Komerční prezentace
Registrace uživatele

Přihlašte se k odběru informací, novinek, získejte přístup do diskuzního fóra.

Vesmír č. 10
Vesmír č. 10
Toto číslo vychází
2. 10. 2017
Novinky
Zdarma jedno celé číslo Vesmíru v pdf.
• Říjnové číslo Vesmíru
reklama

Terorismus a moderní chemie

Publikováno: Vesmír 90, 324, 2011/6
Obor: Chemie

Nejméně dvě třetiny našich trápení pramení z lidské hlouposti, lidské zloby a z oněch velkých stimulů a benevolence pro zlobu a hloupost, jakými jsou idealismus, dogmatismus a horlivé získávání přívrženců ve jménu náboženských a politických idejí.

Aldous Huxley

V současném světě klesá pravděpodobnost klasického válečného konfliktu, pro jehož řešení je nutná existence armád a válečné techniky, zato roste nebezpečí nekonvenčních konfliktů. Mezi současnými formami násilí a nekonvenčně vedené války dominuje terorismus. Terorismus není novým fenoménem, ale ještě v druhé polovině minulého století měly teroristické incidenty převážně lokální charakter a na geopolitickou situaci měly minimální vliv. Dnes je terorismus problémem celosvětovým a ovlivňuje politickou situaci v mnoha zemích. Používané prostředky a metody se rychle mění, roste jejich účinnost a nebezpečnost a zvyšují se počty obětí. Mnohé teroristické útoky jsou sledovány miliony diváků v přímých TV přenosech. Tím se stává z diváka sedícího tisíce kilometrů od útoku člověk ohrožený, a tedy ovlivněný terorismem.

Zásadním způsobem se terorismus změnil po roce 1990, kdy byla ukončena studená válka. Ideologická motivace se pomalu vytrácí, roste motivace náboženská a nacionalistická. Není to tak dlouho, co se politici a vojenští experti domnívali, že prostřednictvím terorismu nelze měnit chod dějin. Dnes je zřejmé, že minimálně ve střednědobé úrovni je to způsob, jak měnit směřování sociálního, ekonomického i politického vývoje, a řada organizací a nedemokratických chudých zemí chápe terorismus jako vhodný nástroj pro prosazování vlastních zájmů ve střetu se silnějšími protivníky.

Formy a prostředky terorismu

Terorismus má mnoho forem a používá k prosazování svých cílů mnoha prostředků. O současném terorismu se někdy mluví jako o superterorismu a myslí se tím, že může používat zbraně jaderné, chemické a biologické. Všechno jsou to zbraně hromadného ničení vyvinuté výhradně pro vojenské použití. Dnes jsou jejich výroba a užití striktně regulovány řadou mezinárodních úmluv, přesto nelze jejich zneužití zcela zabránit. Zejména chemické zbraně jsou až překvapivě snadno dostupné, a přitom velmi účinné.

Chemické zbraně jako nástroje terorismu

Chemickou zbraní se rozumí prostředek, který je schopen vyřadit živou sílu protivníka nebo snížit jeho akceschopnost působením otravné látky. Otravné látky mohou být v plynné, kapalné, aerosolové či práškové formě a ničivých účinků dosahují pronikáním do lidského organismu různými branami vstupu: dýchacím ústrojím, pokožkou, sliznicemi a zažívacím traktem. Jako otravná látka může sloužit jakákoliv chemická sloučenina s dostatečnou toxicitou a vhodnými fyzikálními vlastnostmi. Vedle klasických bojových otravných látek, které již na bojištích první světové války prokázaly svou účinnost a do té doby neznámá zdravotní rizika, existuje nepřeberné množství dalších chemických substancí, přírodních i uměle vyrobených, které jsou schopny přinést utrpení velkému počtu lidí. Vezmeme-li v úvahu, že mnohé z těchto substancí se dají snadno získat nebo levně vyrobit z dostupných surovin, jejich teroristické zneužití se přímo nabízí. Dnes již klasickým příkladem byl útok náboženské sekty Óm Šinrikjó v tokijském metru nebo nasazení bojových otravných látek proti civilnímu obyvatelstvu v průběhu íránsko-irácké války. Zneužití těchto látek není omezeno jen na lidské cíle. Stejně tak mohou být využity k usmrcení hospodářských zvířat nebo ke zničení úrody či přírodních zdrojů, které jsou pro život lidské populace v daném regionu nezbytné.

Nervově paralytické otravné látky

Nervově paralytické otravné látky mají výsadní postavení. Jejich historie je spjata s nacistickým Německem a jménem chemika Gerharda Schradera. Schrader se narodil v roce 1903 a chemii studoval na Technické univerzitě v Braunschweigu. Poté nastoupil k firmě Bayer AG do divize IG Farben, kde pracoval na přípravě organofosforových látek s insekticidními vlastnostmi. Brzy se však sám přesvědčil, že mnohé substance, které jím vedená skupina chemiků připravila, jsou toxické nejen pro hmyz, ale také pro savce včetně člověka. Tím byla otevřena Pandořina skříňka a zlo v ní uzavřené se rozletělo do světa. Nejdříve byly vyvinuty tabun (1936) a sarin (1939) a později také soman (1944) a cyklosarin (1949). Nacistické Německo naštěstí nedokázalo těchto objevů využít k získání vojenské převahy, ale po jeho porážce, v období studené války, se výroba nervově paralytických látek rozjela naplno a chemické zbraně začaly plnit muniční sklady. V roce 1952 byla vyvinuta látka VX. Následně vznikaly její deriváty označované dle státu, ve kterém byly zavedeny, např. R-VX (Rusko) či C-VX (Čína). Brzy bylo těchto zbraní vyrobeno tolik, že by dokázaly mnohonásobně usmrtit celou lidskou populaci.

Jak nervově paralytické látky působí?

Nervově paralytické látky inhibují v lidském těle dva enzymy: acetylcholinesterázu a butyrylcholinesterázu. Acetylcholinesteráza je životně důležitý enzym, lokalizovaný v synapsích centrálního a periferního cholinergního nervového systému. Jeho fyziologická úloha spočívá v ukončení nervového vzruchu rozkladem neuromediátoru acetylcholinu. K tomu dochází na katalytickém místě enzymu, jehož klíčovým místem je hydroxylová skupina serinu.

Nervově paralytické otravné látky fungují jako ireverzibilní inhibitory acetylcholinesterázy. Váží se chemickou vazbou na hydroxylovou skupinu aktivního centra (obr. 2) a takto fosforylovaný enzym nemůže plnit svou fyziologickou funkci. Acetylcholin uvolňovaný na synapsích se nerozkládá, dochází k jeho hromadění a k trvalé aktivaci cholinergních receptorů. To vede k přerušení nervosvalového přenosu a k smrti v důsledku paralýzy dýchacího svalstva. Negativní účinek nadbytku acetylcholinu na cholinergní receptory lze sice farmakologicky ovlivnit podáváním anticholinergik, např. atropinu, ale to vede pouze ke zmírnění příznaků otravy, nikoliv k odstranění její příčiny.

Reaktivátory fosforylované acetylcholinesterázy

Odstranit příčinu otravy nervově paralytickými látkami znamená acetylcholinesterázu defosforylovat a znovu tak obnovit její enzymovou aktivitu a fyziologickou funkci. Látky, které to dokážou, se nazývají reaktivátory. Jsou to nukleofilní činidla schopná přerušit vazbu O–P mezi enzymem a nervově paralytickou látkou. Mezi účinné reaktivátory patří zejména různé kvarterní pyridinaldoximy, jejichž prototypem je pralidoxim (obr. 2).

Pralidoxim byl prvním prakticky využitelným reaktivátorem, který se stal součástí antidot proti otravám nervově paralytickými látkami. Postupně byly připraveny i další, účinnější reaktivátory.1) Chemický teroristický útok v tokijském metru, při němž byl použit sarin, odstartoval potřebu chránit před nervově paralytickými látkami nejen vojáky, ale také civilní obyvatelstvo.

Antidota jako první pomoc

Toxický účinek nervově paralytických látek je velmi rychlý, k smrti může dojít již v průběhu desítek minut. O účinnosti antidota proto rozhoduje nejen použitý reaktivátor, ale především doba, která uplyne mezi vstupem nervově paralytických látek do organismu a aplikací antidota, tedy jak rychle se jeho účinné látky (vedle reaktivátoru to ještě bývá vhodné anticholinergikum) dostanou krevním řečištěm k fosforylované acetylcholinesteráze. Významnou úlohu zde sehrávají antidota první pomoci a antidota první lékařské pomoci. S postupem doby byly vyvinuty různé formy autoinjektorů, které umožňují aplikovat antidotum rychle a bezpečně. Autoinjektory umožňující jednorázovou intramuskulární aplikaci jsou proto vhodným prostředkem nejen pro potřebu vojsk, ale také pro civilní obyvatelstvo v rámci jeho integrované ochrany před chemickým terorismem.

Český příspěvek

Výzkum reaktivátorů fosforylovaných cholinesteráz a vývoj antidot první pomoci proti nervově paralytickým látkám má v ČR dlouhou tradici. Dnes je soustředěn na Fakultě vojenského zdravotnictví Univerzity obrany v Hradci Králové a výsledky českých vědců v této oblasti jsou uznávány po celém světě. Příprava nových typů účinných reaktivátorů a anticholinergik, jakož i vývoj moderních antidotních prostředků na bázi vícekomorových autoinjektorů je velkým přínosem ČR v ochraně vojsk i civilního obyvatelstva před chemickým terorismem.

V současné době je v ČR dokončován unikátní tříkomorový autoinjektor s látkou HI-6 (obr. 1), která je považována za zatím nejúčinnější reaktivátor acetylcholinesterázy. Na vývoji se podílí jak soukromý sektor (Vakos XT, a. s.; CHemProtect, a. s.), tak zmíněná Fakulta vojenského zdravotnictví Univerzity obrany.

Literatura

Jun D., Kuča K., Kassa J., Musílek K., Bajgar J., Doležal B.: Development of three-chambered autoinjector with acetylcholinesterase reactivator HI-6 dimethanesulfonate. In 7th Symposium on Chemical, Biological, Nuclear and Radiological Threats NBC 2009, s. 235–236.

Kuča K., Jun D., Bajgar J.: Currently used cholinesterase reactivators against nerve agent intoxication: comparison of their effectivity in vitro. Drug Chem. Toxicol. 30, 31–40, 2007.

Mika O. J., Mašek I.: Nebezpečí chemického terorismu a jeho následky. Chem. Listy 102, 255–261, 2008.

Patočka J. a kol.: Vojenská toxikologie. Grada Publishing, Praha 2004.

Patočka J., Kuča K., Jun D.: Acetylcholinesterase and butyrylcholinesterase – important enzymes of human body. Acta Med. 47, 215–228, 2004.

Pitschmann V.: Historie chemické války. Military System Line, Praha 1999.

Ramalho T. C., França T. C., Rennó M. N., Guimarães A. P., da Cunha E. F., Kuca K.: Development of new acetylcholinesterase reactivators: molecular modeling versus in vitro data. Chem. Biol. Interact. 185, 73–77, 2010.

Poznámky

1) Na nich založená antidota se stala součástí individuální ochrany vojáka a spolu s protichemickým oblekem a protichemickým balíčkem s odmořovacími prostředky dnes tvoří nejvýznamnější součást ochrany vojsk před nervově paralytickými látkami.

Soubory

článek ve formátu pdf: 201106_324-326.pdf (387 kB)

Diskuse

Žádné příspěvky