سم مهلک آرسنیک چگونه انسان را می‌کشد؟

سم آرسنیک از قرن‌ها پیش به علت آنکه تقریبا فاقد طعم و بو است و در طول قرون وسطی تا دوره رنسانس افراد بسیار زیادی با استفاده از آن به کام مرگ فرستاده شدند، همیشه هاله‌ای از بدنامی به همراه داشته است. اما تاریخچه پشت این سم مهلک چیست و عملکرد آن در بدن چگونه است؟

آرسنیک عنصری طبیعی است که به وفور در پوسته زمین یافت می‌شود. شکل خالص این ماده حالتی جامد اما شکننده دارد، خاکستری رنگ است و در محیط خود عموما با عناصر دیگری نظیر اکسیژن، کلورین، سولفور، کربن و هیدروژن ترکیب می‌شود.

ترکیبات ذکر شده از آرسنیک اغلب به شکل پودری بی‌رنگ دیده می‌شوند که مزه خاصی هم ندارد و در عمل نمی‌توان وجود آن را در غذا، آب یا هوا تشخیص داد.  

چند برگ از تاریخ مرگبار آرسنیک

این ماده شیمیایی به شکل تاریخی هم لقب «پادشاه سموم» را به خود اختصاص داده و هم صفت «سم پادشاهان» را یدک می‌کشد زیرا قدرت کشندگی این ماده باعث کسب محبوبیت در میان حکمرانانی شده بود که به دنبال راهی جهت حذف بی‌سر و صدای رقبای خود بودند.

به همین ترتیب داستان‌های تاریخی بسیاری از به کارگیری سم مذکور نقل شده‌اند، برای مثال «جیمز ورتون»، مورخ حوزه پزشکی و درمان در کتاب خود با عنوان «قرن آرسنیک» به افسانه «نرو»، امپراتور رومی اشاره داشته که برای خلاص شدن از شر برادر ناتنی 13 ساله خود یعنی بریتانیکوس، در سوپ او آرسنیک ریخت.

از سوی دیگر شایعات تاریخی گویای آن هستند که خاندان‌های اشرافی و متنفذ ایتالیایی مانند مدیچی و بورجا نیز با استفاده از این سم سر رقبای خود را زیر آب می‌کردند. به بیان دیگر به کارگیری آرسنیک جهت قتل تا قرن هجدهم و همزمان با پیشرفت علم شیمی جهت تشخیص این سم در بدن، به طرز حیرت‌آوری گسترده بوده است.

امروزه نیز موارد مسمومیت با آرسنیک بیش از آنکه عامدانه باشند، سهوی هستند و برای مثال مردم مرتبا با نوشیدن آب از مناطقی که سطح آرسنیک حل شده در مواد معدنی آن بالا باشد، دچار مسمومیت می‌شوند.

یکی دیگر از موارد تصادفی مسمومیت با آرسنیک تماس داشتن با خاک یا غبار آلوده است، همچنین بعضی مواد خوراکی مانند برنج یا برخی میوه‌ها هم قادرند مقادیر نامعمول و خطرناکی از آرسنیک را به وسیله خاک جذب کنند.

علت سمی بودن آرسنیک و عملکرد آن در بدن

لازم به ذکر است که تاثیرات مرگبار این سم به نزدیکی این ماده شیمیایی با فسفر در جدول تناوبی عناصر بی‌ارتباط نیست. آرسنیک و فسفر ساختار اتمی و خصوصیات مشابهی دارند و هر دو دارای موادی شیمیایی هستند که در برابر عملکرد سلولی انسان حکم کلید برای قفل را دارند.

با این وجود یک تفاوت عمده میان این دو ماده شیمیایی وجود دارد، هرچقدر فسفر برای بشر حیاتی است آرسنیک در جهت مقابل مرگبار است.

«آرسنیک در بسیاری از واکنش‌های بنیادی شیمیایی در بدن موجودات زنده، به سادگی می‌تواند جایگزین فسفر شود و آنها را مختل کند. امر مذکور بدین معناست که آرسنیک به عنوان یک سم فراگیر در برابر حشرات، گیاهان و یا تقریبا هر شکلی از حیات قابل استفاده است.»

مارک جونز مشاور حوزه شیمی و عضو انجمن شیمی آمریکا

فسفر به سلول‌ها کمک می‌کند تا adenosine triphosphate (ATP) تولید کنند، ماده‌ای که منبع انرژی تمامی انواع شناخته شده حیات به شمار می‌رود. حال آرسنیک نیز با تقلید تعاملات شیمیایی فسفر، یعنی زمانی که آنزیم‌ها با استفاده از اکسیژن کمک می‌کنند تا انرژی موجود در گلوکز آزاد شود، می‌تواند روند مذکور را تغییر دهد.

مارک جونز به بیان ساده‌تر توضیح می‌دهد اگر آنزیم‌ها و مواد شیمیایی که این آنزیم‌ها بر مبنای آنها عمل می‌کنند را قفل و کلید فرض کنیم، آرسنیک مانند کلیدی عمل می‌کند که به درستی ساخته نشده، اگر وارد قفل شود نه تنها آن را باز نمی‌کند بلکه آنجا گیر می‌کند و اجازه ورود کلید دیگری را هم نمی‌دهد، بدین ترتیب این سم می‌تواند مجاری شیمیایی حیاتی را مسدود کند.

آرسنیک با انسداد شیمیایی این قفل‌ها که در واقع همان سلو‌ل‌ها هستند، تقریبا به تمامی اعضای بدن آسیب می‌زند. در این حالت مسمومیت با مقادیر بالای این ماده شیمیایی علائمی چون استفراغ، اسهال، کاهش آب بدن، شوک، ریتم غیرطبیعی تپش قلب و همچین از کار افتادگی اعضای متعددی از بدن را شامل می‌شود که ممکن است در نهایت منجر به مرگ شود.

همچنین استفاده بلند مدت از منابع آبی آلوده به این ماده می‌تواند بیماری‌های پوستی، افزایش خطر ابتلا به دیابت، فشار خون بالا و چندین گونه از سرطان را به همراه داشته باشد. با این حال گفتنی است که مسمومیت آرسنیک در صورت اقدام سریع قابل درمان است.

در پایان بد نیست بدانیم درمان آرسنیک از طریق dimercaprol صورت می‌گیرد، پادزهری که توسط دانشمندان بریتانیایی طی جنگ جهانی دوم و جهت مقابله با سلاح‌های شیمیایی مبتنی بر آرسنیک ساخته شد.