¿Qué es el gas nervioso sarín?
La fuente del gas nervioso sarín
El gas nervioso es un gas venenoso que puede provocar inmediatamente que los nervios simpáticos y parasimpáticos del Sistema Nervioso Autónomo (Sistema Nervioso Autónomo, SNA) pierdan el equilibrio. . Estos primeros agentes nerviosos se desarrollaron junto con los organofosforados utilizados en insecticidas. Al final de la Segunda Guerra Mundial, el alemán Shrader y el británico Saunders investigaron mucho en esta área, por lo que esta serie de agentes nerviosos también se denomina "agentes de la serie G". Es extremadamente tóxico y es el agente nervioso más letal conocido por los humanos. Actualmente existen cinco agentes nerviosos comunes: Tabun, Sarin, Soman, VX y agentes nerviosos binarios, como se muestra en la Figura 1.
Propiedades físicas, químicas y efectos fisiológicos del sarín
Propiedades físicas del sarín:
Líquido incoloro con aroma afrutado, punto de ebullición 15l°C, soluble en disolventes orgánicos.
Propiedades químicas:
l. Reacciona fácilmente con los álcalis. Su producto de hidrólisis: CH3 (iPrO) P (O) OH no es tóxico y su velocidad de hidrólisis depende de la alcalinidad. Cambiar.
2. Ligeramente corrosivo para el metal o el acero.
Efectos fisiológicos:
El sarín puede dañar el cuerpo a través del contacto con la piel, los ojos, la inhalación respiratoria o la ingestión oral. Está presente en concentraciones muy pequeñas (LD50=10ug/kg, Nota 1). ) puede ejercer una gran toxicidad. Incluso dosis no letales de sarín pueden provocar síntomas como miosis, dificultad para ver en lugares oscuros, opresión en el pecho, dolor de cabeza, náuseas y vómitos. Además, estas toxicidades se acumularán en el cuerpo. Si la concentración es mayor, provocará mareos, ansiedad, daño mental, espasmos musculares, dificultad para respirar y, finalmente, la muerte.
El proceso de fabricación del sarín y la toxicidad del organofosforado
Como se muestra en la Figura 2, el sarín se puede elaborar a partir de dicloruro metilfosfórico y alcohol isopropílico, realizando una reacción de esterificación para producir isopropilmetilo. fosfato y luego reaccionar con fluoruro de hidrógeno (HF) para producir sarín (fluorofosfonato de isopropilmetilo). Para este tipo de compuestos organofosforados, ligeros cambios en los sustituyentes unidos al fósforo pueden determinar si el organofosforado es tóxico, como se muestra en la Tabla 1.
Las investigaciones muestran que, generalmente, si se combinan isopropilo y flúor al mismo tiempo, la toxicidad será más fuerte; mientras que si se combinan otros compuestos alcoxi, la toxicidad será menor; Con otros grupos funcionales, la toxicidad también puede reducirse o incluso dejar de ser tóxica, como se muestra en la Figura 3. En términos generales, los compuestos de fosfonato suelen ser más tóxicos que los compuestos de fosfato, como se muestra en la Tabla 2.
El mecanismo bioquímico del sarín en el cuerpo
Durante la Segunda Guerra Mundial, este tipo de compuesto organofosforado se utilizó como armas químicas y pesticidas, lo que proporcionó a los investigadores una pista para descubrir "El mecanismo químico estructura de la enzima acilo, utilizamos DFP (fosforofluoridato de diisopropilo) como modelo para explicar este proceso. Algunas hidrólisis en el cuerpo pueden hidrolizar ésteres en ácidos y alcoholes para proporcionar las sustancias necesarias para las reacciones bioquímicas en el cuerpo, como las grasas que se hidrolizan en ácidos grasos y glicerol, la acetilcolina (Ach) que se hidroliza en colina y durante la reacción de hidrólisis. se forma un producto intermedio llamado enzima quelante en el centro de activación de la enzima (ver Figura 4). En la ecuación de reacción, el grupo OH de la serina hidrolizada reacciona con el éster para formar una enzima quelante, que luego cataliza la hidrólisis. Sin embargo, el DFP competirá con los ésteres por la hidrólisis, lo que hará que los ésteres normales no puedan sufrir reacciones de hidrólisis, como se muestra en la Figura 5.
La acetilcolina es un tipo de neurotransmisor. Las terminaciones nerviosas que transmiten mensajes contienen vesículas de acetilcolina.
Cuando se transmite un impulso nervioso entre neuronas, las vesículas liberan acetilcolina, que luego cruza la sinapsis y se une al receptor para estimular procesos bioquímicos adicionales. O el Ach se combina con acetilcolinesterasa para sufrir una reacción de hidrólisis y formar colina para facilitar el reciclaje y la regeneración. -síntesis de Ach, como se muestra en la Figura 6. La reacción de hidrólisis en este paso es bastante rápida, lo que garantiza que esta respuesta de estimulación nerviosa sea muy corta. Sin embargo, si el éster de acetilcolina es inhibido por compuestos extraños (por ejemplo, sarín, DFP y otras organofosfinas se combinarán con la acetilcolina), la reacción de hidrólisis de la acetilcolina se verá obligada a detenerse, pero en este momento el receptor seguirá recibiendo estimulación de la acetilcolina sin la La capacidad de hidrolizar la colina causará rápidamente un desequilibrio fisiológico y provocará la muerte. Por supuesto, si se puede utilizar rápidamente algún antídoto como la atropina (Figura 7) en este momento para aliviar el efecto de la acetilcolina y sus receptores, se puede evitar la muerte.
Antídoto contra el sarín
La simple inhalación de una pequeña cantidad de gas sarín es suficiente para ser mortal. Esto se debe a que la reacción tóxica es extremadamente rápida y difícil de controlar eficazmente en un corto período de tiempo. . En cuanto a su método de desintoxicación, se puede inyectar atropina (Nota 2) para aliviar los síntomas y evitar la muerte.
En cuanto al antídoto para activar el éster de acetilcolina, cuando el éster de acetilcolina es inhibido por el sarín, básicamente podemos usar nucleófilos más fuertes, como la hidroxilamina (NH2OH, hidroxilamina), para eliminar el compuesto que contiene fosfina unido al éster de acetilcolina. , de modo que pueda reactivarse para llevar a cabo la reacción de hidrólisis de la acetilcolina, como se muestra en la Figura 8.
Sin embargo, sólo para eliminar la toxicidad del sarín, la concentración de hidroxilamina requerida será muy alta, y esta alta concentración de hidroxilamina también causará toxicidad. Por lo tanto, el método alternativo es tratar con PAM (piridina aldoximemetioduro). 10-6M PAM es equivalente a la desintoxicación de hidroxilamina IM. Además del PAM, deberían existir otros compuestos que puedan usarse como neurodetoxificantes, como la obidoxima y el HI-6, ver Nacional IX. Todos estos tres antídotos contienen el grupo nucleofílico de R2NOH, y cada antídoto tiene efectos desintoxicantes ligeramente diferentes sobre diferentes agentes nerviosos.