,毒射剂是攻击性地使用的毒药,例如蟾蜍喷射毒药或某些眼镜蛇吐毒液。
由于在喷射毒素时没有造成伤口,它们在语境中不被视为“毒液”,但这些动物也不是任人欺负的。因为有毒物种积极参与其有害化学物质的递送,但它们并没有造成伤口,所以我们给它们一个特殊的类别。

Nelson等人2014年的一张实用表格,列出了这三个主要毒素类别的区别。
好了,这就是了。毒素(Toxins)是指在少量下造成伤害的物质。毒素有三个主要类型:毒液(venoms)、毒药(poisons)和毒射剂(toxungens),它们根据递送途径而不同(参见上表)。如果动物或植物拥有有毒的化学鸡尾酒,你可以给它们贴上适当的形容词标签——有毒液的(venomous)、有毒药的(poisonous)和/或毒射剂的(toxungenous)。
是的,有很多物种符合多个类别,例如有毒液和毒药的Rhabdophis蛇,或者有毒药和毒射剂的蟾蜍。在这种情况下,你可以根据语境使用最合适的词语;例如,如果你刚刚舔了一只蟾蜍想high一下,那么“毒药”是你摄入的物质最合适的词。但如果你戳了它,它把毒素溅到你眼睛里,那么你就可以获得一枚金星,因为你称这种野兽为“毒射剂”。

另一幅关于正确术语的出色漫画,由科学和自然漫画家Rosemary Mosco(Bird and Moon)创作。
既然您已经知道了正确的术语,我鼓励您去纠正您的朋友、家人和同事!不过,我得提醒您,尽量友善一些。您永远不知道他们可能接触到什么毒素……














