Sarin

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání
Sarin
Sarin Structural Formulae V.1.svg
Obecné
Systematický název (RS)-O-isopropylmethylfluorofosfonát
Triviální název GB
Anglický název Sarin
Německý název Sarin
Sumární vzorec C4H10FO2P
Vzhled bezbarvá, čirá kapalina bez zápachu
Identifikace
Registrační číslo CAS
PubChem
Vlastnosti
Molární hmotnost 140,1 g/mol
Teplota tání −56 °C
Rozpustnost v polárních
rozpouštědlech
dobře rozpustný v alkoholech a acetonu
Rozpustnost v nepolárních
rozpouštědlech
toluen, benzol
Není-li uvedeno jinak, jsou použity
jednotky SI a STP (25 °C, 100 kPa).
Některá data mohou pocházet z datové položky.
Chemická struktura sarinu

Sarin (v kódu NATO označený jako GB) je vysoce toxická kapalná látka používaná jako nervově paralytická chemická zbraň. Její výroba je zakázána mezinárodní konvencí o nešíření chemických zbraní z roku 1993.

Sarin je čirá, bezbarvá kapalina bez výrazného zápachu. Nečistý sarin může být cítit jako horčice nebo spálená guma.

Historie[editovat | editovat zdroj]

Konstrukce a výroba[editovat | editovat zdroj]

Sarin vzniká reakcí molekuly isopropylalkoholu a methyldifluorofosfátu (CH3POF2). Z isopropylalkoholu se odštěpí vodík a s fluorem z CH3POF2 vytvoří kyselinu fluorovodíkovou (HF) a sarin.

CH3POF2 + (CH3)2CHOH → [(CH3)2CHO]CH3POF + HF

K reakci se přidává 2-aminopropan aby zneutralizoval HF vznikající během reakce. Jako binární chemická zbraň může být syntetizován z výše uvedených reaktantů na místě.

Sarin má ve vztahu k nervově paralytickým látkám vysokou těkavost,[3][4][5] ale vůči jiným bojovým chemickým látkám s významně menší toxicitou (např. fosgenu), je jeho těkavost relativně malá.[6] V bojových podmínkách nastává otrava především vdechnutím aerosolu sarinu a vzniklých par, který je vytvořen detonací výbušniny u náplně sarinu (1 - 2 g TNT na 10 g sarinu). Kaluže či veliké kapky by nebyly efektivní bojovou zbraní (tenze par je přibližně desetinová oproti vodě).[7][8]

400 ml sarinu rozlitého na ploše 1 m2 při teplotě 16°C a rychlosti proudění vzduchu 12,5 m/s by se vypařovalo průměrnou rychlostí 0,35 g/s a odpaření celé kaluže by zabralo 20 minut.[9]

Biochemické účinky[editovat | editovat zdroj]

Sarin je ireverzibilní kompetitivní inhibitor enzymu acetylcholinesterázy. Organofosfát sarin se kovalentně váže na -OH skupinu postranního řetězce serinu v aktivním místě acetylcholinesterasy.[10] Při této reakci se uvolní fluoridový anion, tato reakce je velmi termodynamicky favorizovaná a vede k silné vazbě produktu sarinu na bílkovinu. Vysoká favorizovanost této esterifikační reakce je obecným důvodem vysoké toxicity látek řady G a V. Inhibice acetylcholinesterázy má za následek sníženou schopnost těla hydrolyzovat acetylcholin v synaptické štěrbině zpět na cholin a acetát (viz syntéza acetylcholinu). Tudíž dlouhá expozice acetylcholinu na receptory cholinergních synapsí brání opětné repolarizaci neuronu, a tím dalšímu vedení vzruchu. Cholinergní receptory jsou dvojího druhu: nikotinové vyskytující se v nervosvalových ploténkách a sympatických gangliích a muskarinové nacházející se v mozkových buňkách a periferním nervstvu.[11] Z lokalizace těchto receptorů vyplývají následné příznaky otravy (viz níže).

Smrtelná koncentrace sarinu se udává kolem 35 mg na metr krychlový vzduchu. Při této koncentraci by 50 % zasažených mělo po dvou minutách běžného dýchání při lehké aktivitě (tj. cca 24 nádechů s objemem 30 l) absorbovat smrtelné množství sarinu. Téměř univerzálně smrtící koncentrace sarinu pro dvouminutové vystavení je udávána jako 40 až 80 mg na metr krychlový vzduchu. To znamená, že množství pod 2 g je schopno smrtelně zamořit běžný pokoj. Naopak koncentrace pod 0,5 - 2 mg na metr krychlový vzduchu by neměly mít výrazné a těžké akutní účinky.[12] Smrtelnost sarinu i jiných bojových plynů se obecně odvíjí od koncentrace a času vystavení takovým způsobem, že vystavení vysokým dávkám po krátkou dobu (např. 33 mg/m3 po dobu 2 minut) je výrazně více smrtelné než dlouhodobě vystavení dávkám nízkým (8,5 mg/m3 po dobu 30 minut u samiček myší).[13]

Při vystavení kůže lehce oděné osoby s ochranou plic a očí parám a aerosolu dojde k těžké otravě po 30 - 50 minutách při koncentraci sarinu 1,2 g/m3 (u VX stačí 25 mg/m3)

Reálná účinnost bojových hlavic v bojových podmínkách se udává kolem 1 smrti na kilogram sarinu (tj. asi 3 - 4 kg munice) (u konvenčních výbušnin se udává 100 kg TNT na jedno úmrtí - tj. 200 kg munice). V případě teroristického útoku na uzavřené místnosti podle simulací připadá na kilogram čistého sarinu ve vzduchu 10 - 100 úmrtí. Tyto údaje jsou přibližné, vždy záleží na konkrétní situaci (hustota obyvatelstva, zdravotní stav, počasí).[14][15]

V případě použití chemických zbraní ve válce se v době studené války počítalo s tím, že chemická munice bude 2 - 10 efektivnější než stejná hmotnost konvenční munice pro dosažení bojových cílů i při vybavení protivníka protichemickými obleky. Obleky totiž fyzicky zatěžují vojáky a významně snižují jejich bojovou efektivitu. Podobně by došlo i ke zpomalení oprav letišť.

Klinické projevy[editovat | editovat zdroj]

Působí velice rychle na centrální nervovou soustavu. Podle intenzity zasažení nastane zúžení zornic (= mióza), pocit tlaku v očích, bolesti hlavy, dýchací obtíže, kašel, zvýšená sekrece hlenu, zvracení, pocit úzkosti a neklid. Při větším zasažení dochází k záškubům a křečím jednotlivých částí těla. U osoby neléčené podáním protijedu nastává smrt následkem obrny dýchacích svalů a zástavy činnosti srdce.

Léčba[editovat | editovat zdroj]

Otrava sarinem se léčí intravenózní aplikací alkaloidů atropinu, fysostigminu a reaktivátory cholinesterázy. Atropin působí jako blokátor cholinergního receptoru, tím kompenzuje přebytek acetylcholinu na synapsích. Fysostigmin je přirozený inhibitor cholinesterázy, takže jeho podání je zdánlivě nelogické, je to ale na rozdíl od sarinu inhibitor reverzibilní. Jeho efekt je dvojí. Jednak chrání cholinesterázu před poškozením sarinem. A jednak umožní lépe snášet velkou dávku atropinu; tyto léky mají totiž protichůdné účinky. Dalším lékem jsou regenerátory cholinesterázy, které dokáží vyvázat sarin z vazby na enzym. Dostupné jsou trimedoxim, obidoxim a asoxim (v současnosti ve výbavě Armády ČR a Integrovaného záchranného systému v antidotu ANTIVA).[16] Léčba reaktivátorem se musí provést co nejdřív, protože vazba "stárne".

Reference[editovat | editovat zdroj]

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Sarin na německé Wikipedii.

  1. a b kar. Sarin člověka zabije za několik desítek sekund. Jde o první bojovou látku použitou teroristy. ČT24.cz [online]. 2017-04-06 [cit. 2017-04-06]. Dostupné online. 
  2. Při chemickém útoku v Sýrii byl nasazen sarin. Turečtí patologové mají důkaz | EuroZprávy.cz. EuroZprávy.cz. Dostupné online [cit. 2017-04-12]. (anglicky) 
  3. Jiří Patočka. Vojenská toxikologie [online]. Grada Publishing, 2004 [cit. 2018-03-05]. S. 30. Dostupné online. 
  4. DRÁPAL, Stanislav. Základní aspekty ochrany obyvatelstva před následky chemického terorizmu v České republice. Brno, 2013. 65 s. bakalářská. Vysoké učení technické v Brně, Fakulta chemická. Vedoucí práce Ing. Otakar Jiří Mika, CSc.. s. 20. Dostupné online.
  5. Jiří Štětina a kolektiv. Zdravotnictví a integrovaný zachranný systém při hromadných neštěstích a katastrofách [online]. Grada Publishing, 2014 [cit. 2018-03-05]. S. 337. Dostupné online. 
  6. HOENIG, Steven L. Handbook of Chemical Warfare and Terrorism [online]. Greenwood Press, 2002 [cit. 2018-03-05]. S. 32. Dostupné online. 
  7. Modelling aerosol processes related to the atmospheric dispersion of sarin. Journal of Hazardous Materials [online]. [cit. 5.3.2018]. Dostupné online. 
  8. Modeling of dispersion, deposition and evaporation from ground deposition in a stochastic particle model [online]. www.acc.umu.se [cit. 2018-03-05]. Dostupné online. 
  9. https://www.academia.edu/6303673/Consequence_assessment_of_indoor_dispersion_of_sarin_A_hypothetical_scenario
  10. MURRAY, R., GRANNER, D., MAYES, P., RODWELL, V. Harperova biochemie. 4. české vyd. Jinočany: Nakladatelství H+H 2002. 784 s.
  11. LEDVINA, M., STOKLASOVÁ, A., CERMAN, J. Biochemie pro studující medicíny. 1. vyd. Praha: Nakladatelství Karolinum 2004. 471-473 s.
  12. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK233733/
  13. https://academic.oup.com/toxsci/article/66/2/176/1734055
  14. https://thebulletin.org/2017/06/sea-of-sarin-north-koreas-chemical-deterrent/
  15. http://www.the-trench.org/wp-content/uploads/2013/06/SIPRI-Yearbook-2000-Chpt-9-App-A.pdf
  16. SUKL, vyhledávání: databáze léků: SUKL: det. reg.: "ANTIVA"

Logo Wikimedia Commons Obrázky, zvuky či videa k tématu Sarin ve Wikimedia Commons