Гельвелловая кислота содержится в каких грибах

Интерес к гельвелловой кислоте пришел во время еды. А еда состояла из поджаренных строчков. Дело было прошлой весной, мы только приехали на дачу, и жена набрала грибов прямо на лужайке у крыльца. Счастье такое выпало впервые, но под впечатлением от разговоров с соседом сама она грибы даже не попробовала. Что же это за кислота, из-за которой строчки на всякий случай пришлось отваривать до потери аромата?

Ищущий да обрящет

Поиск информации о грибах может оказаться занятием не менее увлекательным, чем сбор самих грибов. Здесь есть место азарту, упованию на удачу, разочарованиям или радостям. И, само собой, «места знать надо». Для начала заглянем в энциклопедии. Вот в Малой медицинской как раз нашлось: «Гельвелловая кислота (Helvella — род грибов) — ядовитое вещество, содержащееся в некоторых грибах (строчки и др.) и обладающее сильным гемолитическим и гепатотропным действием». В Большой медицинской (3-е издание, 1977) отдельной статьи на этот счет нет, но в статье «Грибы» сказано, что непроваренные и непросушенные строчки содержат гельвелловую кислоту (C12H20O7), вызывающую тяжелые отравления. Симптомы легких отравлений начинают проявляться через 6—10 часов (ощущение боли в области живота, слабость, тошнота, рвота иногда с желчью, иногда понос). В тяжелых случаях на вторые сутки отмечаются желтушность (между прочим, признак для судмедэкспертизы), увеличение печени и селезенки, головные боли, потеря сознания, оцепенение и судороги. Летальный исход при этом (до 30% случаев) может наступить через 4—7 суток и сопровождается комой, сердечной недостаточностью. В химических русскоязычных энциклопедиях и словарях гельвелловую кислоту вы не найдете, но вот в статье «Яды» из Химической энциклопедии (1998) написано: «Различные виды строчков (например, Gyromitra esculenta) содержат один из простейших ядов гирометрин CH3CH=NN(CH3)CHO, симптомы отравления которым такие же, как и при действии ядов бледной поганки».

Как же получилось, что у медиков и химиков формулы яда оказались разными? За ответом после нескольких не очень удачных прогулок по Интернету пришлось отправиться к первоисточникам.

Иногда, чтобы наполнить корзинку грибами, приходится истоптать по чащам все ноги, а, возвращаясь, прямо на краю леса наткнуться на целую полянку крепких и молоденьких, скажем, подосиновиков. Старые выкинуть жалко, а новые некуда пристроить. Так получилось и с этим литературным поиском. Когда вопрос прояснился и замысел воплотился в рукопись, готовый ответ нашелся на диске архива «Химии и жизни» (1982, № 5). Попереживав, я все же вернулся к замыслу — ведь терпения и везения кому-то может и не хватить.

Смена формул и названий

Нетрудно заметить, что названия ядов и грибов похожи. Это не случайно: согласно давней традиции, химики называют вещества природного происхождения по имени объекта, из которого они впервые были выделены. В 1885 году, когда Р.Бом и Ф.Кюльц открыли (а точнее, придумали) гельвелловую кислоту, они ориентировались на старое название строчков — Helvella esculenta Pers. 1800. Исследование Бома и Кюльца по тем временам, возможно, было и на уровне, вот разве что уровень был ниже теперешнего. Миновало восемьдесят лет, и там же, в Германии попытались воспроизвести (1965—1968) их результаты. При этом для начала на диссертационную работу С.Франк (Дрезден) было потрачено 105 кг строчков. Результат оказался отрицательным, то есть никакой двухосновной «Helvellasaure» C12H20O7 обнаружено не было. Видимо, за нее приняли неразделенную смесь органических кислот.

Истратив еще 25 кг грибов и заменив при извлечении воду на спирт, авторы (помимо Франк в работе принимали участие профессора биохимии и фармацевтики из ГДР и ФРГ П.Х.Лист, П.Люфт и У.Фреймут) все-таки выделили яд. Это был родственник ныне широко известного гидразина, который и назвали гиромитрином (или гирометрином, если верить Химической энциклопедии). Современное научное название строчкам Gyromitra esculenta (Pers.) Fr. 1849 дал Е.Фриз, Helvella он заменил на Gyromitra, а вот esculenta, в смысле съедобный, оставил.

По оценкам Листа и соавторов, содержание гиромитрина составило 0,15% от массы свежих строчков. По другим данным, оно на порядок ниже (около 0,01%). Действие яда было проверено, и как полагается, выполнен встречный синтез. Однако в грибах гиромитрина в свободном виде нет, он там каким-то образом связан в виде нерастворимого, нелетучего протоксина. Выделяется гиромитрин лишь при обработке грибов, в том числе и кулинарной.

С тех пор как было установлено, что никакой гельвелловой кислоты в природе нет, прошло уже 40 лет, но в Интернете на половине сайтов, открывающихся на слово «строчок», она есть. Даже в тех немногих, где рядом также упоминается и гиромитрин, до сих пор можно встретить такое: «До открытия гиромитринов долгое время считалось, что ядовитое действие строчков вызвано присутствием в них гельвелловой кислоты общей формулы C12H20O7, однако она оказалась нетоксичной». Подобные высказывания окончательно укрепили мою решимость вернуться к оставленной было теме.

Простейшие яды

Практическое применение производных гидразина разнообразно, поэтому их токсические свойства активно исследуют. В число исследуемых попал и гиромитрин — цикл работ по нему в США выполнил Бела Тот. Он показал, что при полном гидролизе гиромитрина (а это может произойти и в кастрюле, и у человека в желудке, см. рис. 1) образуется монометилгидразин СH3(H)NNH2, или ММН — вещество, известное как компонент ракетного топлива. В этом же качестве применяют и несимметричный диметилгидразин (СH3)2NNH2 — компонент гептила и аэрозина 50. (Он более летуч, так как кипит при 63,1оС против 87оС для ММН: в технике это имеет значение.)

Понятно, почему отравление строчками по проявлению и тяжести подобно отравлению ракетным топливом, разница лишь количественная. Гиромитрину требуется время, чтобы гидролизоваться в более токсичные продукты. Печень успевает их частично разрушить до того, как они навредят, поэтому общая токсичность гиромитрина с поправкой на разницу молекулярных масс заметно ниже, чем у ММН. Мы не станем вникать в тонкости метаболизма (детоксикации), обусловливающие такие различия, хотя они и весьма любопытны. Например, цыплята почти полностью толерантны к строчкам.

Организм человека плохо справляется и с гиромитрином, и с его метилпроизводными. Это видно из таблицы, где сопоставлены данные по LDL0 людей c LD50 животных. Напомню, что LDL0 — минимальная летальная доза — устанавливается по единичным событиям, а LD50 — доза для 50 %-ной вероятности такого исхода.

Токсичность гидразинов

Монометилгидразин из всех наиболее токсичен. Для диметилгидразинов разброс данных оказался большим, но их токсичность меньше, чем у гидразина. По пессимистическим прикидкам, для смертельного отравления взрослому человеку может хватить около 800 г сырых строчков, а ребенку — всего одного грибка (у детей не только вес меньше, но и LDL0 вдвое ниже).

Гидразин и его производные подозреваются в канцерогенности для человека, хотя она установлена лишь на лабораторных животных. Сказанное, естественно, справедливо и для гиромитрина. Интерес общественности к проблеме канцеротоксичности был повышенным, но это действительно проблема. Трудности понятны: активные эксперименты над людьми недоступны, а пассивные, то есть обследование статистики заболеваний по различным моделям, даже в случае профессионального (химического) рака на производствах не всегда доказательны. Экстраполяция данных с животных на человека если и возможна, то в исключительных случаях. Впрочем, чувствительность самих животных к канцерогенам также изменчива. Например, когда ММН вводили методом ингаляции, он оказался неканцерогенен для собак и крыс, но не для кроликов и мышей. А вот к симметричному диметилгидразину, напротив, собаки более чувствительны, чем кролики. По совокупности отнюдь не полных данных считается, что у самого гидразина и симметричного диметилпроизводного больше шансов перейти в категорию канцерогенов для людей, чем у ММН и гептила.

Помимо того что канцерогенность гиромитрина для человека вообще не доказана, строчки практически не создают такой угрозы просто из-за сезонной ограниченности употребления, ведь их едят весной, и то изредка. (Осенний строчок G. infula менее известен.) Чтобы за короткую мышиную жизнь гиромитрин успел проявиться, Б.Тот, например, кормил животных грибами долго и помногу — в расчете по 100 мг гиромитрина на килограмм веса в день. Для людей это запредельные дозы, превышающие смертельную раз в десять.

Тема разлитых ракетных топлив — для экологов дежурная. В самом деле, картины заражения гептилом территорий, примыкающих к ракетодромам, впечатляют («Химия и жизнь, 2006, № 11). Чтобы при упоминании о гиромитрине или о строчках не возникали одни мрачные ассоциации, дадим короткую справку. Гидразин, послуживший ракетным топливом для «мессершмитта» Ме-163 во второй мировой войне, сейчас при необходимости можно купить в аптеке. Отечественный препарат сегидрин, применяемый в онкологии, — это чистейший сульфат гидразина, а в США он допущен к употреблению в качестве биологически активной добавки, улучшающей самочувствие. Все дело в дозе.

Русская рулетка

Строчок, содержание яда в котором непостоянно, — гриб рискованный для употребления. Особенно если его готовить неправильно. У Ф.А.Брокгауза и И.А.Ефрона написано: «Некоторые французские и английские ученые приводят факты употребления в пищу сырых строчков без всяких дурных последствий. В России употребление строчков было постоянно безопасно. Ввиду таких противоречивых фактов более подробное изучение химических свойств грибов вообще и строчков в частности было бы желательно». Но вот в Нижнем Новгороде торговля и сморчками, и строчками с 26 апреля 2004 года на городских рынках запрещена (штраф 500—1000 руб.). Областная СЭС, по-видимому, исходила из невнимательного прочтения Медицинской энциклопедии — не из фактических данных, а из общих соображений о вредности «гельвелловой» кислоты.

В США официального статуса у строчков нет. На сайте FDA есть лишь предупреждение об их токсичности. Фигурирует всего один пример массового отравления на крупном банкете в Ванкувере (июнь 1991 года). К столу на 482 персоны подавали маринованные строчки и другие блюда из них, 77 гостей отравились, к счастью, не смертельно. Профессор-миколог из Висконсинского университета Том Волк вообще считает, что закусывание строчками — это «русская рулетка», то есть занятие весьма рискованное. По данным медицинской статистики, в США сейчас ежегодно отравляются строчками примерно столько же людей, как на банкете в Ванкувере. Бывают и летальные исходы — в среднем один случай за год. Отравления фиксируют чаще на Среднем Западе, а дальше к западу строчки даже считаются просто съедобными. Надо думать, содержание гиромитрина зависит от условий произрастания гриба — чем они лучше (теплее, плодороднее почва), тем ядовитей строчок.

По-видимому, только в двух странах законодательно прописано положение о строчках. В Германии после открытия гиромитрина они строго запрещены как «безусловно несъедобные» вплоть до уголовной ответственности за их распространение («Химия и жизнь», 1982, № 5). Наверное, здесь учтен и исторический опыт. В литобзоре диссертации С.Франк воспроизвела хронику грибных отравлений, зафиксированных в Западной Европе за 1782—1965 годы — всего 513 случаев. Из них на строчки пришлось 14,5% смертельных исходов.

В Финляндии строчок — гриб условно съедобный. По закону в местах продажи на виду должны быть предупреждения об опасности для здоровья (наверное, такие же, как у нас на пачках сигарет), а в упаковку грибов надлежит вкладывать инструкцию по приготовлению. Все должно быть организовано так, чтобы покупатель не спутал строчок с безвредным сморчком, для которого никаких предосторожностей не требуется.

Сами эти грибы не так уж сложно различить: строчок приземистый и коренастый, его шляпка почти смыкается с почвой и ножки не видно. А сморчок стройный, с остроконечной шляпкой. Нередко путают названия: строчки называют сморчками, и наоборот, эти слова, как и грибы, чем-то похожи. Буквальный перевод английского названия строчка «false morel» — фальшивый (ложный) сморчок. В инструкции оговорено, что она относится к строчкам, выросшим только на территории Финляндии, перестраховка чувствуется и в других ее разделах. Особо указано, что сушка не обеспечивает полную безопасность и сушеные строчки надлежит отваривать так же, как и свежие. Кастрюля при этом не должна быть закрыта крышкой, но от нее надо держаться подальше, чтобы не вдыхать пар, в котором может оказаться ММГ. Воду следует брать с большим избытком — не менее 5 л на 1 кг свежих или 1 л на 50 г сушеных строчков. Отвар после 5-10-минутного кипячения вылить, а грибы, которые должны быть мелко нарезаны, промыть холодной водой. Для большей безопасности процедуру следует повторить.

Химия вареного строчка

Для того чтобы понять суть финской инструкции, нужно вернуться на тридцать лет назад. В 1974 году было выполнено специальное исследование динамики удаления гиромитрина из грибов (его результаты можно найти в медицинской базе данных Medline). Оказывается, после пятиминутного кипячения в избытке воды (по объему более 6 к 1 и при рН 7,8, то есть с небольшой добавкой соды) содержание гиромитрина (точнее, N-метил-N-формилгидразина) в строчках резко снижается и остается далее почти неизменным на уровне 0,002%. При длительной сушке токсин разлагается на все 99—100%. Так что если русские строчки приготовить «по-фински», гости уж точно насмерть не отравятся.

Завершим повествование в том же ключе. Сайты в Интернете, что грибы в лесу, можно найти всякие — но для них нет определителя. «Поганки», конечно, видны сразу, а «ложные», или, как в народе говорят, «сомнительные» — требуют осторожности. Поэтому каждый сайт надо открыть, посмотреть и самому решить, куда он годится. Я надеюсь, что собрал только хорошие.