Нервни агенс

Нервни агенси су класа органских једињења која садржи фосфор (органофосфата) и која омета механизам преноса порука до органа. Поремећај је узрокован блокирањем ацетилхолинестеразе, ензима који катализује разлагање ацетилхолина, неуротрансмитера.

Будући да су нервни агенси хемијска оружја, они се класификују као оружја за масовно уништење од стране Уједињених Нација у складу са УН резолуцијом 687 (освојеном априла 1991) и њихова производња и складиштење је забрањена по основу Конвенције о хемијском оружју из 1993; Конвенција о хемијском оружју је званично ступила на снагу 29. априла 1997. Употреба опасних гасова у вођењу рата је забрањена уговорима који су већ у Хашким конвенцијама из 1899 и 1907 и Женевским протоколом из 1925.

Тровање нервним гасом доводи до контракције зеница, обилне саливације, конвулзија, неконтролисане уринације и дефекације, и затим смрти услед асфиксије пошто се губи контрола над респираторним мишићима. Поједини нервни агенси лако испаравају или се претварају у аеросол, и стога је примарни пут уноса у тело кроз респираторни систем. Нервни агенси исто тако могу да буду апсорбовани кроз кожу, због чега особе које су у опасности од подвргавања таквим средствима треба да носе заштитно одело које покрива целокупно тело, а не само респиратор.

Биолошки ефекти

Као што њихов назив сугерише, нервни агенси нападају нервни систем људског тела. Сви ови агенси функционишу на исти начин: путем инхибиције ензима ацетилхолинестераза, који је одговоран за разлагање ацетилхолина (АЦх) у синапсама. АЦх производи сигнал за контракцију мишића, те ако тај молекул не може да буде разложен, онемогућена је релаксација мишића.

Иницијални симптоми након излагања нервним агенсима (попут сарина) су цурења носа, стезање у грудима, и сужавање зеница. Ускоро након тога жртва има потешкоћа са дисањем, осећа мучнину и прекомерно излучује пљувачку. Док жртва наставља да губи контролу на својим телесним функцијама, она невољно балави, сузи, мокри, празни црева, осећа гастроинтестинални бол и повраћа. Исто тако може доћи до стварања пликова и запаљења очију и/или плућа. Овој фази следе иницијално миоклонски трзаји, чему следи статус епилептикус. Смрт наступа у облику комплетне респираторне депресије, највероватније путем прекомерне периферне активности у нервно-мишићним спојевима дијафрагме.

Ефекти нервних агенаса су веома дуготрајни и повећавају се са сукцесивним излагањима. Особе које преживе тровање нервним агенсом се скоро увек суочавају са хроничним неуролошким оштећењима. Та неуролошка оштећења могу да доведу до трајних психијатријских ефеката.

Механизам дејства

Кад се нормално функционишући моторни нерв стимулише, он отпушта неуротрансмитер ацетилхолин, чиме се трансмитује импулс до мишића или органа. Након слања импулса ензим ацетилхолинестераза одмах разлаже ацетилхолин до би се омогућила релаксација мишића или органа.

Нервни агенси ометају рад нервног система путем инхибирања функционисања ензима ацетилхолинестеразе, тако што формирају ковалентну везу, уместо да се разлажу попут ацетилхолина (они не подлежу хидролизи). Последица тога је да се ацетилхолин накупља и наставља да делује, чиме се нервни импулси непрекидно трансмитују и контракције мишића не престају. Исти тип дејства се јавља у жлездама и органима, последица чега је неконтролисано отпуштање пљувачке, суза (лакримација) и прекомерна продукција слузи у носу (ринореја).

Структуре комплекса сомана (једног од најтоксичнијих нервних агенаса) са ацетилхолинестеразом из Торпедо цалифорница су решене помоћу рендгенске кристалографије (ПДБ кодови: 2wфз, 2wг0, 2wг1, и 1сом). Механизам дејства сомана се може видети на примеру 2wфз.

Противотрови

Атропин и сродни антихолинергички лекови делују као противотрови за тровање нервним агенсима пошто они блокирају ацетилхолинске рецепторе, мада су они отровни сами по себи. (Неки синтетички антихолинергици, као што је бипериден, могу да пониште централне симптоме тровања нервним агенсом боље од атропина, пошто они пролазе кроз крвно-мождану баријеру боље од атропина.) Док ти лекови могу да спасу живот особе под дејством нервног агенса, та може да буде краткотрајно или дуготрајно онеспособљена, у зависности од количине излагања. Резултат примене атропина је чишћење бронхијалних секреција. Атропин за теренску употребу од стране војног особља је обично упакован у облику самоубризгавача, ради лаке примене у стресним околностима.

Пралидоксим хлорид, такође познат као 2-ПАМ хлорид, се исто тако користи као противотров. Уместо да се супротставља иницијалном дејству нервног агенса на нервни систем попут атропина, пралидоксим хлорид реактивира затровани ензим (ацетилхолинестеразу) уклањањем фосфорилне групе везане за функционалну хидроксилну групу ензима. Мада је овај лек безбеднији за употребу, за његово дејство је потребно више времена.

Обнављање ацетилхолинестераза помоћу пралидоксим хлорида је ефективније на никотинским рецепторима, док је блокирање ацетилхолина атропином ефективније на мускаринским рецепторима. Често се озбиљни случајеви тровања третирају са оба лека.

Противмере у развоју

Бутирилхолинестераза је профилактичка противмера против органофосфатних нервних агенаса. Она везује нервни агенс у крвотоку пре него што делује на нервни систем. Пошто је она биолошко средство за уклањање (и универзална мета), она је тренутно једини терапеутски агенс који је ефективан у пружању комплетне стехиометријске заштите против целокупног спектра органофосфатних нервних агенаса.

Класе

Постоје две главне класе нервних агенаса. Чланови ове две класе имају заједничка својства и додељена су им тривијална имена (као што је сарин) и двословни НАТО идентификатор (као што је ГБ).

Г-серије

Хемијска форма нервног агенса табуна, првог синтетисаног члана серије

Хемијска форма нервног агенса сарина

Г-серија је тако названа зато што су та једињења први синтетисали немачки (енгл. German) научници. Агенси Г серије су познати као неперсистентни, док су агенси V серије персистентни. Сва једињења ове класе су откривена и синтетисана током или пре Другог светског рата, под назором Герхарда Шрадера (који је касније радио за ИГ Фарбен).

Ова серија је прва и најстарија фамилија нервних агенаса. Прво синтетисано једињење ове класе је био ГА (табун) 1936. године. Након тога је откривен ГБ (сарин) 1939. године, чему је следио ГД (соман) 1944, и коначно мање познати ГФ (циклосарин) 1949. ГБ је једини Г агенс који је кориштен у САД као муниција, посебно у ракетама, ваздушним бомбама, и артиљеријским гранатама.

V-серије

Хемијска форма нервног агенса ВX

Др. Ранајит Гош, хемичар у Лабораторији за заштиту биља фирме Империал Цхемицал Индустриес (ИЦИ) је истраживао класу органофосфатних једињења (органофосфатних естара супституисаних аминоетантиола). Попут Герхарда Шрадера, Гош је утврдио да су они веома ефективни пестициди. Године 1954, ИЦИ је пласирао један од њих на тржиште под продајним именом Амитон. Производ је повучен са тржишта, јер је био сувише токсичан за безбедну примену. Токсичност није остала незапажена и неки од токсичнијих материјала су заправо послати у истраживачки завод Британских оружаних снага у Портон Доуну за процену. Након завршетка евалуације, неколико чланова ове класе једињења је формирало нову групу нервних агенаса, V агенсе (у зависности од извора, V означава победу, отровност или вискозност (енгл. Victory, Venomous, Viscous). Најпознатији чланови ове групе су вероватно ВX, и руски V-гас (Амитон је мање познат као ВГ). Ова класа једињења се у неким изворима назива Тамелинским естрима, по Ларс-Ерик Тамелину са Шведског националног одбрамбеног истраживачког института.

V-серија је друга фамилија нервних агенаса и садржи пет чланова: ВЕ, ВГ, ВМ, ВР, и ВX, заједно са неколико мање познатих аналога као што је ВП. Најбоље изучени агенс ове фамилије, ВX, је откривен током 1950-тих у Портон Доуну у Уједињеном Краљевству.

ВП (3,3,5-Триметилциклохексил-3-пиридилметилосфонат) је нервни агенс "V-серије" који је блиско сродан са познатијим једињењем ВX. Попут већине нервних агенаса "V-Серије", изузев ВX, ВП је изучаван изван домена војне науке.

Сви V-агенси су персистентни агенси, другим речима они се лако не деградирају или испирају. Они могу да се задрже на одећи и другим површинама током дужих периода. При примени, ово својство омогућава V-агенсима да се користе за покривање терена с циљем навођења или отежавања кретања непријатељских копнених снага. Конзистенција ових агенаса је слична уљу; стога је опасност од контакта са V-агенсим првенствено дермална, мада су други видови контакта могући. ВX је једини агенс V-серије који је кориштен у америчкој муницији, што обухвата ракете, артиљеријске гранаде, авионске спремнике за распршивање, и нагазне мине.

Новичок агенси

Главни чланак: Новичок агенси

Новичок (руски за "дошљак") агенси су серија органофосфатних једињења која су развијена у Совјетском Савезу у периоду од средине 1960-тих до 1990-тих. Циљ овог програма је био развој и производња високо смртоносних хемијских оружја која се непозната на Западу. Ови нови агенси су дизајнирани да буду неприметни за стандардну НАТО опрему за хемијску детекцију и да поражавају хемијску заштитну опрему.

Поред новоразвијене "треће генерације" оружја, бинарне верзије неколико Совјетских агената су развијене и дизајниране као "Новичок" агенси.

Инсектициди

Бројни инсектициди, укључујући карбамате и органофосфате, као што су дихлорвос, малатион и паратион, су нервни агенси. Метаболизам инсеката је довољно различит од метаболизма сисара да та једињења имају мало утицаја на људе и друге сисаре при подесним дозама; мада дуготрајни ефекти излагања овим хемикалијама ратара и животиња нису довољно разјашњени. При довољно високим дозама, међутим, може доћи до акутне токсичности и смрти путем истог механизма, као и код других нервних агенаса. Органофосфатно пестицидно тровање је главни узрок инвалидитета у многим земљама у развоју, и често је преферентни метод самоубиства.

Литература

• Боркин, Јосепх (1978). Тхе Цриме анд Пунисхмент оф ИГ Фарбен. . New York: Free Press. 1978. ISBN 978-0-02-904630-2. , аваилабле фор доwнлоад ин Аустралиа (ас ит ис оут-оф-принт) сее тхис линк.
• Цларке, Робин (1969). Wе алл фалл доwн: тхе проспецтс оф биологицал анд цхемицал wарфаре. Пенгуин. ИСБН 978-0-14-021121-4. 
• Е-Медицине. (Јуне 29, 2004). ЦБРНЕ – Нерве Агентс, V-сериес: Ве, Вг, Вм, Вx. Ретриевед Оцт. 23, 2004.
• Е-Медицине. (Јуне 30, 2004). ЦБРНЕ – Нерве Агентс, Г-сериес: Табун, Сарин, Соман. Ретриевед Оцт. 23, 2004.
• Митретек Сyстемс. (Маy 2004). Схорт Хисторy оф тхе Девелопмент оф Нерве Гасес. Ретриевед Оцт. 23, 2004.
• Паxман, Ј.; Харрис, Р.. А Хигхер Форм оф Киллинг: Тхе Сецрет Хисторy оф Цхемицал анд Биологицал Wарфаре (2002 Рандо едитион). Рандом Хоусе Пресс. 2002. ISBN 978-0-8129-6653-4..
• United States Senate, 103d Congress, 2d Session. (May 25, 1994). The Riegle Report. Retrieved Nov. 6, 2004.
• Organisation for the Prohibition of Chemical Weapons – Nerve Agents [1]
• History of fluorophosphates as related to the development of nerve agents in Germany, Great Britain and the U.S.A.
• C. H. Gunderson; C. R. Lehmann; F. R. Sidell; B. Jabbari (1992). „Nerve agents: a review”. Neurology. 42 (5): 946—950. PMID 1315942. doi:10.1212/WNL.42.5.946. Архивирано из оригинала 19. 1. 2005. г. Приступљено 27. 10. 2016. 
• Buckley NA, Roberts D, Eddleston M. Overcoming apathy in research on organophosphate poisoning. BMJ. 2004 Nov 20;329(7476):1231–3. Review. PMID 15550429

Спољашње везе

• АТСДР Цасе Студиес ин Енвиронментал Медицине: Цхолинестерасе Инхибиторс, Инцлудинг Пестицидес анд Цхемицал Wарфаре Нерве Агентс У.С. Департмент оф Хеалтх анд Хуман Сервицес
• Нервегас: Америца'с Фифтеен-yеар Струггле фор Модерн Цхемицал Wеапонс Армy Цхемицал Ревиеw
• Хисторy Ноте: Тхе ЦWС Еффорт то Обтаин Герман Цхемицал Wеапонс фор Реталиатион Агаинст Јапан ЦБИАЦ Неwслеттер
• АЦхЕ инхибиторс анд субстратес – 2wфз, 2wг0, 2wг1, 1сом ин Протеопедиа