Un composto organofosforico è un tipo di composto organico avente almeno un atomo di fosforo . I composti di interesse biologico come il DNA , di capitale importanza in particolare in biochimica non sono composti organofosforici in senso stretto: non contengono alcun legame carbonio - fosforo , e sono esclusivamente mono-, di- e trifosfati. Il Tenofovir è un organofosforo stesso, mentre la deossiadenosina monofosfato non lo è.
Il risultato della ricerca sui gas da combattimento iniziata durante la seconda guerra mondiale , i pesticidi organofosfati, come il malathion e il Roundup , hanno sostituito gli organoclorurati negli anni '70 , il cui leader, il DDT , era soggetto a divieti. Meno tossici del DDT e molto efficaci, vengono utilizzati in tutto il mondo.
I composti organofosforici rientrano in classi differenti a seconda del grado di ossidazione del fosforo e della natura dei sostituenti, in particolare della presenza di un atomo di ossigeno o di un altro calcogeno .
I legami P - O sono circa il 30% più lunghi dei corrispondenti legami C - O. D'altra parte, il fosforo V è più o meno tetraedrico, a seconda dei suoi ligandi . Infine, un fosfato imita piuttosto bene lo stato di transizione dell'idrolisi di un carbossilato in acido carbossilico . Questa funzione è stata utilizzata nei seguenti diversi casi.
Generazione di anticorpi monoclonali per catalizzare una reazioneSe vuoi catalizzare una reazione chimica, puoi creare una molecola che abbassa l'energia dello stato di transizione , proprio come fanno gli enzimi . Per questo, è necessario creare un analogo stabile dello stato di transizione, iniettarlo in un animale e quindi raccogliere un anticorpo monoclonale efficace per catalizzare la reazione mirata . L'idea alla base di questo è che l'anticorpo generato contro l'analogo dello stato di transizione deve essere efficace anche contro il vero stato di transizione.
Combatti i gas e altre armi chimicheFarmaci e pesticidi sono stati creati da analoghi dello stato di transizione degli organofosfati. Allo stesso modo, sostanze chimiche dotate di caratteristiche che interromperanno (da gravemente a fatale) l'attività di alcuni enzimi sono state prodotte come agenti di guerra chimica , specialmente durante la Guerra Fredda .
La maggior parte dei gas da combattimento e altre armi chimiche neurotossiche si basano sull'inibizione di enzimi vitali, come l' acetilcolinesterasi (AChE). L'acetilcolina funge da messaggero chimico tra due neuroni o tra un neurone e una fibra muscolare . Dopo la trasmissione del messaggio da parte delle molecole di acetilcolina, l' acetilcolinesterasi presente nella giunzione distrugge i messaggeri chimici che vengono poi recuperati e riciclati. Quando l'attività dell'acetilcolinesterasi è disturbata, viene mantenuto il segnale chimico che può creare asfissia per tetanizzazione dei muscoli, o convulsioni epilettiche prolungate. Questa crisi porta quindi a danni irreversibili ai neuroni (a causa dell'eccesso di calcio intracellulare) o alla morte.
La serie G, di cui fa parte il sarin, è stata distrutta abbastanza rapidamente dall'acqua. Un " miglioramento " (nel senso militare del termine) è stata la serie V, inclusa la famosa VX . Questi composti sono molto più resistenti all'acqua e causano danni neurologici irreversibili anche se un antidoto viene iniettato immediatamente dopo l'esposizione. La maggior parte degli articoli scientifici sulla chimica del fosforo fino agli anni '90 sono di origine russa ; probabilmente almeno in parte a causa della Guerra Fredda .
L' Organizzazione per la proibizione delle armi chimiche (OPCW), nel quadro del Trattato del 1993 , attraverso il Comitato consultivo scientifico dell'Organizzazione per la proibizione delle armi chimiche (OPCW) ha lavorato in particolare su questi prodotti, con un punto pubblicato nel 2018 in relazione alle cure mediche e pretrattamento, cure d'emergenza e il trattamento a lungo termine di lesioni indotte da alcuni agenti nervini, sulla base di 140 studi scientifici al fine di fornire una sintesi delle informazioni aggiornate per la salute professionisti ( medici , tossicologi , infermieri , soccorritori, ecc.) o ecotossicologi suscettibili di intervenire in una situazione di emergenza, che potrebbero quindi essere essi stessi in pericolo e che “ rischiano di non conoscere i sintomi e le opzioni di trattamento per l'esposizione agli agenti nervini ” .
Come nella famiglia dei carbammati , molti organofosfati sono agenti innervanti , che agiscono principalmente inibendo l'acetilcolinesterasi a livello delle giunzioni neurali (inibizione che diventa irreversibile dopo un tempo variabile a seconda della molecola e di vari fattori).
L' acetilcolina ristagna quindi in eccesso nelle sinapsi , che è all'origine di un ` ` toossidromo colinergico '' che coinvolge il sistema nervoso centrale (SNC), la giunzione neuromuscolare e il sistema nervoso autonomo.
Casi gravi di avvelenamento probabilmente coinvolgono anche i recettori dell'acido γ-aminobutirrico e i recettori N-metil-d-aspartato , aggravando gli effetti tossici del prodotto sul SNC. .
Generalmente coesistono tre tipi di effetti:
Il modello (insorgenza, ordine e intensità) degli effetti clinici varia a seconda dell'agente, della dose, della via di esposizione. Quindi l'inalazione di nanoparticelle o vapori di agenti nervini induce rapidi sintomi oculari, respiratori e sistemici (da pochi secondi a pochi minuti) seguiti dall'insorgenza improvvisa di convulsioni, paralisi e arresto respiratorio.
Il
passaggio percutaneo di organofosfati produce potenziali sintomi localizzati precoci come diaforesi e fascicolazione , seguiti da effetti tossici sistemici per un periodo che può estendersi a circa 48 ore dal momento dell'esposizione.
Gli effetti tossici degli organofosfati sono in parte gli stessi di quelli di altri organofosfati e agenti neurotossici della grande famiglia degli inibitori delle colinesterasi, con alcune specificità.
In caso di ingestione di pesticidi organofosfati, i sintomi compaiono molto spesso da 30 a 90 minuti dopo l'ingestione e persistono per diversi giorni se la persona sopravvive.
Le convulsioni sono più rare rispetto agli agenti innervanti, ma il collasso cardiovascolare può complicare avvelenamenti acuti così come sindromi ritardate inclusa una "sindrome intermedia" caratterizzata da grave debolezza muscolare che coinvolge insufficienza respiratoria da 1 a 4 giorni dopo l'ingestione e neuropatia periferica . Inoltre, poiché il pesticida è spesso diluito in un solvente petrolifero, quest'ultimo può indurre lesioni polmonari legate ad aspirazione o inalazione. La prognosi dipende dalla tossicità specifica del prodotto, dalla storia della vittima, dalla velocità della diagnosi e dalla risposta all'antidoto. La tossicità da organofosfati comporta un calo dei livelli sierici ed eritrocitari di colinesterasi , ma i test di laboratorio di routine o di emergenza per gli organofosfati non sono comunemente disponibili.
È necessaria la protezione (anche la decontaminazione) del personale e dei dispositivi di protezione individuale. La decontaminazione gastrointestinale è necessaria in caso di ingestione di pesticidi. Il trattamento dell'avvelenamento viene eseguito con meticolose cure di supporto, con particolare attenzione alla pulizia delle secrezioni dalle vie aeree, alla somministrazione di ossigeno supplementare e all'intubazione endotracheale precoce nei casi più gravi. Questo protocollo è completato dalla rapida somministrazione dell'antidoto. Il principale antidoto è l' atropina (per i suoi effetti antimuscinici che riducono la congestione polmonare, la broncocostrizione, l'ipotensione, la bradicardia e le potenziali convulsioni, tuttavia gli organofosfati sono veleni resistenti alle dosi usuali di atropina; "Possono essere necessarie dosi molto elevate di atropina" . della pralidossima contro gli effetti dei pesticidi organofosfati, tuttavia, deve ancora essere dimostrata meglio, soprattutto nei paesi poveri di risorse.
Alcuni organofsoforati sono tra i più potenti neurotossici, quindi sarebbe consigliabile essere in grado di rilevarli, identificarli e analizzarli facilmente e rapidamente.
Oltre ai mezzi convenzionali, lenti e costosi come gascromatografia , cromatografia liquida e spettrometria di mobilità ionica ) utilizzati da diversi decenni per la rilevazione di organofosfati e altri agenti tossici per l'agricoltura e la guerra (neurotossici, alveolati, sangue o inabili), sono nuovi mezzi in fase di studio o in fase di test, tra cui: