农药「百草枯」到底是一种什么原理，不是应该只是除草吗？为什么喝一口就救不过来？

我特别有兴趣这方面的问题！

- 如果是杀昆虫的农药，同时还能杀人，还是可以理解的。
- 而，一个明明是杀植物的农药，怎么会对人这样致命的威胁呢？不科学呀！

【原本目的】：百草枯（paraquat），原本是用作叶绿体（chloroplasts）毒剂用的，也就是所有的绿色植物都会受打击。

【原本机理】：针对于叶绿体里面负责电子转移的Photosystem（下图的PS们）。当绿色植物接触了百草枯（paraquat）之后，这种物质进入了叶绿体（chloroplasts），导致一方面光合作用受阻没有ATP和NADPH等产生，最后没有糖类产生出来；另一方面，加重了氧自由基在细胞内的损害。

最后的结果，就是绿色的有叶子那类植物，枯萎凋亡。这就是除草剂的目的哦~

这就好比，在一个木质房子里，原来安装有一个壁炉。

壁炉里的木头和氧气发生着激烈地氧化还原反应（火焰），但无论如何，这火焰的范围仅仅限于壁炉内，周围的木质地板、木质家具等，都不会被火焰烧到而焚毁破坏。

但是，这个百草枯（paraquat），就相当于让“火焰”变得难以控制。壁炉内的“火焰”不断喷出炉门，燎着了地板和家具。随着地板和家具的起火，新的“火焰”在百草枯（paraquat）继续影响下，就更难以控制，恶性循环下去了...

整个屋子都焚毁 → 细胞损伤 → 细胞死亡

整个村子都焚毁 → 成片组织损伤 → 正常生理功能不全

以上都是针对植物的，现在说动物部分

百草枯（paraquat）这货，对动物还是植物，是分不清的。对于植物叶绿体里电子转移过程的干扰和毒性，一样可以发生动物身上。

但是，动物们说：“咱不是没有叶绿体（chloroplasts）吗？大哥否可以放一马？”

百草枯（paraquat）说：“别看耐们没有叶绿体，但我打的就是耐们那套类似的电子转移系统，啥线粒体（mitochondria）呀，啥氧化还原反应链，一样的，一样揍~！”

结果，动物们也成为了选择性不高的百草枯（paraquat）的攻击目标，同样被自己内部的“火焰”烧得：细胞损伤 → 细胞死亡 → 成片组织损伤 → 正常生理功能不全。

对人体来说，损伤最大的部分，无非就是代谢活跃的、氧气含量高的几个器官：心、肝、肾、肺。

虽然脑子也是典型的“代谢活跃、氧含量高”的脏器，但因为藏在一层非常严密的血脑屏障（blood-brain barrier，BBB）里面，比较完美地躲开了百草枯（paraquat）这个穿通血脑屏障不太行的货，基本可以安然无恙。

在“心、肝、肾、肺”四位倒霉蛋儿里面，肺的损伤是最突出的，也就是造成死人的第一原因。

如上图那个右上角的方块儿，氧气是需要从若干层细胞或间隙之中弥散过去，最终才能通过肺泡壁，达到下面血管里的红细胞中。

最里面一层，叫做肺泡细胞（pneumocytes）。

当被百草枯（paraquat）的“火焰”烧到之后，任何细胞都会肿胀，这层细胞也不例外。而这层肺泡细胞（pneumocytes）的肿胀，让氧气弥散变得异常困难，氧气不能顺利达到下面血管中的红细胞里，结果人就缺氧了。

这种缺氧是逐步发生的：

在一开始刚刚喝下百草枯的时候，病人还活蹦乱跳，因为肺泡细胞（pneumocytes）还没有肿胀起来，不缺氧。
一段时间之后，增厚的肺泡细胞挡住了氧气的弥散，缺氧就越来越严重了：
- 开始，稍微用力就呼吸困难；
- 然后，就算什么也不做也觉得憋；
- 最后，缺氧到了要昏迷、要心脏停跳的危险境地了...

这种情况下，理论上讲，最简单的治疗方式，就是提高吸入氧的浓度（FiO2）呗。

空气中氧气浓度是21%，在这浓度还不足以供氧的情况下，混入一些100%纯氧，来提高吸入氧的浓度（FiO2），比如到达40%、50%甚至更高，是不是不错的选择，对吧？

但是医生一定要注意到，平衡高浓度氧气和继续的肺部氧化损伤之间的关系，这就要见专业的ICU医生的功夫了！

最终，如果肺的功能实在太差了，就算再提高的氧气也不能维持生命了，该咋办？

ECMO这个货是可以用一用的

ECMO = extracorporeal membrane oxygenation，体外膜肺氧合。

但是，百草枯（paraquat）如果喝太多，肺部损伤已变得永久不可逆，这时就是要靠用ECMO烧钱续命了，看能不能找到一个合适的健康肺移植供体...

所以回答题主：“为什么百草枯喝一口就救不过来？”呢？其实，只要这一口的量足够多，会最终造成难以逆转的肺损伤，永久失去了氧气交换功能的病人，真的是很难救活的~

以上，就是百草枯（paraquat）最致死的肺损伤了，问题主不知道是否满意？

丨医学科普：要靠谱丨医学教育：要有用丨

我和协和急诊科的 @刘霜 还专门在【百歌医学直播间】录制了一个【免费公益】节目：喝了百草枯（paraquat），真就没救啦？（https://m.qlchat.com/wechat/page/topic-intro?topicId=2000001566562951），里面有更详细的介绍，欢迎大家随意听~ （似乎点击之后，需要微信扫个码儿啥的就可以听了）

★ 百草枯（paraquat）到底是什么？
★ 百草枯（paraquat）的毒性是怎么来的？
★ 人体哪里会受到这个农药的毒害？
★ 化身为一群百草枯分子，从口服开始，到排出体外，都做了哪些坏事儿？
★ 最重的损伤，就在肺！肺没有了，人能活吗？
★ 吃了百草枯，心肝肾肺，哪个更先能有医生能够注意到的损伤表现？
★ 什么决定了喝了百草枯之后，人的生死？如何有一个科学的判断？
★ 用两个例子，讲讲不同的命运和结局
★ 百草枯已经禁用了，兄弟“敌草快”又来了！会不会分不清呢？

Reference

• UpToDate
• 喝了百草枯（paraquat），真就没救啦？（https://m.qlchat.com/wechat/page/topic-intro?topicId=2000001566562951）
• Wikipedia

Peer Review
我请了和我年资相当，专业从事ICU的 @王郝 医生反复阅读了本文，他提出了如下修改意见：
① 原回答有关吸氧浓度的问题，说得有点儿太偏激了。
② 原回答肺移植的充足性和可能性问题。
③ 原回答ECMO图的问题。
以上已经根据王医生建议修改重整了~ （2018年8月23日）

有关什么是“Peer Review”，请见↓↓↓

首先谢谢邀请，过了很多天了才来回答很不好意思，实习前考试很多，抽空查了很多资料。

百草枯是一种快速毁灭性的农药，可以破坏绿色植物的叶绿体膜，是光合作用中止。植物的光和作用就和人呼吸吃饭一样重要，是提供能量的，没有光和作用植物就没有能量，植物很快会死亡。是一种很高效的农药，对绿色植物具有毁灭性的杀伤，但对非绿色植物却没有影响，且与土壤接触后很快失效，曾经广泛使用于农业中非绿色农作物的除草。

从另一方面来说，百草枯和敌敌畏这样对人和哺乳动物的伤害是很大的，所以目前已被国家下令禁止生产销售和使用。下面就来说一下百草枯进入人体后的作用机制、临床表现及预后。 百草枯易溶于水，所以只要是含水的器官组织都会被血液循环带去药物。而人体内60%都是液体，所以，进入消化道的百草枯会通过血液循环进入人体的各个器官和组织，这是危害大的一个原因；第二个原因是百草枯与器官组织的结合是不可逆的，且没有特效药，一旦结合病情就只能越来越重，无法逆转，所以病人多死于多脏器功能衰竭或呼吸衰竭。

百草枯进入人体后很快出现全身中毒症状：

1、肺部 肺的呼吸功能有赖于肺的扩张和回缩以此来完成吸气和呼气，吸入肺的空气到达肺支气管尾部的肺泡，通过肺泡细胞弥散入血液，所以肺泡细胞就决定着肺部的氧气能否到达全身，顺便说一下，身体的大部分细胞（成熟的红细胞无线粒体不能有氧呼吸，进行无氧呼吸）都需要氧气来进行呼吸作用产生能量以供代谢及生长发育，再次强调一下氧气对全身的重要性。然而，百草枯会选择性的作用于肺泡1型细胞和2型细胞，使肺泡上皮细胞受损，出血水肿，失去原有功能，无法为全身的细胞提供氧气；同时炎症发生，炎症细胞浸润，炎症进展出现肺纤维化（炎症会表现为变质、渗出、增生，纤维化是增生的结果，比如说皮肤破损会有瘢痕形成，瘢痕就是增生导致的），纤维化的肺弹性减弱，肺活动受限，不能像以前一样自由伸缩，所以吸气呼气收到影响，病人会呼吸衰竭，全身组织缺氧。而且给病人吸氧或气管切开供氧也没用，前头说了，肺泡没有功能了。 2、全身器官衰竭 人都是先生长发育到一定阶段（20岁左右）就开始衰老，主要是体内因为代谢产生很多自由基，而我们的清除功能是有限的，且清除功能日渐消减。很多百岁老人没有任何疾病但是终会死亡，就是因为体内自由基堆积导致的器官衰竭或是细胞凋亡，是生理性的。自由基是什么东西呢？它具有强氧化性，是细胞被氧化而失去结合氧进行代谢的能力，大宝护肤SOD蜜里的SOD具有清除自由基的功能，所以打的广告是延缓衰老，可以延缓衰老但是不能延长寿命，寿命大部分是由细胞的端粒的长短决定的，有点跑题……所以百草枯会使人体短时间内产生大量的自由基，而人体的清除功能无法代偿，于是全身的细胞在短时间内大量坏死，最终引起多器官衰竭。

关于为什么百草枯选择性的与肺泡细胞结合，就要涉及到分子学和基因学了，太深奥我也不懂。

医学界的前辈们目前研究出了很多治疗方法，如换血，透析，来把药物清除出人体，还有进行免疫抑制治疗，应用糖皮质激素抑制炎症反应，但是这些都只能减轻症状，不能根治，因为结合不可逆。而且治疗过程有很多并发症，如过敏，血制品造成感染，免疫低下，即使服用少，抢救及时，后遗症也是很严重的，如器官功能不全，终生不愈，对家庭和社会造成的影响都是非常巨大的。所以国家已经禁用了百草枯，但是其除草能力强，现在还是有偷偷卖的，最终害人害己。

考试了，狠心断了电脑的网，手机敲了一个多小时，用的都是自己的话，希望你能理解。我是知乎新人，第一次回答问题，也是第一次被邀请，再次谢谢你，希望这样的答案对你有帮助。