Chemprotect a.s. Original life saving chemistry

Co je NPL

Nervově-paralytické látky (NPL) jsou organické sloučeniny fosforu, vyznačující se vysokou toxicitou vůči savcům. Jsou nejvýznamnější a nejnebezpečnější skupinou bojových chemických látek. Vyznačují se vedle vysoké toxicity rychlým účinkem a průnikem do organizmu všemi typickými cestami. Jejich syntéza je poměrně snadná, levná a jsou vojensky i teroristicky lehce použitelné. Dělí se na dvě velké skupiny, které jsou obecně označovány jako G-látky a V-látky.

Sloučeniny stejné základní struktury se používají v průmyslu jako změkčovadla, hydraulické kapaliny, pro nehořlavé úpravy, ve veterinární či humánní medicíně jako léčiva či jako sloučeniny k výzkumu nervových funkcí. Nejširšího použití dosáhly organické sloučeniny fosforu v zemědělství jako insekticidy (látky k hubení hmyzu), které jsou běžně dostupné - např. Metathion, Malathion, Actellic, In-stop aj.

Fyzikálně-chemické vlastnosti

G-látky

Jsou to bezbarvé kapaliny podobné vodě bez výraznějšího zápachu, relativně rozpustné ve vodě a dobře v organických rozpouštědlech. Je pro ně charakteristická vysoká těkavost, takže nejpravděpodobnější cestou průniku látky do těla bývají dýchací cesty. V terénu vydrží bez ztráty toxicity 12-24 hodin.

• Tabun (GA – O-ethyldimethylamidokyanofosfát)
• Sarin (GB – O-isopropylmethylfluorofosfonát)
• Cyklosin / Cyklosarin (GF – cyklohexylmethylfluorofosfonát)
• Soman (GD – O-pinakolylmethylfluorofosfonát)

V-látky

Látka VX v chemicky čistém stavu je bezbarvá, méně pohyblivá kapalina bez výraznějšího zápachu. Je pro ni charakteristická velmi nízká těkavost, takže vydrží ve vodě a v terénu velmi dlouhou dobu (týdny až měsíce). Ve vodě je špatně rozpustná, ale naopak velmi dobře ji rozpustíme v organických rozpouštědlech a v tucích. Látka VR je analogem látky VX s velmi podobnými vlastnostmi. Látku VR zavedlo a skladuje především Rusko.

• Látka VX (O-ethyl-S-/2-diisopropyl- aminoethyl/-methylthiofosfonát)
• Látka VR (O-iso- butyl-S-(2-diethylaminoethyl)-methylthiofosfonát)

Látka se střední těkavostí (a její analogy) [dimethylamido-O-(2-dimethylamino-ethyl)-fluorofosfonát]

V americké armádě jí byl přiřazen kód GP, v literatuře je uváděna pod zkratkou GV. Do výzbroje sice zavedena nebyla, ale podle svých vlastností do skupiny NPL patří. Svými fyzikálně-chemickými vlastnostmi se příliš neliší od ostatních nervově-paralytických látek. Svým chemickým složením se pohybuje mezi G a V látkami. V terénu vydrží déle než G látky (dny), ale není tak stálá jako VX. Její těkavost je vyšší než u VX látky, ale nižší než u G látek.

Mechanizmus účinku NPL

Nervově-paralytické látky ovlivňují přenos nervového vzruchu mezi neurony (nervovými buňkami). Tento přenos se odehrává na synapsi, což je mezera mezi výběžky neuronů, zde je přenos nervového vzruchu zajišťován chemickou látkou (neuromediátorem) acetylcholinem. Aby neuromediátor působil jen nezbytně krátkou dobu, musí být ihned po přenesení vzruchu enzymaticky rozložen. To se děje díky působení enzymu acetylcholinesterázy (AChE) a to jak v centrálním, tak i v periferním nervovém systému.

Základním mechanizmem účinku NPL je zásah do tohoto systému cestou inhibice (snížením aktivity) AChE. Snížení aktivity tohoto enzymu vede k nahromadění neuromediátoru acetylcholinu a nadměrnému dráždění receptorů nervových buněk. To má za následek podle lokalizace daných receptorů tři typy klinických příznaků: muskarinové, nikotinové a centrální klinické příznaky, které jsou charakteristické pro akutní fázi intoxikace. Soubor těchto příznaků se označuje jako akutní cholinergní krize.

Při vstupu NPL do organizmu zde probíhají čtyři hlavní fáze účinku NPL: resorpce, transport, metabolizace a vlastní toxický efekt. Při expozici NPL je kromě podání přímo do krevního oběhu vždy pozorováno zpoždění, které je dáno průnikem NPL biologickými bariérami. V transportním systému (krevní oběh) reaguje NPL s dalšími enzymy, především esterázami. Vazba NPL na esterázy nevyvolává ale žádné klinické příznaky a ty působí díky tomu vlastně jako „vychytávači“ (scavengery) NPL a zabraňují rozvoji akutní cholinergní krize tím, že na sebe vážou část dávky NPL, která vstoupila do vnitřního prostředí intoxikovaného organizmu, a vyřazují ji z vlastního toxického účinku. Je to velmi důležitý děj, protože se předpokládá, že pouze 1-3 % z celkové dávky NPL se dostanou na místo toxického účinku (to znamená na synapse centrálního a periferního nervového systému), ostatní je vyvázáno nebo detoxikováno.

Metabolizace zahrnuje detoxikační reakce, ale NPL (hlavně soman) se také mohou ukládat (deponovat) v tukové tkáni a později z ní být opět postupně vyplavovány a způsobit novou vlnu intoxikace.

U NPL byly pozorovány i účinky, které přímo nesouvisejí se zásahem do přenosu nervového vzruchu, ty jsou označovány jako nespecifické (necholinergní). Obvykle se projevují později, než cholinergní příznaky. Mezi nejvýznamnější nespecifické účinky NPL patří: obecná stresogenní reakce, mutagenní efekt způsobený zásahem do metabolismu nukleových kyselin a bílkovin, ovlivnění imunity a toxický efekt na jaterní buňky, případně i zásah do vodního a minerálního metabolismu a zásah do ledvinných funkcí. Významným nespecifickým účinkem NPL je i poškození nervové tkáně. V důsledku poškození některých oblastí mozku zůstávají po intoxikaci NPL dlouhodobé neurologické následky, které mohou být patrné i několik let po akutní expozici NPL.

Zcela zvláštní kapitolu představují možné dlouhodobé následky expozice nízkým dávkám NPL. Dosud nevysvětlené různorodé zdravotní potíže veteránů války v Perském zálivu odstartovaly výzkum zabývající se možností narušení nervových a imunitních funkcí i po nízkých dávkách NPL, které samy o sobě nevyvolávají žádné klinické příznaky akutní intoxikace, nebo vyvolávají jen mírné otravy, ale projeví se daleko později.

Toxicita

	Toxicita a průnik do těla	LCt50	Střední smrtelná dávka pro zamoření nechráněné kůže
G-látky	Nejzávažnější cestou jsou vzhledem k vysoké těkavosti dýchací cesty	0,03-0,08 g.min-1.m-3	0,7-7 mg.kg-1
V-látky	Jsou toxičtější než G-látky, zvláště při otravě přes kůži	0,015-0,040 g.min-1.m-3	0,07 mg.kg-1
Látka se střední těkavostí	Nebezpečná z hlediska všech cest průniku do organismu	-	cca 1,36 mg.kg-1

Příznaky akutní otravy NPL

V případě akutní otravy NPL jsou typické příznaky způsobené nadměrnou stimulací vegetativního nervového systému v důsledku snížení aktivity AChE (dochází tak k tzv. akutní cholinergní krizi). Podle lokalizace tedy rozeznáváme muskarinové, nikotinové a centrální klinické příznaky.

Muskarinové příznaky

Intoxikace se projeví zúžením zornic, poruchou akomodace (zaostření na různé vzdálenosti), překrvením a otokem spojivek a nosní sliznice, zvýšeným sliněním, slzením, pocením, na hladké svalovině dýchacích cest (zúžení), bolesti kolikového charakteru (trávicí trakt, močový měchýř), pokles krevního tlaku.

Nikotinové příznaky

Svalová ochablost, třes a záškuby jednotlivých příčně pruhovaných svalů, postupně se rozšiřující na všechny kosterní svaly těla, svalové křeče ústící v ochrnutí (paralýzu) kosterního svalstva.

Centrální příznaky

Porucha v oblasti dechových a kardiovaskulárních center v oblasti prodloužené míchy, bolesti hlavy, úzkosti, emoční labilita, napětí neklid, závratě, depresivní stavy, zmatenost, poruchy hybnosti, nezřídka bezvědomí. Bezprostřední příčinou smrti v případě těžkých intoxikací bývá těžká dechová nedostatečnost (akutní respirační insuficience) daná poruchou funkce dechových center v prodloužené míše a paralýzou dýchacích svalů včetně bránice. Těžká dechová nedostatečnost postupně vede k zástavě dechu s následnou zástavou srdce.

V případě překonání akutní cholinergní krize mohou celé měsíce přetrvávat především neurologické a neuropsychické příznaky, mezi nimiž dominují zvýšená únava, poruchy spánku, emoční labilita, úzkostné až depresivní stavy, poruchy paměti, učení a koncentrace. Zdravotní stav zasaženého jedince může být komplikován poruchami organizmu v důsledku celkového rozvratu metabolizmu. Specifickou komplikací otrav NPL může být návrat projevů akutní otravy daný vyplavením NPL z tukových tkání (především u somanu) či jiných míst v těle, nebo uvolněním NPL z vazby na bílkoviny krevní plazmy. V případě intoxikace organofosforovými insekticidy může být klinický stav zasaženého jedince komplikován tzv. letální syntézou (přeměna (metabolizace) méně toxického fosfátu na toxičtější formu).

Diagnóza a terapie otrav NPL

K rychlé a včasné diagnostice akutních otrav NPL může přispět především detekce a identifikace příslušné otravné látky, vyšetření klinického stavu otráveného a laboratorní vyšetření krve. Detekovat jednotlivé NPL v ovzduší je možné pouze speciálními přístroji, pracujícími obvykle na principu biochemické reakce mezi otravnou látkou (OL) a cholinesterázou na speciálním nosiči.

Mezi klinické příznaky otravy upozorňující na možnou souvislost s NPL, patří především poruchy zraku, sliněn, slzení a pocení, dechová tíseň a nevolnost spojená se zvracením, bolesti břicha spojené s nucenou defekací, koliky. Pro každou závažnější intoxikaci NPL je po několikaminutové latenci charakteristický dramatický průběh provázený vážným narušením základních životních funkcí, končící bez adekvátní terapie smrtí během 20-30 minut. Vzhledem k bezprostřednímu ohrožení života v případě závažných intoxikací musí být terapie zahájena co nejdříve. Proto má zásadní význam úspěšná první pomoc.

První pomoc při otravě NPL by měla zahrnovat:

• podání látek specificky zabraňujících toxickému účinku NPL (antidota);
• zamezení dalšího pronikání jedu do organizmu, a to opuštěním zamořeného prostoru,nasazením prostředků individuální ochrany a odmoření zasažených míst, v nutných případech ústní otravy výplach žaludku s přísadou živočišného uhlí;
• zabezpečení základních životních funkcí (při zástavě dechu umělé dýchání z plic do plic po odmoření obličeje nebo pomocí křísících přístrojů, při zástavě srdeční činnosti nepřímá masáž srdce, stabilizovaná poloha při bezvědomí).

V případě otravy NPL se postiženému podávají anticholinergika (funkční antidota) a reaktivátory AChE (kauzální antidota).

Anticholinergika (funkční antidota) zabraňují navázání nahromaděného acetylcholinu na receptory neuronů. Hlavním lékem v této skupině je na celém světě atropin, který působí především na periferních muskarinových receptorech. Tolerance organizmu otráveného NPL je vůči atropinu tak vysoká, že prakticky není možné intoxikovaného jedince předávkovat atropinem. Podávání atropinu pokračuje až do prvních příznaků atropinizace (rozšíření zornic, zčervenání kůže). Celková dávka atropinu může dosáhnout až 100 mg za 24 hodin. V případě těžkých intoxikací je možné doplnit atropinizaci podáváním jiných anticholinergik s převahou centrálního účinku. V AČR je zaveden jako druhé anticholinergikum benactyzin. Další vhodná anticholinergika jsou například biperiden nebo skopolamin.

Reaktivátory AChE (kauzální antidota) reaktivace je proces, při kterém dochází k obnovení funkčnosti nahromaděné AChE. Znovu aktivována ale může být pouze ta AChE, která nepodlehne rozkladu (dealkylaci). Nejrychleji probíhá dealkylace u AChE zásahu somanem, díky čemuž je tato otrava velmi těžká a obtížně léčitelná. Pro otravu látkou VX je naopak charakteristická pomalá dealkylace AChE, je proto relativně dobře léčitelná. Jako reaktivátory (látky podporující reaktivaci AChE) se používají např. pralidoxim, známý též pod označením 2-PAM a obidoxim, vyráběný pod názvem Toxogonin®. Pro AČR byl navíc vyvinut oxim s podobnou strukturou methoxim. AČR jako jedna z mála armád světa má také k dispozici lékovou formu oximu HI-6, který je díky své účinnosti považován za optimální lék volby v případě zasažení NPL.

Kromě anticholinergika a reaktivátoru AChE se také podává antikolvulzivum z důvodu potřeby zabránit záchvatům v centrální nervové soustavě, které vedou ke křečím a následnému poškození některých struktur centrální nervové soustavy. Jako antikonvulzivum se stále používá diazepam (v USA označovaný jako valium).

AČR je v oblasti protilátkové (antidotní) terapie akutních otrav NPL velmi dobře připravena k záchraně životů v případě jejich ohrožení. Je schopna poskytnout svým příslušníkům jak preventivní ochranu, tak bohatou škálu vlastních antidot v případě zasažení NPL. Každý příslušník armády ohrožený nezbezpečním zasažení NPL je vybaven dvěma autoinjektory Combopen obsahujícími atropin s obidoximem jako základní antidotum a diazepam jako antikonvulzivní látku. V blízké budoucnosti se pro speciální účely počítá s nahrazením obidoximu účinnějším oximem HI-6, jež ale vyžaduje jiný typ autoinjektoru.

Detekce

K detekci je nejčastěji používán chemický průkazník CHP-71, kde na NPL reaguje trubička s červeným pruhem. Pro detekci NPL je možné využít i individuální detektor NPL Detehit a průkazníkový papír CALID-3, které jsou součástí CHP-71 a automatické signalizátory GSP 11 a GSA 12.

Ochrana

V AČR je ochrana před účinky NPL zajištěna protichemickými a zdravotnickými opatřeními, z nichž nejdůležitější jsou prostředky individuální ochrany, dekontaminace zasažené kůže a farmakologická profylaxe. Mezi prostředky individuální ochrany (PIO) patří ochranná maska, chránící dýchací cesty, oči a kůži obličeje před zasažením NPL, a ochranný oděv, chránící kůži zbytku těla před kontaminací NPL. Správné a včasné nasazení těchto prostředků před předpokládanou zásahem NPL látkou zcela zabrání průniku do organizmu a vzniku otravy.

Pokud dojde k zasažení kůže a očí NPL, je nutné co nejdříve provést dekontaminaci zasažených míst. Pro dekontaminaci kůže má AČR připraven pro každého svého příslušníka Individuální protichemický balíček (IPB) vzor 80, obsahující Desprach, mikromletý bentonit (valchářskou hlinku), pro nějž je charakteristická vysoká absorpční schopnost. V případě zasažení očí je potřeba co nejrychlejší výplach očí 1-2% bikarbonátem sodným nebo fyziologickým roztokem.

Farmakologická profylaxe je založená na zvýšení odolnosti organizmu vůči NPL a současně na zvýšení účinnosti následné antidotní terapie. Většina armád světa používá k farmakologické profylaxi proti NPL karbamát pyridostigmin. Pro AČR bylo vyvinuto originální směsné profylaktické antidotum proti otravám NPL, nazvané PANPAL, obsahující vedle pyridostigminu ještě benactyzin a trihexyfenidyl. Toto směsné profylaktikum je bezpečnější než samotný pyridostigmin. Ve vývoji je nový typ profylaktického a léčebného antidota TRANSANT a obsahem HI-6, pro transdermální použití (ochranná náplast).

Autor: Redakce <(at)>, Téma: Encyklopedie - Pyrotechnika a biohazard, Zdroj: * Biologický a chemický terorismus, Roman Prymula a kol., GRADA, Praha 2002,

* Vojenská toxikologie, Jiří Patočka a kol., GRADA, Praha 2004,
* Základy obecné a speciální toxikologie, Karel Picka, Jiří Matoušek, VUT Brno - fakulta chemická, Brno 1996. , Vydáno dne: 02. 05. 2006