损害神经系统功能，其半数致死量(LCt，大鼠，吸入)为26.2ppm(150 mg/m³)/10min，其立即威胁生命健康浓度(IDLH，大鼠，吸入)为0.0175 ppm(0.1 mg/m³)。沙林毒气的致死机理和其他神经类毒气类似，通过妨害突触间隙神经递质的作用麻痹肌肉，包括唿吸系统所必需的肌肉，从而造成窒息。即使非致死剂量的沙林侵入人体，也会造成瞳孔缩小、视力困难、胸部紧塞、头痛、恶心以及呕吐等症状，更大浓度时亦会使人晕眩、焦虑、心智损伤、肌肉痉挛、唿吸困难，甚至死亡。
解