知乎日報：生活中的毒生物鹼

　　寫這篇文章的初衷是因為這個答案似乎還比較受歡迎：

　　古代的蒙汗藥是什麼成分?

　　當然無論是評論區還是日報的評論區，都覺得這個答案有點過於枯燥了。當然實際上也是不得不枯燥，因為這些都算是藥物化學的基礎知識，和書本上的內容沒有什麼太大的差別;東莨菪鹼實際的提取方法確實我覺得也不合適在知乎上説(雖然不妨隨便就能查到)。

　　二、

　　生物鹼是存在於自然界，尤其是植物界中的一類含氮的鹼性有機化合物。絕大部分生物鹼都有光學活性，而且不同光學異構體的性質差異顯著。

　　生物鹼是天然產物中非常非常重要的一類，和每個人的生活都息息相關。有人可能會來説了，説：“不對，我的生活裏就沒有生物鹼，我都不知道那是啥!” 當然，因為大眾媒體一般不會提到生物鹼，這個名詞對於普通人來説很陌生啊。

　　生物鹼大多數都有特殊的生物活性，也是大多數中草藥、土藥的主要有效成分。生物鹼的發現和應用可能是藥物化學領域僅次於抗生素的偉大創舉。當現代有機合成突飛猛進的發展之後，生物鹼就成了研製新型藥物的素材來源。

　　現在有相當一部分常見藥品，都是對天然的生物鹼進行結構修飾之後的產物。比如很多複方感冒藥中的有效成分麻黃鹼;如那個答案裏提到的 M 受體拮抗劑阿托品;比如小檗鹼，也就是黃連素;比如更多人知道的，非酒精飲料的精神內核，咖啡因。等等等等。

　　當然同時，有毒生物鹼也絕不在少數，其中不乏十分兇險的劇毒毒物——這些毒物也是在化學合成藥品出現之前，古今中外的各路“英雄豪傑”出門在外、居家旅行、殺人越貨的必備佳品。

　　三、

　　第一個例子，嘌呤類生物鹼，也是現代飲料文化的核心——咖啡因 Caffeine：

　　咖啡因的系統命名是 1,3,7- 三甲基黃嘌呤，又叫咖啡鹼，直接生物來源是咖啡果和茶葉。實際上非常多的植物中都含有咖啡因的類似物，這些植物中有相當一部分被世界各地的人們用來製作飲料：

　　( "Coffee Flowers" by Marcelo Corrêa - This photo was taken in November-2002 by Marcelo Corrêa. Licensed under CC BY-SA 3.0 via Commons - File:Coffee Flowers.JPG)

　　結構類似的還有茶鹼 Theophylline：

　　和可可鹼 Theobromine：

　　咖啡因在肝臟中代謝，其代謝產物就是茶鹼、可可鹼和黃嘌呤。這仨長得非常相似啊，實際上其藥理作用也基本雷同，就是中樞興奮劑。小劑量的咖啡因作用於大腦皮質的高位的中樞，可以使人精神興奮，消除疲勞，而且可以改善思維，睡意也會減輕。咖啡因還有擴張支氣管和利尿的作用。

　　大劑量的服用咖啡因有可能產生一些不良反應。因為其中樞興奮作用，所以可能會使人覺得噁心、頭痛、失眠。單次的大劑量的服用咖啡因，或者一次性特別大量的飲用含有咖啡因的飲料的話，有可能產生焦躁不安，肌肉震顫，耳鳴，心悸以及驚厥的反應。當然，咖啡因舉在這裏也就是為了説明生物鹼離你的生活有多麼近而已。咖啡因的毒性相對下面要説的東西來説，那簡直是非常良心了。

　　咖啡因的提取也就不用説了，泡茶……實驗室做咖啡因提取也是非常簡單方便的，可以拿來當教學實驗來做，教大家怎麼用索氏提取器。

　　四、

　　第二個例子，也是非常出名的，地球人都知道的，異喹啉類生物鹼，鴉片類毒品的帶頭大哥——嗎啡 Morphine：

　　嗎啡是罌粟果滲出液的主要成分，最早被發現的生物鹼之一，也是現今幾乎在所有國家都受到嚴格管制的中樞鎮痛藥。阿司匹林這種外周鎮痛藥和嗎啡的作用相比完全不在一個量級。

　　("Slaapbol R0017600" by Me - I took this photo in Den Haag. I cut the seedbox and a white milk dripped out. I am not aware of the laws on this topic, to err on the safe side I didnt harvest it.. Licensed under Public Domain via Commons - File:Slaapbol R0017600.JPG)

　　嗎啡的毒性主要體現在反覆服用之後的成癮性。嗎啡的急性致死量在 250mg 左右，過量服用的話會有嚴重的呼吸抑制，如果不及時搶救的話很容易因為呼吸麻痹而死亡。

　　類似物可待因 codeine，或者叫甲基嗎啡，作用比嗎啡本身就小很多了。甲基嗎啡是現在比較常用的鎮痛劑，鎮痛作用是嗎啡是 1/12 左右，但是仍然要比阿司匹林等解熱鎮痛藥強：

　　(這個圖是鹽酸可待因啊)

　　可待因的另一個應用就是止咳了。嗎啡和可待因都可以抑制腦幹中控制咳嗽的中樞(在延髓)，可以非常迅速的起到鎮咳作用，而且能夠維持數個小時;但是嗎啡是不論呼吸中樞還是咳嗽中樞都一起抑制了，而一般治療量的可待因對呼吸中樞的抑制則非常輕微。

　　大家耳熟能詳的毒品之王，海洛因，也是嗎啡類似物哦。

　　五、

　　高中生物課好好聽過課的同學都知道有個東西可以抑制植物細胞有絲分裂。 這個東西的來源，是非常漂亮的百合科植物秋水仙：

　　第三個例子，秋水仙鹼 Colchicine：

　　現在秋水仙鹼還是在當藥用，可以用來治療痛風，但是需要非常小心，控制用法用量。另外可以用於白血病、皮膚癌和乳腺癌的化療。秋水仙鹼的急性毒性遠非咖啡因這種東西可以比例的。

　　秋水仙鹼每天服用的劑量最大絕不能超過 6mg，患者必須定期檢查肝腎功能和血常規。一旦患者在服用秋水仙鹼期間出現了胃腸道反應，那説明已經是嚴重中毒的先兆了。秋水仙鹼的急性中毒反應很複雜，對血液、胃腸道、心臟、泌尿系統都有毒性。最顯著的可能是對呼吸中樞的抑制，一般中毒後不及時治療，死亡率也是比較高的。而且現今對秋水仙鹼的急性中毒是沒有特效解毒劑的。

　　六、

　　毛茛科植物一般都有非常小清新造型的花朵，但是同樣的，其中含有劇毒生物鹼的也不在少數。毛茛科的草本植物附子中就含有其中一種：

　　當然説附子有點像藥材了，實際上確實也是藥材，但是還有一個可能更加耳熟能詳的名字，就是烏頭。第四個例子就是非常兇險的神經毒物——烏頭鹼 Aconitine：

　　烏頭在希臘神話裏有非常崇高的地位。赫拉克勒斯把三頭犬刻耳柏洛斯(Cerberus)擰回陽間，刻耳柏洛斯看到陽光嚇得涎水吐了一地，然後涎水所流到的地方就長出了烏頭。

　　所有種屬的烏頭的所有部分，從根到花，都有很強的毒性，所以也有非常多的烏頭致死的案例。烏頭鹼可能也是可以和氰化鉀、百草枯相提並論的出場率非常高的毒殺藥和自殺藥(現在可能出場率不高了，因為不好弄到手)。

　　烏頭鹼現在在醫學上用來癌症的輔助治療，主要是用於鎮癌痛，因為他可以直接麻痹外周神經末梢，產生局部的鎮痛作用。口服烏頭鹼 0.2mg 即會產生中毒反應，致死量約為 2mg-5mg，作用非常迅猛和劇烈。內服烏頭鹼的主要反應是中樞劇烈興奮，並且直接作用於心肌，一開始心跳劇烈加速，而後轉為停跳。

　　烏頭鹼經過煎煮之後轉換為烏頭原鹼，毒性大大降低，這也是為啥附子、川烏是一味中藥的原因。但是如果煎煮不得當的話，仍然會導致超過致死劑量，造成事故。

　　七、

　　第五個例子，莨菪烷型生物鹼，見答案：

　　古代的蒙汗藥是什麼成分?

　　當然還有沒説完的。莨菪烷型生物鹼給多了也是能死人的，不僅僅是把人迷暈這點效果。

　　八、

　　馬鈴薯大家都吃過，發芽的馬鈴薯可能吃過的少，因為從小書上就説發芽的馬鈴薯有毒不能吃。其實確實，不怎麼能吃：

　　不怎麼能吃的原因不僅僅是因為看起來嚇人。實際上茄屬植物(馬鈴薯啊，茄子啊，西紅柿啊)中有很多非常重要的食用作物。而這些食用作物中有一部分就含有有毒的化學物質龍葵鹼 Solanine，而在未成熟的或者發芽的茄科植物中，龍葵鹼的含量會急劇升高：

　　龍葵鹼中含有三個糖環，所以也叫做配糖生物鹼。

　　龍葵鹼的主要毒性是胃腸道黏膜的刺激性和腐蝕性，以及中樞麻痹。中毒時的反應就是胃痛加劇，而且出現噁心、嘔吐和呼吸困難，全身虛弱，嚴重者就會死亡。龍葵鹼對人的致死劑量並不低，但是中毒劑量還是比較低的。

　　馬鈴薯中的生物鹼除了龍葵鹼之外，還有卡茄鹼 Chaconine，也是一種含有糖基的配糖生物鹼：

　　九、

　　鈎吻，馬前科葫蔓藤屬植物，是斷腸草的一種解釋。

　　同樣的，鈎吻也有非常漂亮的花，也有非常強的毒性。鈎吻中所含的有毒生物鹼主要是鈎吻鹼 Gelsemine：

　　雖然很多人把鈎吻叫做斷腸草，但是鈎吻鹼的最主要的毒性並不體現在胃腸道。實際上它並不能使人斷腸，不如刀子。鈎吻的主要毒性作用仍然是神經毒性，主要症狀還是呼吸抑制，致死原因仍然是呼吸麻痹。但是鈎吻鹼對呼吸的抑制不具有中樞性，在中毒者呼吸停止之後，其心臟還是會繼續跳動的——理解成憋死更直觀一些。

　　鈎吻鹼仍然是一種藥品，用來治療三叉神經痛。和秋水仙鹼一樣，因為本身毒性巨大， 所以在應用時必須要再三小心。

　　對於鈎吻是斷腸草的説法其實來自於《夢溪筆談》，實際上鈎吻在各地有不同的名字。有叫鈎莽的，有叫虎狼草的，有叫大茶藥的，等等等等。

　　十、

　　馬前科的另一個有毒植物是非常著名的馬錢子，又叫番木鱉。馬錢子沒有那麼漂亮的花，但是有長得非常可口的果實：

　　看這樣子至少也比橘子好吃。但是實際上生的馬錢子不僅非常之苦，而且其中含有毒性極強的吲哚類生物鹼，也就是第八個例子，馬錢子鹼 Strychnine：

　　馬錢子鹼過去在醫學上用作中樞興奮劑，用來治療偏癱和癱瘓。同時，有些患者注射鏈黴素之後可能會引起骨骼肌鬆弛，也可以用馬錢子鹼對抗。不過現在也不怎麼用了，因為馬錢子鹼的毒性非常大，而且排泄十分緩慢，容易在體內積蓄過量。

　　馬錢子鹼輕度的中毒反應是面部肌肉僵硬，四肢強直，雙腳內收。同時馬錢子鹼還會使呼吸肌羣(比如喉肌，比如膈肌)強直僵硬，使人的呼吸停止死亡。馬錢子鹼的致死量在 10mg 左右。

　　馬錢子鹼不僅可以毒人，還可以毒鼠。實際上馬錢子鹼的另一個名字就是毒鼠鹼，對一些害蟲也有效果。

　　十一、

　　毒芹，這個名字都帶毒字了，實際上外觀還是非常小清新的：

　　("Cicuta virosa 001" by H. Zell - Own work. Licensed under CC BY-SA 3.0 via Commons - File:Cicuta virosa 001.JPG)

　　毒芹中還有數種有毒生物鹼，其中就包括了第九個例子，毒芹鹼 Coniine：

　　毒芹鹼可能是今天列舉的所有生物鹼中化學結構最簡單的。歷史上最有名的被毒芹鹼毒死的人名字叫蘇格拉底。古希臘經常用毒芹榨汁來處決一些有身份的犯人，不過同時他們也用這種東西來解痙。

　　天然毒芹鹼都是右旋體，有特殊臭味。致死量在 60-100mg 左右，主要是神經毒性，麻痹運動神經末梢和脊髓。中毒者的表現是虛弱無力、呼吸減慢，最後是因呼吸停止而死。相對於一些有強烈胃腸道反應的毒物來説，毒芹鹼的中毒反應還是比較體面的。

　　十二、

　　咖啡因之外，另一個現代文明的象徵煙草中也含有一種特殊的劇毒生物鹼。

　　煙草裏的生物鹼，那應該叫什麼呢?叫煙鹼。或者還有一個更熟悉更親切的名字——尼古丁 Nicotine：

　　茄科植物中有毒的居多。東莨菪鹼也好，龍葵鹼也好，還是煙鹼也好，都是來自茄科植物。煙鹼的最重要應用，是做殺蟲劑。農村經常有用 98%煙鹼濃溶液殺蟲的，效果還不錯。

　　煙鹼是煙葉中的重要成分，無色無臭，透明而且容易揮發。對水生生物的毒性一般，但是對昆蟲有很高的殺蟲活性。主要的作用機制仍然是神經毒性，作為觸殺劑，與昆蟲體表接觸就可以發揮殺蟲效果。

　　對人一樣有效果，大鼠口服 LD50 為 50mg/kg。一次性施用大量的煙鹼，最終患者也是因呼吸肌麻痹而導致的呼吸衰竭而死。煙鹼對 N 膽鹼受體有激動作用，但是臨牀上沒有應用價值，和 M 膽鹼受體激動劑比如毛果芸香鹼(可以治療原發性青光眼)的地位完全不一樣。

　　十三、

　　説了這麼多有毒的生物鹼，發現全是植物中的，動物中就沒有毒性非常高的生物鹼嗎?當然也不是沒有。不過動物毒素裏有毒蛋白佔了大頭，有毒生物鹼就比較少了，不過個個都是鼎鼎大名，比如甾體生物鹼的箭毒蛙毒素，比如下面要説的河豚毒素 Tetrodotoxin：

　　河豚毒素同樣也是劇毒的神經毒素，其實不僅在河豚體內有，在很多魚類體內都有。但是實際上現在也有研究表明河豚毒素並非來自這些魚類自體，而是來自一種共生的細菌(河豚毒交替假單胞菌 Pseudoalteromonas tetraodonis)。

　　河豚毒素的特點是中毒發作迅速，一般在食用後十多分鐘內發作。首先是皮膚酥麻和刺痛，然後迅速轉為全身的廣泛肌肉麻痹，並且出現胃腸道反應。嚴重急性中毒則是呼吸肌麻痹，甚至血壓下降和循環衰竭。

　　河豚毒素一度被認為是毒性最強烈的天然非蛋白毒素，現今無論國內國外都沒有針對性的解毒劑。但是河豚毒在體內降解和排泄非常快，一般情況下只要河豚毒素中毒者 8 小時未死亡，就大多可以恢復——不過實際上這種人也不是很多。食用河豚中毒的事件還是屢有報導的，前面説的馬錢子鹼，可以用於治療河豚毒素造成的肌肉麻痹。

　　十四、

　　寫了這麼多，其實大部分在我國 A 級有機劇毒物品名錄上的生物鹼都提到了。咖啡因和龍葵鹼除外，剩下的 9 類生物鹼都是 A 級有機劇毒物品——嗯，包括用作蒙汗藥的東莨菪鹼，包括用作滴眼藥的阿托品。

　　不過實際上生物鹼的劃分範圍並不是非常明確。有的人認為氨基酸衍生物，或者維生素的衍生物也可以算作生物鹼。不過現在來看，從名字上判斷還是比較明確的，就是中文名稱前面是一種植物後面帶鹼字的，絕大多數都是生物鹼;英文則是以詞綴 -ine 結尾。 動物毒素習慣上是以 -otoxin 結尾，不論是否是生物鹼了。

　　A 級有機劇毒物品名錄上，還有毒扁豆鹼，毛果芸香鹼，麥角類生物鹼，藜蘆鹼，和雷公藤鹼。實際上天然產物中的有毒物質實在太多太多太多，寫在 A 級有機劇毒物品名錄上的，除了生物鹼之外，還有大量的有毒糖甙類物質，比如毒毛旋花甙，洋地黃毒甙，地高辛，花青甙，等等。動物毒素那就更是五花八門，毒氨基酸類的蟾毒素，還有大量的毒蛋白和細菌毒素。總的來説天然產物這邊是兇險異常的。

　　有機毒素的特殊性在於，他們大多數都是依靠急性神經毒性發揮作用，而無機毒物則大多數是依靠無差別的細胞毒性。

　　關於有毒生物鹼的科普文章似乎還真的不少，貼吧，果殼裏面有一大堆。還有一些科普雜誌裏面也有介紹。

　　最後還是囑咐一句，這些都只是科普知識，不要當作用藥依據，有病上醫院;也不要自己在家裏提着玩。

　　十五、

　　我本身是想託大寫一寫生物鹼和現代藥物化學的關係的，不僅僅是有劇毒的，還有那些日常用藥中就能見到的。但是發現這個題目實在是太大了，稍微深入一點就能寫一本書。

　　我發現知乎上化學行業之外的人對化學最感興趣的，除了和生活息息相關的比如食品添加劑、化妝品之外，無外乎兩方面，炸藥和毒藥。炸藥不是我所熟悉的領域，我也需要更多的學習;毒藥這邊我可能知道一點，但是也不比課本知道得多。可能學醫的同學會知道得多一些，但是化學話題下面卻總是有關於這種毒藥那種毒藥的問題——可能大家都認為既然這是化學物質，你們學化學的就得知道這些東西有啥用吧。

　　雖然我現在走的不是天然藥物化學這條路，但是我小時候確實對植物中化學成分的提取很感興趣。儘管我在知乎上多次發表對 DIY 實驗黨的不利言論(其實也不算多不利吧)，但是我小時候也算是一個自己在家裏做實驗的人——當然主要不是鋁熱或者炸藥，而是天然產物的提取(純化不了，沒法過柱子)。葉綠素啊，黃芩苷啊，這些都是非常方便做的東西，廚房裏的東西都可以做的，一些簡單的“提”和“沉”的操作，比中藥熬湯也複雜不到哪兒去，如果對產品要求不高的話。