Gaz nervos

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

Sub definiția generică a nervului , în agenții nervoși englezi , includem organofosfați chimici volatili agresivi folosiți în scopuri de război.

Efectul lor toxic, adesea letal, se bazează pe inactivarea tranzitorie (agenți mai vechi) sau ireversibilă (compuși introduși mai recent) a enzimei acetilcolinesterază , care degradează acetilcolina. Acetilcolina mediază transmiterea impulsurilor din sistemul nervos către mușchiul din placa neuromusculară și în interiorul sistemului nervos în sine ( sinapse colinergice ).

Unele oxime, cum ar fi pralidoxima, sunt utilizate ca antidot împotriva intoxicației nervoase; în plus, unii concurenți ai receptorilor pentru acetilcolină, cum ar fi atropina , pot, prin inhibarea efectului acesteia, să limiteze daunele cauzate de nervi și astfel să salveze viața celor intoxicați. Atropina, o substanță obținută din fructele unei plante ( Atropa belladonna ), prin antagonizarea - la nivelul receptorului colinergic - a efectului acetilcolinei care nu mai este distrus de enzima inhibată de nervină, limitează efectele otrăvirii.

Istorie și evoluție

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Arme chimice .

Primele gaze nervoase au fost preparate de Bayer în Germania nazistă în deceniul 1934 - 1944 ( tabunul a fost sintetizat de Gerhard Schrader în Leverkusen între 1934 și 1936 în timpul cercetărilor care vizează dezvoltarea insecticidelor ); mai târziu cercetătorii americani și sovietici s-au dedicat și ei.

În momentul predării celui de-al Treilea Reich , aliații au luat în posesie câteva tone de gaze nervoase încărcate cu gloanțe de artilerie și depozitate în portul german Lubeck . Motivul pentru care naziștii nu l-au folosit în război încă presupune: știm că tânărul Adolf Hitler , la sfârșitul primului război mondial , era aproape orb în urma unui atac chimic inamic (a fost în timpul spitalizării sale militare Pasewalk care a aflat vestea armistițiului din 11 noiembrie 1918 care a pus capăt conflictului), pentru care există cei care susțin că erau nesiguri în legătură cu utilizarea lor de teama represaliilor și pentru experiența personală a efectelor devastatoare ale unor astfel de otrăvuri.

Producția de tabun a fost totuși întreprinsă la complexul industrial „ Rokita SA ”, în Dyhernfurth pe Oder (astăzi Brzeg Dolny , un mic centru polonez din Silezia de Jos lângă Breslau , tot polonez după 1946 , bombardat de anglo-americani pe 5 Februarie 1945 , pe măsură ce era pe punctul de a cădea în mâinile rușilor), în 1942 ; după conflict, obuzele încărcate cu gaz au fost scufundate în Marea Baltică și într-un șanț oceanic în largul Floridei .

În timpul războiului rece nu s-au folosit gaze toxice în Europa , dar americanii au fost acuzați că le-au folosit în perioada de doi ani 1951 - 1952 în războiul coreean (nu există dovezi tangibile ale faptului) împotriva chinezilor și nord-coreenilor. , precum și în războiul din Vietnam ( 1964 - 1975 ). Cu siguranță au fost folosiți de egipteni împotriva yemeniților de nord în perioada 1962 - 1965 și în mai multe rânduri de irakienii lui Saddam Hussein ( 1981 , 1984 , 1987 ) pentru a bloca ofensivele iraniene de pe Shatt al-'Arab . De asemenea, nu există dovezi ale utilizării lor concrete de către ruși împotriva rezistenței afgane ( 1979 - 1988 ) și de către vietnamezi împotriva cambodgienilor lui Pol Pot în perioada 1978 - 1989 .

Publicul a devenit conștient de existența acestor substanțe în 1968, în urma scurgerii accidentale de gaz de la un avion militar american care zboară peste Dugway , Utah . Cu acea ocazie, gazul (probabil de tip VX ) a exterminat instantaneu o turmă de oi . În 1998 , Statele Unite au bombardat o fabrică chimică din Sudan folosită oficial ca industrie farmaceutică cu o rachetă de croazieră Tomahawk , dar - după toate probabilitățile - destinată războiului, așa cum a făcut-o de mai multe ori în anii 1988 - 1992 cu fabrica Rabta ., în Libia lui Mu'ammar Gaddafi . În martie 2003 , președintele american George W. Bush și prim-ministrul britanic Tony Blair au folosit informații secrete despre presupuse arsenale de gaze toxice (declarate ulterior incorecte de Blair însuși), ca pretext pentru inițierea invaziei Irakului. Scopul destituirii Saddam Hussein ocupând militar țara din Orientul Mijlociu, dar astfel de arsenale nu au fost găsite niciodată.

În august 2013 , organizația umanitară „ Doctori fără frontiere ” a declarat că a găsit semne și simptome de otrăvire a nervilor în populația civilă din regiunile de est ale Siriei , cele dintre râurile Tigru și Eufrat . atribuit acțiunilor militare desfășurate de președintele sirian Bashar al-Assad , care însă a negat orice responsabilitate. [ fără sursă ]

Singurul atac terorist care, până în prezent ( 2010 ), a implicat utilizarea gazelor nervoase ( sarin utilizat în mod specific) a fost cel de pe metroul Tokyo din 1995 , de către adepții sectei Aum Shinrikyō .

Toxicitate

Pentru evaluarea eficacității (intenționată ca letalitate de acțiune) și a pericolului corelat al unei substanțe toxice, se face trimitere la indicele Haber (de la numele descoperitorului, germanul Fritz Haber ), sau la indicele semi-letal (IL / 2). Acest indice este obținut experimental din formula:

IL / 2 = [concentrație toxică în aer] * timp de expunere (minute) * VR / P,

unde "VR" este volumul respirator într-un minut, iar "P" este greutatea animalului în kilograme.

De vreme ce VR = K, adică este o constantă pentru un anumit animal în timp și păstrând constantă timpul de expunere la toxică, formula poate fi rescrisă după cum urmează:

t (expunere) = T,

adică:

K * T / P ~ VR / P.

Având în vedere volumul respirator constant în timp pentru orice animal și că animalul respiră o concentrație constantă de toxice în aer, se întâmplă că:

Δ [toxic] = ([toxic inhalat] - [toxic expirat]),

și că K * [toxic în aer] ~ Δ [toxic].

Formula finală este:

IL / 2 = T * Δ [toxic] / P,

adică:

T (min. Expunere) * Δ [toxic] / P (kg) = LD 50.

DL 50 = IL / 2 este valabil și în cazul în care "LD50" reprezintă doza semi-letală , adică doza toxică necesară pentru a provoca moartea la jumătate din subiecții expuși.

Având în vedere structura generală a organofosforului:

 R1 
                                                         |
                                                     S (O) = P- O [X]
                                                         |
                                                         R2

cu „R1” și „R2” care pot fi alchili , arii sau alte grupări (substituenți chimici), în timp ce „X” este reprezentat de gruparea acidă (P-nitrofenil, diclorovinil etc.), care se detașează în urma interacțiunii cu enzima țintă. Legătura caracteristică "P = S" este oxidată in vivo la "P = O" de enzimele microsomale hepatice , care biotransformează organofosforul într-un compus și mai toxic (proces de inducție sau activare metabolică). Într-adevăr, pe lângă reacțiile de activare metabolică, apar și reacții de dezactivare metabolică, cum ar fi hidroliza , dezalchilarea, deesterificarea etc. Rezultă că toxicitatea compusului chimic depinde de cantitatea relativă a acestuia disponibilă efectiv în siturile țintă, o cantitate care derivă din raportul de echilibru dinamic dintre reacția de activare și reacția de dezactivare.

Caracteristici similare organofosforului sunt deținute de carbamați , care posedă următoarea formulă chimică generală:

 R1-N-R2
            |
          O = CX

Caracteristicile toxicologice ale organofosforului și carbamaților se datorează inhibării enzimelor cu activitate esterazică , prin legătura cu reziduul de serină al sitului catalitic ( situl activ ) al enzimei. Această inhibiție, cu caracteristici biochimice similare cu cele ale reacției dintre enzimă și substratul adevărat (organofosforul se comportă ca un substrat fals, înșelând însăși enzima), este determinată de formarea inițială a unui complex enzimă-inhibitor („ complexul Michaelis ”), urmată de fosforilarea progresivă a sitului catalitic al enzimei și eliberarea, de către inhibitor, a grupării acide. Inhibitorul se fixează astfel permanent pe locul activ al enzimei, ascunzându-l de substratul adevărat, ceea ce îl va găsi in consecință inaccesibil („ greutate sterică ”. Singura diferență substanțială, care duce, de altfel, la un rezultat tragic, datorită implicațiile sale letale și care permit diferențierea dintre substraturi și inhibitori (competitivă și necompetitivă), constă în viteza de reactivare a enzimei libere, care este paralelă cu clivajul catalitic al complexului enzimă-substrat. acetilcolinesterază, responsabilă de modularea transmiterea nervului la nivelul sinapselor colinergice și a plăcilor neuromusculare, structuri care rămân blocate complet și permanent.

Războiul NBC

Războiul NBC este destinat să folosească arme strategice de distrugere în masă atât în contexte strategice, cât și tactice. Acest lucru este contracarat de apărarea împotriva armelor neconvenționale (NBC Defense), care - invers - are scopul de a continua operațiunile de război în teatrele de război în cauză, de a atenua daunele cauzate de un atac cu astfel de arme de supremație (toate armele NBC sunt de tipul „neconvențional”). Apărarea chimică constă dintr-un set de măsuri și proceduri care vizează prevenirea și, dacă acest lucru nu este posibil, limitarea și tratarea daunelor cauzate de substanțele chimice agresive. Termenul „NBC” a înlocuit „ABC” anterior (atomic - bacteriologic - chimic). Ramura războiului NBC care se ocupă în mod specific cu utilizarea substanțelor chimice agresive și a otrăvurilor de orice fel se numește „Război chimic”.

Agenții neurotoxici, pe de altă parte, sunt mai moderni și mai letali. Nervii pot fi urmăriți înapoi la ei. Cantitățile infinitesimale sunt suficiente pentru a ucide o persoană: există deja cantități foarte mici de greață , vărsături , diaree , crampe abdominale; în cantități crescânde, apare pierderea cunoștinței, însoțită de convulsii , stop circulator și respirator, paralizie și moarte ; totul se întâmplă în câteva minute.

Clasificarea nervilor agresivi

Organofosforul folosit în război poate fi împărțit în agenți unici (un singur compus toxic) sau, deoarece sunt sintetizați mai des astăzi din motive de secretizare a formulei chimice, precum și de siguranță în depozitare, în agenți binari (amestec de două, sau mai multe, inerte de gaz , individual dacă sunt inhalate, dar foarte letale dacă componentele individuale ale gazului sunt inhalate simultan). Aceste neurogazuri sunt, în general, încărcate în bombe de la avioane, în focoase de rachetă , în grenade (pentru tunuri , obuziere , mortare ) sau utilizate pentru pulverizarea de pe avioane sau elicoptere.

NBCFIG1.JPG

Acestea sunt gaze neurotoxice sistemice aparținând categoriei anticolinesterazelor ( sinaptice-toxice ). Acestea acționează prin modificarea permanentă a enzimei acetil-colină-esterază, blocând, de fapt, joncțiunile neuromusculare, toate sinapsele nervoase care conțin această enzimă și toate țesuturile care exprimă receptori de tip colinergic.

Efectele clinice datorate inhibiției colinesterazei și acetilcolinesterazei nu pot fi verificate in vivo în organele țintă (sinapse). Cu toate acestea, în sânge există două tipuri de colinesterază utile pentru o formulare de diagnosticare a otrăvirii acute de către esteri fosforici ai organelor (mult mai puțin valabilă, totuși, în diagnosticul otrăvirii cronice, de la doze subletale repetate în timp): eritrocitul acetilcolinesterazei (AChE) -sinaptice, „ colinesteraza adevărată ” și butilcolinesteraza plasmatică (ChE), „ falsa colinesterază sau pseudocolinesterază ”. În general, în analizele chimice de sânge de rutină se efectuează doza acestuia, care, fiind solubilă și plasmatică , este ușor de căutat, deși oferă un parametru brut al activității colinesterazei totale a organismului. Testul de eritrocit acetilcolinesterază este mult mai scump și nu se efectuează în mod obișnuit, ci doar la cererea specialistului. Eritrocitul acetilcolinesterazei este complet identic cu cel sinaptic (neuromuscular); cu toate acestea, inhibarea acestuia în țesutul „oglindă”, adică eritrocitele , de către esterii fosforici nu reflectă întotdeauna cea a țesutului „țintă”, sau a sistemului nervos , deoarece fiecare compus inhibitor are acces diferit la cele două districte anatomofiziologice respective. Mai mult, o variabilitate justă interindividuală a valorilor eritrocitelor acetilcolinesterazei este cunoscută de ceva timp, în timp ce amploarea acestei variabilități la nivel sinaptic este practic necunoscută. De asemenea, așa-numitul „ număr dibucaină ”, legat de activitatea colinesterazei este determinat genetic și, prin urmare, variabil de la individ la individ. Prin urmare, numai în cazul intoxicațiilor acute cu niveluri deosebit de ridicate de inhibare există certitudinea unui raport apropiat de unitate (aproape de 100%), care este respectat, între inhibarea enzimei din sistemul nervos și care, direct măsurabilă , în eritrocite (respectarea corelației). În cele din urmă, există o distribuție diferită a inhibitorului, în ceea ce privește distribuția concentrațiilor, în cele două districte menționate anterior și o diversitate marcată de comportament datorită unui posibil efect al terapiei specifice cu oxime , reactivatori specifici ai acetilcolinesterazei organofosforilate, care se încrucișează cu dificultate extremă a barierei hematoencefalice ; rezultă că dificultatea de a traversa bariera anatomofiziologică descrisă anterior de către antidoturi la toxic se reflectă într-o cantitate adesea insuficientă de antidot la nivelul sistemului nervos central, astfel încât nu poate neutraliza în niciun caz efectele letale. Pentru dozarea eritrocitelor acetilcolinesterazei în otrăvirea carbamatului, este necesar să se țină seama de timpul de înjumătățire scurt circulant al acestor compuși și, în consecință, de durata lor scurtă de acțiune, datorită inhibării reversibile a enzimei și a dificultății tehnico-analitice legate la posibila decarbamilare a complexului enzimatic in vitro , în timpul preparării probei biologice.

În cazul nivelurilor fiziologice sau a unei ușoare reduceri a nivelurilor de acetilcolinesterază, în prezența unui istoric și a simptomelor pozitive de intoxicație, trebuie preferat să se respecte criteriul de evaluare clinică și nu cel al dozajului concentrațiilor enzimei. Pseudocolinesterazele serice pot fi, de asemenea, inhibate de esteri organofosforici; totuși, deoarece acestea sunt enzime diferite de acetilcolinesteraza, ele pot fi inhibate de un anumit compus organofosforic într-o măsură mai mică sau mai mare, deoarece sunt și enzime cu un grad ridicat de polimorfism genic . Lipsa acțiunii fiziologice a colinesterazelor serice, pe lângă variabilitatea lor largă individuală, limitează utilizarea lor în scopuri diagnostice în caz de intoxicație acută. Doza lor ar putea fi totuși utilă ca test pentru expunerea la organofosfor care posedă o afinitate specială pentru aceste enzime.

Revenind mai strict la natura fizico-chimică a acestei clase de agenți de război agresivi, se pot observa câteva date interesante. Cerințele lor sunt:

  • un punct de fierbere scăzut, astfel încât tranziția lichid-vapori să fie instantanee și spontane;
  • o densitate mare în raport cu greutatea specifică a aerului ; această caracteristică le face potrivite pentru stratificarea în partea de jos, „la nivelul ochilor”; o stabilitate chimică - enzimatică și de mediu, astfel încât să nu le facă degradabile excesiv.

Persistența și, într-o măsură mai mică, pericolul acestor gaze sunt, prin urmare, atribuibile acestei caracteristici.

Gazele nervoase aparțin categoriei compușilor organofosforici (unele insecticide sunt, de asemenea, neurogaz; totuși, recent a apărut că este selectată o populație de insecte rezistente la aceste substanțe). Obuzele de artilerie și bombele sunt încărcate în prezent cu neurogaz de tip binar. În interiorul lor, amestecul gazos neurotoxic este creat doar în momentul exploziei, deoarece componentele gazoase individuale sunt inactive, deoarece, până în momentul lansării, sunt separate printr-o partiție de care se află un exploziv convențional ( TNT ) și o fuze. un atacant . Acestea sunt substanțe chimice neurotoxice sistemice agresive cu o putere fără precedent, cu o eficacitate înspăimântătoare, dar și cu un pericol extraordinar.

NBCFIG2.JPG

În cadrul clasei de nervi, se găsesc următoarele subclase:

  • TRILONI (AGENTI „G”): Toți sunt de tip non-binar și au fost sintetizați pentru prima dată în anii douăzeci 1930-1950, în principal de Germania nazistă , care însă nu i-a folosit în timpul celui de- al doilea război mondial ( dacă aliații au descoperit mai multe focoase de rachetă V2 încărcate cu triloni). Tabun inhibă 50% din colinesteraza eritrocitară (celulele roșii din sânge au o variantă „ izoenzimă ” a acetilcolinesterazei neuronale; enzima eritrocitară se numește „pseudo-colinesterază”, sau „falsă colinesterază”, pentru a o deosebi de varianta nervoasă, care este mai specifică și mai asemănător cu substratul) deja la o concentrație de 3,95 • 10 - 6 mg / kg corp; injectat la pisica anesteziată, provoacă scăderea tensiunii arteriale și bradicardie dacă doza este mai mare de 0,06 mg / kg de greutate; la animalul atropionizat (1 mg / kg) același efect apare doar la doza de 0,25 mg / kg, deoarece atropina concurează cu toxicul la nivelul țintei enzimei și crește rezistența la toxic cu 48%. Sarin este considerabil mai toxic decât Tabun , deoarece ea exercită o acțiune vagomimetic și perimetral (pe musculare muscarinici receptori ), precum și la nivel central (pe ganglionul sistemului nervos, care posedă nicotinici de tip receptori ). Prin urmare, Sarin este mai puțin selectiv decât Tabun, deoarece afectează atât receptorul muscarinic, cât și receptorul nicotinic. În doze mici, Sarin facilitează transmiterea neuromusculară (transmiterea impulsului nervos de la sistemul nervos la mușchi); la doze ceva mai mari îl paralizează ireversibil. Facilitarea indusă de Sarin este abolită prin curarizare ( curarea interferează la nivelul sinapselor neuro-musculare cu acțiunea Sarinului), în timp ce curarizarea poate fi îndepărtată cu Sarin numai la animalul atropinizat, dată fiind toxicitatea considerabilă a dozelor de Sarin. necesar.scop.

Deoarece unul dintre primele simptome cauzate de intoxicația cauzată de majoritatea anticolinesterazelor este defectul ocular de acomodare pentru vederea de aproape, acestei tulburări i s-a acordat o valoare de „lumină de avertizare” și în aproape toate armatele au fost instruite departamentele de luptă (și nu doar cele din primele linii) să-l recunoască imediat. În starea de vapori , anticolinesterazele de război nu traversează pielea intactă (cu excepția azoipritelor), în timp ce aproape toate trec ușor prin ea în stare lichidă (cu excepția Tabun), având în vedere lipofilicitatea structurii lor moleculare . Dintre fluorofosfonații de alchil, utilizarea, ca agent de război agresiv, a fost propusă mai presus de toate de diizopropil fluorofosfat (DFP) și, printre fluoroacetații de metil fluoroacetat, ca posibil vehicul pentru poluarea apei potabile , deoarece acești compuși sunt total inodor., lipsit de gust, incolor, nehidrolizabil, foarte toxic, deși nu foarte miotic .

  • AMITIONS SI EXTERIOR Tammelin (AGENȚI "V"):

Multe informații despre ele sunt acoperite de secretul militar, cu excepția unora, formula structurii lor chimice este cunoscută, de exemplu cea a VX . Toți sunt mult mai periculoși decât trilonii, deoarece sunt foarte solubili în grăsimi (traversează cu ușurință pielea), nevolatili, foarte persistenți și, mai mult, nu sunt detectabili de subiect, fiind incolori, fără gust, inodor. Ei pătrund rapid chiar și prin pereții caselor.

Agenții nervoși de război

  • AGENTI UNICI : sunt cei mai vechi (1934 - 1950) și includ Tabun , Sarin , Soman și VR-55 (un amestec sovietic de Soman, Ciclosarin și GV adsorbit pe hidroxid de aluminiu și pulbere de silice ). Acești agenți agresivi au fost descoperiți în urma studiilor asupra insecticidelor, în cursul investigațiilor de douăzeci de ani: de fapt, multe dintre aceste insecticide au o structură chimică similară și sunt dotate cu un mecanism de acțiune comparabil cu cel al agresorilor organofosforici. Toți derivații organici ai fosforului sunt substanțele cele mai toxice cunoscute: acționează cu un mecanism de acțiune identic, blocând activitatea enzimatică a proceselor vitale prin inhibarea neconcurențială a colinesterazelor. Nervii sunt - totuși - agenți subtili. Sunt lichide incolore și, cu excepția Tabun (care are un miros ușor de fructe) și Soman (care miroase ușor a camfor ), inodor. Dacă sunt prezente în aer la înălțimea unui bărbat, ele pot trece și prin mucoasa oculară, deoarece nu sunt hidrolizate de lacrimi (sunt rupte încet de apă). Inhibarea enzimei colinesterazice provoacă o acumulare a neuromediatorului chimic, acetilcolina, care este responsabilă în cele din urmă pentru moarte. Scăderea tensiunii arteriale (sângele) apare după vasodilatație masivă, spasme bronșice și crampe cu simptome de sufocare, tuse persistentă, mișcări oculare necoordonate, cianoză , vărsături continue, paralizie musculară tonică cu tetanism (mișcări musculare involuntare și de neoprit). Severitatea simptomelor este direct proporțională cu cantitatea de toxic absorbit; în orice caz, moartea are loc în decurs de 2-10 minute, în principal din cauza crizei cardiace (cu stop ulterior) și / sau a asfixiei din paralizia diafragmatic-intercostală. Injecțiile cu atropină și respirație artificială pot, în unele cazuri, să depășească criza.
  • tabun (N, N-dimetilfosforamidocianidat de etil): cunoscut sub numele de Agent GA, a fost primul nerv care a fost sintetizat de germani în 1934. Este, de asemenea, cunoscut prin codul "Trilone-83" și este un produs clar, inodor și incolor , solubil în apă, unde se hidrolizează încet, eliberând cianură de hidrogen (eliberează acest compus toxic pentru mitocondrii , organitele celulare responsabile de respirația oxidativă pentru producerea de energie, chiar în urma exploziei gloanțelor care îl conțin). Prin urmare, nu este doar un nerv, ci și un toxic clasic general. Nu poate traversa pielea intactă decât după o perioadă lungă de contact. LD 50 al acestuia (prin injecție intra-peritoneală) pentru cobai este de 0,6 mg / kg.
  • Sarin (izopropil metilfosfonofluorură): sintetizat de germani în 1939, Agentul GB este cunoscut și prin codul „Trilone-46” și are o toxicitate mult mai mare decât cea precedentă, cu un LD 50 (intraperitoneal) pentru cobaiul de 0, 4 mg / kg. Este, de asemenea, un lichid inodor și incolor, mai volatil decât Tabun și mai rezistent la căldură decât Tabun. Este produs prin amestecarea triclorurii de fosfor cu fluorură de sodiu și izopropil într-un solvent ( acetonitril ) care este utilizat pentru evaporarea acestuia.
  • SOMAN (metilfosfonofluorură de trimetilpropil): Agent GD, de origine sovietică, are o variantă mult mai „la îndemână”, Agent GF (forma sa adsorbită pe pulbere inertă, care constituie tipul VR-55). Este un lichid extrem de stabil, foarte puțin hidrolizabil (chiar și în prezență de alcali ), cu un miros ușor de camfor sau de fructe; are o culoare ușor maronie și apare foarte dens și vâscos. Este de aproximativ 10 ori mai toxic decât Sarin.
  • VR - 55 : Este o formă a Somanului menționat anterior.

Trilonii sunt înzestrați cu o toxicitate foarte mare, fiind practic anticolinesterazice indestructibile (durata medie de viață de multe zeci de ani). Sinteza lor se obține prin intermediul unei condensări alcoolice de tipul:

Radical alcoolic + Radical oxigen-fosforic → Organofosforic.

Formula lor structurală chimică generală arată astfel:

 R2
                 | °
          R1 - P = O / S
                | °
                X (F / CN / NH3 / OR3 / SR3)

Sunt moderat solubili în apă și, în medie, solubili în grăsimi, prin urmare, sunt capabili să traverseze pielea, iar subiectul este la fel de otrăvit, chiar dacă ar fi purtat masca cu gaz . Sunt destul de volatile și persistente, astfel încât sunt periculoase pentru cei care îi eliberează dacă vântul schimbă rapid direcția și îi împinge înapoi de la câmpul advers la emițător. Sunt hidrolizabile încet și moderat (inactivabile) într-un mediu alcalin ( pH > 7) și au o eficacitate foarte mare, deoarece sunt destul de rapide. Ei pătrund în toate materialele poroase, inclusiv pereții casei. Protecția eficientă împotriva lor se obține numai cu un costum complet special (război anti-chimic), care nu permite transpirația pielii și, prin urmare, este teribil de suportat în medii fierbinți sau fierbinți.

  • DFP (diizopropil fluorofosfat): alchil fluorofosfonați, această grupă include diizopropil fluorofosfat (DFP), solubil în apă, ușor hidrolizat într-un mediu alcalin (dar slab și lent în apă) formând acid ortofosforic diizopropilic și acid fluorhidric (HF). Este un lichid incolor, fără gust, cu miros aromatic, ideal pentru otrăvirea apeductelor și a rezervelor de apă. Este un inhibitor selectiv al pseudo-colinesterazei, cu un LD 50 intraperitoneal pentru cobai de 4 mg / kg.
  • AGENȚI BINARI : sunt cei mai recenți și au fost dezvoltați din anii 1950 de către britanici mai întâi și de americani mai târziu. Sunt cunoscute următoarele amițiuni, dintre care nu se cunosc toate detaliile specifice, fiind încă acoperite de secretul militar din motive de securitate națională, dar este cunoscută formula chimică a unora.
  • VX : Sintetizat în 1951 pentru prima dată în Marea Britanie , brevetul său a fost cedat curând Statelor Unite în schimbul ajutorului tehnologic în construcția primei bombe atomice britanice. La formula bruta del gas è la seguente: C 11 H 26 NO 2 PS (O-etil-S-[2-(diisopropilammino) etil]metilfosfonotiolato), e la sua variante più recente (metil tiofosfonato di S-dimetilamminoetile). È un gas binario in cui il principio attivo viene creato per miscelazione tra un composto di natura chimica top secret (principio "DF") con il diacetato.
  • VE : O-Etil-S-dietilamminoetil etilfosfonotioato
  • VG : conosciuto come Amiton, O,O'-dietil-S-dietilamminoetil fosfonotioato
  • VM : conosciuto come Edemo, O-etil-S-dietilamminoetil metilfosfonotioato
  • VP: O-[3,3,5-trimetilcicloes-1-il]-S-[piridin-3-il] metilfosfonotioato
  • VR: O-isobutil-S-dietilamminoetil metilfosfonotioato
  • VS: O-etil-S-diisopropilamminoetil etilfosfonotioato
  • EA-3148 (Sostanza 100A, VC ): O-ciclopentil-S-dietilamminoetil metilfosfonotioato

Esistono anche gli agenti VJ, VK, VN e VT ma non vi sono dati disponibili

NBCFIG9.JPG
NBCFIG3.JPG

Tutti gli amitioni e il Soman sono difficilmente antagonizzabili, poiché, a differenza degli altri gas nervini, provocano modificazioni sterico-strutturali nel sito attivo (catalitico) dell'enzima bersaglio, l'acetilcolina esterasi.

Antidoti

  • L' ossima , il composto chimico che rappresenta l' antidoto d'elezione in caso di avvelenamento da organofosforici, risulta efficace soltanto se assunta tempestivamente (vedi fig.3). Le ossime sono sostanze chimiche contenenti il gruppo =N-OH che derivano dalla condensazione di un chetone o di un' aldeide con l' idrossilammina , anche in ambiente non eccessivamente acido. In base al composto di partenza vengono, rispettivamente, distinte in aldossime e in chetossime. Le ossime non sono efficaci se somministrate tardivamente in caso di esposizione al Soman e agli Amitoni, poiché il primo distorce la conformazione spaziale dell'enzima, ei secondi occupano entrambi i siti catalitici dell'enzima; in ambo i casi, pertanto, non c'è possibilità per l'ossima di interagire con l'enzima, di qui l'estrema pericolosità di tali composti.
  • In caso di avvelenamento con questi composti, è d'obbligo il ricorso (vedi fig.4) all' atropina , un competitore per i recettori muscarinici rispetto all' acetilcolina . L'aggiunta dell'atropina è in grado di spiazzare il neuromediatore fisiologico (l'acetilcolina) dal recettore cellulare post-sinaptico. L'atropina va iniettata con un autoiniettore (siringa sterile precaricata) nei muscoli retti dell'addome (ai lati dell'ombelico), o nel muscolo quadricipite femorale (nella coscia appena sotto l'inguine).

Ovviamente, queste sopracitate sono misure terapeutiche post-esposizione al tossico; le misure profilattiche (preventive) pre-esposizione sono la condizione ottimale sul campo di battaglia, ma non è affatto facile essere in tali fortunate circostanze, poiché esse dipendono in modo assoluto dall'efficienza, dal tempismo, dalla tempestività del servizio informativo (la branca "spionistica" dei servizi di sicurezza).

Il quadro clinico dell'intossicazione da organofosforici è diversissimo, in relazione alla via d'introduzione del composto velenoso. Le manifestazioni cliniche sono sempre le medesime, comunque muta l'ordine di comparsa dei segni e dei sintomi clinici in base alla modalità d'assunzione del tossico.

  • TERAPIA : la terapia è, per definizione, sempre sintomatica (si verifica ad avvelenamento avvenuto), e si fonda sulla somministrazione di atropina (agente sul sistema neuromuscolare, periferico) e di benzodiazepine a lunga emivita (calmanti del sistema nervoso centrale e blandi sedativi, cui appartengono i ben noti Tavor e Valium ).
  • PROFILASSI PRE-ESPOSITIVA : la prevenzione primaria dell'avvelenamento è, invece, possibile unicamente se si riesce a individuare celermente il tipo di tossico agente in quell'istante preciso; infatti, il tipo di antidoto è specifico per quel tipo di sostanza tossica, al massimo per poche altre appartenenti a una identica classe farmacologica, o affini per struttura chimica e/o per modalità di azione. Come regola di massima, si può somministrare una sostanza che occupi il sito di legame dell'organofosforico sullo enzima; questa sostanza, però, non deve essere indistruttibile (vedi Fig.2, riquadro 2.1), bensì deve essere metabolizzabile dall'organismo (che, così, può liberarsene quando ha esaurito il suo compito protettivo) in modo da non essere essa stessa un nervino. Inoltre, tale sostanza deve essere lentamente metabolizzabile (infatti, se venisse immediatamente distrutta dall'organismo, renderebbe l'enzima libero di reagire col nervino, che non è ancora stato allontanato dal corpo, con le conseguenze facilmente immaginabili).
  • I carbammati ( fisostigmina o eserina, neostigmina , e altri farmaci della categoria) sono composti chimici che rispondono allo scopo. Sono questi dei competitori reversibili dell'acetilcolina a livello dell'enzima acetilcolinesterasi: svolgono, in pratica, lo stesso ruolo dei nervini (che sono, ricordiamolo, inibitori per competizione irreversibile), ancorandosi al loro stesso sito di legame sull'enzima, però, a differenza dei neurogas, sono facilmente idrolizzabili (distrutti) dall'organismo, in modo da creare solo temporaneamente una crisi da nervini; inoltre, sono idrolizzati lentamente dagli enzimi corporei, cosicché l'organismo ha tutto il tempo di allontanare i nervini (principalmente vengono escreti con le urine ), prima che si renda libero il sito enzimatico al loro legame. Va da sé la considerazione che questo accorgimento va fatto in previsione di un attacco con nervini (profilassi antinervina), prima che l'organismo abbia modo di essere esposto al loro attacco.
  • PROFILASSI POST-ESPOSITIVA : a esposizione avvenuta non è più possibile operare come sopra, essendo l'enzima-bersaglio già stato aggredito dal tossico nervino. In questo specifico contesto, l'antidoto d'elezione è la classe delle ossime (PAM o pralidossima mesilato ; olidossima cloruro ). Come protocollo profilattico-terapeutico ci si avvale della combinazione della pralidossima mesilato associata alla piridostigmina (la piridostigmina possiede il vantaggio di attraversare la barriera funzionale emato-encefalica, così da penetrare nel sistema nervoso centrale, e di essere dotata di un lungo effetto farmacologico). La PAM va iniettata nei muscoli dorsali, assai ben irrorati dal circolo ematico.

Inoltre, la somministrazione di atropina è in grado di annullare i sintomi della tempesta colinergica: in genere si somministra in boli di 2 mg ripetibili fino alla reversione della sintomatologia, che si ritiene convenzionalmente essere raggiunta quando le pupille assumono l'aspetto midriatico.

  • Esiste la possibilità di monitorare con indagini laboratoristiche l'avvenuta intossicazione da organofosforici; infatti, una breve esposizione a tali tossici non causa sintomatologia clinica evidente, e in assenza di sintomi, soltanto la valutazione del basso livello di attività delle pseudocolinesterasi circolanti eritrocitarie (nei globuli rossi) può fornire preziose indicazioni in merito.
  • Per la difesa personale, i filtri delle maschere antigas devono contenere una sostanza alcalinizzante.

Bonifica dell'ambiente contaminato

La bonifica degli aggressivi chimici è quel complesso di procedure atte a inattivare, per quanto possibile, tali composti tossici.

Negli anni '70, si pensò di affondare i fusti contenenti tossici pericolosissimi (nervini sequestrati alla Germania nazista ) nelle fosse oceaniche , trascurando il fatto che l'acqua corroderà inevitabilmente i contenitori, e che tali tossici si inattiveranno molto lentamente in acqua, con le conseguenze che si possono ben immaginare. Le operazioni che si eseguono per risanare il terreno, i locali, i centri abitati, i materiali ei nodi strategici contaminati da aggressivi chimici sono complesse, dispendiose, e non sempre perfettamente ottenibili. Si mettono in opera solamente per gli aggressivi persistenti e per quelli semipersistenti, mediante processi fisici ( calore ), meccanici (asportazione o copertura con terra, sabbia, ecc. del terreno contaminato), chimici (con sostanze, cioè, che reagiscono chimicamente con l'aggressivo, rendendolo inerte, come la calce viva ).

Oggigiorno, le armi chimiche sono ormai divenute troppo poco efficaci contro un esercito tecnologicamente attrezzato, e presentano, inoltre, eccessivi inconvenienti di ordine tattico: possono ritorcersi contro chi le usa (scarsa selettività); inoltre rendono il terreno attaccato difficilmente occupabile in tempi ravvicinati. In breve, l'impiego delle armi chimiche risulta troppo poco specifico, in quanto sembra non presentare controindicazioni soltanto come mezzo di sterminio di massa nei riguardi di popolazioni inermi (sterminio dei Curdi a Halabja , Iraq settentrionale, 1988). Infatti, benché la maggior parte degli arsenali chimici sia in possesso degli Stati Uniti e dei paesi appartenenti alla disciolta Unione Sovietica , si ritiene che vi siano almeno 15 Paesi nel mondo attualmente impegnati in programmi militari che prevedono l'utilizzo di queste armi. Altri Paesi si trovano ad affrontare seri problemi per la presenza, sul loro territorio, di residuati inesplosi risalenti alle innumerevoli guerre di questo secolo (si calcola che, nella sola Cina , siano disperse 500.000 - 1.000.000 munizioni chimiche) e molti terreni impregnati di aggressivi chimici risultano tuttora inadatti alle colture (anche a settant'anni di distanza, come a Verdun , in Francia ).

L'eventuale smaltimento delle scorte di aggressivi chimici presenta principalmente problemi d'ordine tecnico. Se tali armi possono essere realizzate anche con tecnologie relativamente semplici, quando qualunque Paese sia dotato di un minimo di industria chimica se ne può facilmente approvvigionare, non altrettanto semplici sono le tecnologie necessarie per distruggerle in condizioni di assoluta sicurezza per gli operatori, per le popolazioni, e per l'ambiente. Si ha spesso a che fare con imponenti quantitativi di testate chimiche affondate negli abissi oceanici, o collocate in non meglio precisate "discariche", che devono, per prima cosa, essere localizzate, e, quindi, recuperate le testate, prima che vengano corrose . Né si può riciclare a fini pacifici una testata chimica, a differenza di quella nucleare.

Un metodo possibile di smaltimento assai costoso, del resto, è quello della " bolla di fuoco ". Si tratta di una combustione a cielo aperto (quindi, pur sempre una esplosione ), in presenza di eccesso di combustibile tale da produrre elevatissime temperature, dell'ordine di 2.000 °C, che garantiscono la decomposizione chimica degli aggressivi. Questo metodo è stato impiegato all'indomani della Guerra del Golfo del 1991 per annientare il potenziale chimico iracheno, ma, anche se l'operazione si è conclusa rapidamente e senza il minimo incidente, esso ha ben limitate condizioni di impiego (ciò che si è potuto fare in pieno deserto non è minimamente pensabile in Paesi ad alta densità demografica e sotto il vigile controllo di un'attenta opinione pubblica; d'altronde è spesso non semplice anche il solo trasporto di questi materiali in luoghi idonei alla loro distruzione). Inoltre, si tenga presente il perenne problema della spada di Damocle , ovvero il rilascio del loro letale contenuto. La distruzione, poi, non può, ovviamente, avvenire per semplice esplosione, come per le testate convenzionali.

Prevenzione dall'avvelenamento

I mezzi di protezione nella guerra NBC possono essere collettivi (ricoveri, rifugi, bunkers), o individuali ( maschere antigas , tuta sopra al vestito totalbody , antidoti per gas venefici, corredo complementare anti-NBC). I filtri per le maschere antigas durano, generalmente, tra le 4 e le 10 ore. La durata del filtro dipende dalla natura e dalla concentrazione del gas da neutralizzare, dal tipo di filtro , dall'eventuale aumento della frequenza respiratoria (se, per esempio, il soldato deve muoversi o compiere sforzi fisici). Le maschere con filtri esauriti vanno bonificate (mentre il filtro si getta) con la sua esposizione ai vapori di formaldeide . Il corredo complementare anti-NBC, personale, prevede un kit portatile comprendente N°3 autoiniettori sterili di atropina, N°1 piastrina di riconoscimento del tossico (si tratta di un indicatore, colorabile in presenza di un tossico, cucito al petto o alla manica). Sono, inoltre, forniti compresse antidolorifiche, N°1 benda antiustione, bustine di rigeneratori idrosalini antishock, vitamine in pastiglie, compresse di piridostigmina , compresse di carbone attivo . La cassetta portatile modello RAC-83 è il dispositivo per la rilevazione dei tossici in dotazione a ogni compagnia. La regola da non dimenticare è quella di sostituire i reattivi dopo la data di scadenza. Riassumendo, la difesa contro l'esposizione a tali tossici può essere individuale (tipica degli eserciti) o collettiva (tipica della popolazione civile).

La difesa individuale s'avvale dei seguenti mezzi:

  • Maschera antigas , composta di facciale e scatola filtro contenente uno strato di carbone attivo (che trattiene gli aggressivi allo stato di vapore e di gas ), e uno strato di una speciale massa di lana e di cellulosa (che trattengono le particelle in sospensione e gli aerosol ). Contro gli esteri organofosforici, occorre anche un secondo filtro contenente speciali sostanze alcalinizzanti.
  • Indumenti protettivi antitraspiranti , che rivestano integralmente il corpo; essi impediscono agli aggressivi diffusi nell'aria di giungere a contatto con l' epidermide , facile via di accesso per la loro penetrazione. Gli indumenti protettivi constano di sostanze sintetiche e sono un unico abito dalle scarpe al cappuccio. Presentano il notevole svantaggio di risultare intollerabili (perché antitraspiranti per definizione) specialmente nei climi caldi o caldo - umidi, e di non consentire il minimo approvvigionamento idrico al soggetto. Recentemente si stanno provando tessuti derivati dal Goretex per ovviare a questo gravoso problema.
  • L' autoprotettore è un altro valido mezzo di difesa, che, per il suo peso e per l'elevato costo, è d'impiego limitato: trattasi d'un apparecchio che isola l'individuo dall'ambiente esterno, fornendogli l'ossigeno indispensabile alla respirazione per un paio d'ore al massimo.

La difesa collettiva consiste nella protezione contemporanea di più persone, e si attua in rifugi e ricoveri, che possono essere di tre tipi:

  • Ermetici , vale a dire sufficientemente protetti, muniti di chiusure stagne di vario tipo, che, unitamente alle pareti, impediscono la penetrazione dei gas tossici.
  • Filtranti , ovvero provvisti della capacità di aspirare aria pura, filtrata attraverso speciali filtri contenenti le medesime sostanze di cui sono composte le maschere antigas.
  • A rigenerazione d'aria , ove l'aria dell'ambiente esterno viene riciclata tramite apparecchi originariamente previsti per i sommergibili , che la depauperano di anidride carbonica e l'arricchiscono in ossigeno .

Filtri e rigeneratori presentano lo svantaggio d'avere limitata efficacia temporale (sono soggetti a rinnovamento).

Si stima che, negli arsenali militari di tutto il mondo, siano "in giacenza" non meno di 100.000 tonnellate di aggressivi chimici. Se la cifra, paragonata al potenziale delle armi nucleari, o anche solo convenzionali, potrebbe apparire, a prima vista, persino esigua, spaventa pensare che queste sostanze abbiano effetto letale sull'uomo anche in quantità minime: da pochi grammi, nel caso degli aggressivi più "arcaici", e, quindi, meno sofisticati (la classe dei vescicanti, rappresentata, in primo luogo, dall' iprite ) a non più di 10 milligrammi per quanto riguarda i micidiali gas nervini (che, tra l'altro, a quanto sembra, sono i più diffusi).

Tossicologia degli aggressivi chimici

Gli agenti chimici della classe degli esteri organofosforici provocano, negli animali colpiti, una paralisi di tipo spastico ( tetanica ) delle sinapsi nervoso-muscolari di tipo colinergico.

La paralisi spastica o paralisi tetanica è del tutto simile a quella provocata dalla tossina tetanica . Il soggetto colpito non riesce più a controllare la muscolatura volontaria (scheletrica), pur non perdendo conoscenza. Egli diviene affetto da una sindrome neurovegetativa potenzialmente letale, dal momento che la liberazione del neuromediatore colinergico (ACh, acetilcolina ) avviene del tutto normalmente da parte della terminazione nervosa. Ciò che risulta impedito è la sua distruzione nei precursori, la colina e l' acetato . Ovvero, quel che non è più permesso è l'inattivazione del neurotrasmettitore , cosicché la stimolazione dell'effettore post-sinaptico continua in eterno (il tessuto muscolare scheletrico , liscio e cardiaco , il neurone colinergico post sinaptico ). Infatti, il neurogas non è inattivabile dai complessi enzimatici sistemici, e si comporta, pertanto da inibitore non competitivo dell' enzima .

La sua efficacia-pericolosità consiste proprio nel fatto che, fino a quando non venga creato ex novo un sistema enzimatico colinolitico che sostituisca quello inattivato dall'organofosforico, esso continua ad agire provocando danni irreparabili. E, poiché, trascorrono diversi mesi perché l'organismo possa produrre nuovo enzima, la morte è il destino inevitabile dell'individuo avvelenato. In pratica, la resintesi del complesso enzimatico avvelenato è assai lenta nel tempo, la tossicità del neurogas ha tutto il tempo di uccidere il soggetto colpito.

NBCFIG4.JPG

I sintomi tipici dell'avvelenamento da organofosforici sono riconducibili a quelli dovuti ai classici composti anticolinesterasici parasimpaticomimetici (" colinomimetici ", in quanto imitano l'azione dell' acetilcolina , sovrastimolando le strutture a valle della sinapsi). Pertanto, in questa peculiare tipologia d'avvelenamento, si sommeranno gli effetti della sovrastimolazione (" overshoot ") sia a carico dei recettori di tipo nicotinico sia di tipo muscarinico :

Gli inibitori dell'acetilcolinesterasi (ChE) possono essere di tipo reversibile, come la fisostigmina , che viene distrutta dalle colinesterasi animali e umane, oppure di tipo irreversibile, come gli organofosforici, appunto, che sono idrolizzabili solo da enzimi ( fosforilfosfatasi ) non posseduti dall'uomo e dagli animali. L'azione delle colinesterasi nell'idrolizzare il neuromediatore acetilcolina consiste in una transesterificazione , le cui fasi sono schematicamente così riassumibili (vedi fig. 2):

  • A) L'estere (aceticolina, ACh) è dapprima legato fisicamente all'enzima (ChE): ACh + ChE → ACh-ChE.
  • B) Il substrato (acetilcolina), bersaglio altamente specifico dell'enzima, è idrolizzato (scisso per catalisi enzimatica), e viene rilasciata la base del suo attacco alla superficie dell'enzima: ACh-ChE → Ch + A-ChE.
  • C) L'enzima, che ora è acetilato, è istantaneamente (meno di 1 millisecondo) idrolizzato dall'acetile, così da essere ripristinato. La rigenerazione dell'enzima è indispensabile per ripetere all'infinito il ciclo di inattivazione dell'acetilcolina: A-ChE + H 2 O → ChE + A.

In questa fase si differenzia l'azione degli inibitori reversibili (competitivi) dell'enzima da quella degli inibitori irreversibili (non competitivi); i primi, infatti, permettono la restituzione di un enzima perfettamente integro e funzionante, i secondi non lo fanno. Gli inibitori ad azione breve, reversibili, sono esteri che ingranano nella sequenza della transesterificazione con la formazione di un enzima carbamilato, anziché, come fisiologicamente (normalmente) avviene acetilato; il composto viene liberato lentamente, per rigenerare un enzima perfettamente funzionante. Gli inibitori irreversibili (neurogas organofosforici) reagiscono potentemente, ingannando l'enzima, e formando un composto estremamente stabile, che non può praticamente più essere liberato; pertanto, l'azione farmacologica (e tossica) persiste fino alla sintesi di nuovo enzima, ammesso che il malcapitato ne abbia il tempo. Tutti i composti, reversibili o irreversibili, sono strutturalmente dei falsi bersagli (assomigliano assai al vero substrato dell'enzima, la colina appunto), e, per tal motivo, ingannano l'enzima. Gli aggressivi organofosforici a uso bellico, in quanto fortemente tossici anche per i mammiferi , non trovano impiego come antiparassitari (tossici sugli invertebrati, alle comuni dosi, e sugli animali superiori solamente a concentrazioni assai elevate). Queste sostanze chimiche producono un blocco enzimatico definitivo, svolgendo un'azione tossica sistemica squisitamente elettiva.

L'ubiquità delle sinapsi aggredite, la scarsa protezione di cui queste godono rispetto al protoplasma cellulare e la loro sensibilità a dosi infinitesime, o, comunque, straordinariamente piccole, di tali sostanze spiegano chiaramente la rapidità con cui il quadro tossico si istituisce e la sua gravità, nonché i suoi diversi aspetti fenomenologici, in relazione alle vie di penetrazione dell'aggressivo e alle diverse fasi dell'intossicazione sistemica.

Bibliografia

  • "Sinossi di Sanità Militare - Guerra ABC", Roma - Cecchignola, 1960 - 1962.
  • "Sinossi di Sanità Militare - Difesa NBC", Firenze - Costa San Giorgio, 1991 - 1994.

Voci correlate

Altri progetti

Collegamenti esterni