Σαρίν

Το σαρίν είναι οργανική ένωση του φωσφόρου με χημικό τύπο (CH₃)₂CHO]CH₃P(O)F. Είναι διαυγές, άχρωμο, άγευστο και άοσμο υγρό που χρησιμοποιείται ως χημικό όπλο εξαιτίας της δράσης του ως νευροτοξικού παράγοντα. Έχει καταγραφεί ως όπλο μαζικής καταστροφής. Η παραγωγή και αποθήκευση σαρίν είναι παράνομη από την Σύμβαση για την κατάργηση των χημικών όπλων του 1993.

Παραγωγή και δομή

Το σαρίν είναι χειρική ένωση με τέσσερις διαφορετικούς υποκαταστάτες σε τετραεδρικό κέντρο φωσφόρου. Το ισομερές SP είναι πιο ενεργό βιολογικά επειδή έχει μεγαλύτερη συγγένεια με την ακετυλχολινεστεράση. Συνήθως παρασκευάζεται και χρησιμοποιείται ως ρακεμικό μίγμα. Παρασκευάζεται από την αντίδραση ανάμεσα στο διχλωριούχο μεθυλφωσφονύλιο και την 2-προπανόλη. Στην αντίδραση χρησιμοποιείται επίσης 2-προπαναμίνη και για την εξουδετέρωση του υδροφθορίου.

Βιολογικές επιδράσεις

Όπως και άλλοι νευροτοξικοί παράγοντες, το σαρίν προσβάλλει το νευρικό σύστημα. Σταματά την ενεργοποίηση των νεύρων των μυών. Ο θάνατος συνήθως προκύπτει ως αποτέλεσμα της ασφυξίας λόγω της αδυναμίας των μυών που εμπλέκονται στην αναπνοή να λειτουργήσουν.
Συγκεκριμένα, το σαρίν είναι ισχυρός αναστολέας του ενζύμου ακετυλοχολινεστεράση, μια πρωτεΐνη που διασπά τον νευροδιαβιβαστή ακετυλοχολίνη αφού απελευθερώνεται στην συναπτική σχισμή. Στα σπονδυλωτά η ακετυλοχολίνη είναι ο νευροδιαβιβαστής που χρησιμοποιείται στη νευρομυϊκή συμβολή, όπου τα σήματα μεταδίδονται μέσω των νευρώνων από το κεντρικό νευρικό σύστημα στις μυϊκές ίνες. Κανονικά, η ακετυλχολίνη απελευθερώνεται από τον νευρώνα για την τόνωση των μυών και μετά αποδομείται από την ακετυλχολινεστεράση, επιτρέποντας στο μυ να χαλαρώσει. Συσσώρευση ακετυλχολίνης στη συναπτική σχισμή, που οφείλεται στην αναστολή της χολινεστεράσης, σημαίνει ότι ο νευροδιαβιβαστής συνεχίζει να ενεργεί στην μυϊκή ίνα και τα νευρικά ερεθίσματα μεταδίδονται συνεχώς.
Το σαρίν δρα επί χολινεστεράσης σχηματίζοντας ένα ομοιοπολικό δεσμό με ένα συγκεκριμένο υπόλειμμα σερίνης στο ενεργό κέντρο. Το φθόριο απομακρύνεται και ο προκύπτον φωσφοεστέρας είναι σταθερός και βιολογικά αδρανής.
Ο μηχανισμός δράσης του ομοιάζει με εκείνο ορισμένων εντομοκτόνων που χρησιμοποιούνται συνήθως, όπως το μαλαθείο.

Διάσπαση

Οι πιο σημαντικές χημικές αντιδράσεις των φωσφορυλαλογονίδιων είναι η υδρόλυση του δεσμού μεταξύ του φωσφόρου και του φθορίου. Αυτός ο δεσμός PF σπάει εύκολα από πυρηνόφιλους παράγοντες, όπως το νερό και το υδροξείδιο. Σε υψηλό pH, το σαρίν αποσυντίθεται γρήγορα σε μη τοξικά παράγωγα του φωσφονικού οξέος.
Το σαρίν αποδομείται μετά από μια περίοδο μερικών εβδομάδων έως μερικών μηνών. Η διάρκεια ζωής μπορεί να μειωθεί από ακαθαρσίες στα πρόδρομα υλικά. Σύμφωνα με την CIA, ορισμένο ιρακινό σαρίν είχε διάρκεια ζωής μόλις λίγων εβδομάδων, λόγω κυρίως ακάθαρτων προδρόμων.

Θεραπεία

Το σαρίν έχει υψηλή πτητικότητα (ευκολία με την οποία ένα υγρό μπορεί να μετατραπεί σε αέριο) σε σχέση με παρόμοιους νευροτοξικούς παράγοντες, και ως εκ τούτου η εισπνοή του μπορεί να είναι πολύ επικίνδυνη, ακόμα και αν οι συγκεντρώσεις ατμών μπορεί να διαπεράσουν το δέρμα αμέσως. Τα ρούχα ενός ατόμου μπορούν να απελευθερώσουν σαρίν για περίπου 30 λεπτά μετά την επαφή με το αέριο, το οποίο μπορεί να οδηγήσει σε έκθεση των άλλων ανθρώπων. Οι άνθρωποι που απορροφούν μη θανατηφόρο δόση, αλλά δεν λαμβάνουν αμέσως κατάλληλη ιατρική θεραπεία μπορεί να υποφέρουν από μόνιμες νευρολογικές βλάβες.
Ακόμη και σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις, το σαρίν μπορεί να αποβεί μοιραίο. Ο θάνατος μπορεί να ακολουθήσει μέσα σε ένα λεπτό μετά την άμεση κατάποση μιας θανατηφόρου δόσης εκτός και αν χορηγηθεί γρήγορα αντίδοτο, τυπικά ατροπίνη και πραλιδοξίνη. Η ατροπίνη, ένας ανταγωνιστής στους μουσκαρινικούς υποδοχείς ακετυλοχολίνης, χορηγείται για τη θεραπεία των φυσιολογικών συμπτωμάτων της δηλητηρίασης. Επειδή η μυϊκή απόκριση προς την ακετυλχολίνη πραγματοποιείται μέσω νικοτινικών υποδοχέων ακετυλχολίνης, η ατροπίνη δεν δύναται να εξουδετερώσει τα μυϊκά συμπτώματα. Η πραλιδοξίμη μπορεί να αναγεννήσει τις χολινεστεράσες εάν χορηγηθεί εντός περίπου πέντε ωρών. Η βιπεριδένη, ένας συνθετικός ανταγωνιστής της ακετυλχολίνης, έχει προταθεί ως εναλλακτική λύση στην ατροπίνη καθώς διεισδύει περισσότερο στον αιματεγκεφαλικό φραγμό και είναι πιο αποτελεσματική.
Το σαρίν εκτιμάται ότι είναι πάνω από 500 φορές πιο τοξικό από το κυάνιο. Η LD₅₀ (θανατηφόρος δόση για το 50% των θυμάτων) με υποδόριο ένεση σαρίν σε ποντικούς είναι 172 μg/kg.

Ιστορία

Το σαρίν εφευρέθηκε το 1938 στο Βούπερταλ της Γερμανίας, από επιστήμονες της IG Farben σε μια προσπάθεια να κατασκευαστούν ισχυρά εντομοκτόνα. Είναι ο ισχυρότερος νευροτοξικός παράγοντας της σειράς G που παρασκευάστηκε στην Γερμανία. Η ουσία, η οποία ανακαλύφθηκε μετά το ταμπούν, πήρε το όνομά της από τους επιστήμονες που την ανακάλυψαν: Schrader, Ambros, Rüdiger και Van der Linde. Στα μέσα του 1939, παραγγέλθηκε για την μαζική παραγωγή για την χρήση σε πόλεμο. Κατασκευάστηκαν κάποιες πιλοτικές εγκαταστάσεις και μέχρι το τέλος του Β΄ Παγκοσμίου Πολέμου κατασκευαζόταν μια μονάδα μεγάλης παραγωγής. Αν και το σαρίν τοποθετηθήκε σε κεφαλές πυραύλων, δεν χρησιμοποίηθηκε εναντίον των συμμάχων.
Το σαρίν ήταν ανάμεσα στους νευροτοξικούς παράγοντες που χρησιμοποιήθηκαν στην επίθεση με χημικά όπλα στην κουρδική πόλη Χαλάπτζα στο Ιράκ και λίγα χιλιόμετρα από τα σύνορα με το Ιράν τον Μάρτιο του 1988. Υπολογίζεται ότι 5.000 άτομα έχασαν τη ζωή τους.
Η ιαπωνική θρησκευτική σέχτα Aum Shinrikyo χρησιμοποίησε το ακάθαρτο σαρίν δύο φορές. Το 1994 στην πόλη Ματσουμότο, με αποτέλεσμα το θάνατο 8 ανθρώπων και τις 20 Μαρτίου 1995 στο Μετρό του Τόκυο, με 13 θανάτους.
Στις 21 Αυγούστου 2013 έλαβε χώρα επίθεση με χημικά όπλα στην Συρία, πιθανόν με σαρίν, κατά την διάρκεια του Συριακού Εμφυλίου Πολέμου. Οι αναφορές κάνουν λόγο για 322 μέχρι 1729 θύματα.
Στις 5 Απριλίου 2017 η πόλη Ιντλίμπ της Συρίας έχει πληγεί με ψεκασμούς του θανατηφόρου αερίου Σαρίν. Μέσα σε μία βδομάδα αυτού του είδους οι επιθέσεις σκότωσαν 58 ανθρώπους, από τους οποίους 11 ήταν μικρά παιδιά.