Nakon pandemije novog koronavirusa zapravo su najveća znanstvena priča otrovi, i to zbog trovanja ruskog opozicionara Alekseja Navaljnog za kojeg se sumnja da je otrovan nervnim agensom iz obitelji novičok. Taj nam je otrov poznat iz slučaja trovanja ruskog špijuna Sergeja Skripala i njegove kćeri Julije, kada su njih dvoje pronađeni na klupi ispred supermarketa u engleskom gradiću Salisburyju u vrlo teškom stanju. Međutim, osim osnovnih informacija, malo je toga napisano o tim nervnim otrovima, više se raspravljalo o tome jesu li to doista Rusi, što još oni imaju, ili se možda radi o nekoj drugoj sili koja raspolaže istim ili sličnim otrovima. Na stranicama utjecajnog časopisa Science može se pronaći tekst o tome kako su točno njemački znanstvenici utvrdili da se radi o otrovu iz obitelji novičok. Njemačka kancelarka izjavila je da je “laboratorijski neprijeporno utvrđeno” da je Aleksej Navaljni trovan novičokom. Science podsjeća kako je Angela Merkel i sama kemičarka, no isto tako da sama nije otkrila o kakvim se testovima provedenima u vojnom laboratoriju u Münchenu točno radilo.
Ipak, navodi se da su neovisni toksikolozi prilično uvjereni u nalaze njemačkih stručnjaka, pa čak i zadivljeni brzinom dobivanja njihova nalaza. Kao konkretan otrov od kojega je stradao Sergej Skripal u ožujku 2018. identificiran je novičok A234. On i njegova kći preživjeli su, no gospođa koja je nakon njih došla u kontakt s otrovanom bočicom parfema nije. Za novičok se zna od 1992. godine kada je jedan ruski kemičar otkrio detalje o obitelji nervnih agensa koja je imala najmanje sedam članova, no zaustavljena je šira javna diskusija o tome, velike sile radije su cijelu stvar zadržale tajnom. No nakon napada na Skripala 2018. novičok je ipak dodan popisu toksičnih supstanci zbog čega se mora razotkriti njegov sastav i otvoriti ga za istraživanja, pronalazak protuotrova i liječenja.
Novičok je klasificiran kao nervni agens četvrte generacije. Ekipa s Bundeswehrova Instituta za farmakologiju i toksikologiju u Münchenu tražila je nekoliko točaka koje karakteriziraju djelovanje tog nervnog agensa. I novičok se, poput drugih sličnih supstanci, “veže za acetilkolinesterazu, enzim koji katalizira razgradnju acetilkolina na acetatni ion i kolin koji se vraća u presinapsni živčani završetak za ponovnu proizvodnju acetilkolina”. Jednostavnije je od ove znanstvene definicije opisati simptome trovanja novičokom, a to su mučnina, teško disanje, a bez medicinske intervencije žrtva trovanja može pasti u komu. Analiza krvi pokazat će njegovu prisutnost jer će se jasno vidjeti kako je acetilkolinesteraza pričvršćena na membrane eritrocita pa će uzorak krvi pokazati i konjugat koji nastaje djelovanjem novičoka na acetilkolinesterazu. Druga je mogućnost konjugat seruma albumina izazvan novičokom. Njega je moguće pronaći i nakon nekoliko tjedana. Treća je mogućnost konjugat butitilkolinesteraze, što je enzim koji čisti molekule nervnog agensa i krvotoka. Djelovanje novičoka na taj enzim lako se može utvrditi spektrometrijom.
Revidiranje liste otrova
Vjerovali ili ne, jedan je od vodećih stručnjaka za nervne agense jedan naš znanstvenik. Riječ je o prof. dr. sc. Zoranu Radiću sa Sveučilišta California San Diego. I on se pojavljuje u Scienceovu tekstu za koji je objasnio kako je dio novičoka koji ostaje pričvršćen za enzim daleko veći nego kod drugih nervnih agensa. Prepoznavanje takvog konjugata siguran je indikator da se radi baš o novičoku. Konjugat je, stručno govoreći, polarna inaktivna molekula nastala reakcijom izvornoga lijeka ili metabolita s određenim endogenim reaktantom. Inače, prof. Radić na stranicama ovih novina pojavio se prije tri godine kada je govorio o američkom projektu CounterACT koji je imao cilj razviti učinkovite odgovore na nervne otrove. Postavili smo mu i nekoliko pitanja o novičoku, što o njemu znamo, je li baš ta supstanca “odgovorna” za trovanje Alekseja Navaljnoga.
– Već desetljećima se nagađa o postojanju te “nove” klase kemijskih nervnih bojnih otrova proizvedenih u SSSR-u u 70-im godinama prošlog stoljeća, međutim službena potvrda je došla tek nakon slučaja Skripal 2018. godine. Tada je utvrđeno da su otac i kćer Skripal otrovani novičokom A-234. Krajem prošle godine je i OPCW (Organizacija za zabranu korištenja kemijskih bojnih otrova) prvi put nakon više desetljeća revidirao (inače vrlo kratku) listu kemijskih bojnih otrova i uvrstio novu kemijsku klasu nervnih otrova u koju spada i novičok. Kemijske formule i nazivi individualnih novičoka, koliko je meni poznato, nisu nigdje službeno objavljeni. Međutim, analizirajući javno dostupne informacije, pogotovo od 2018. godine metodom eliminacije se s priličnom pouzdanošću može utvrditi da se radi o tri do šest organofosfornih spojeva iz skupine fosforamidata u koju spada i nervni bojni otrov tabun. To su spojevi čije formule je u svojoj knjizi već 2008. objavio ruski disident Vil Mirzajanov pod nazivima A-230, A-232, A-234, A-242… Molekule novičoka su, međutim, bitno veće od tabuna i imaju dodatna kemijska svojstva. Iako vrlo rijetki, neki rezultati istraživanja o svojstvima novičoka dostupni su javnosti. Danas znamo njihovu atomsku strukturu u konjugatu s enzimom koji inhibiraju, a to je acetilkolinesteraza. Te strukture dobivene rendgenskom difrakcijom dostupne su javnosti u PDB bazi podataka (Protein Data Bank, www.rcsb.org).
Također se iz nedavno objavljene studije američkog vojnog laboratorija zna da su novičoki kemijski bitno stabilniji od drugih nervnih bojnih otrova, na primjer A-234 je tisuću puta stabilniji u vodenom mediju od sarina. Nadalje, vrlo je važno da se bar neki od tih spojeva mogu dobiti u čvrstom stanju, tj. kao prah, za razliku od ostalih nervnih otrova koji su veoma hlapljive tekućine (odatle i termin “nerve gas”). Taj detalj omogućava jednostavnije skladištenje i manipulaciju novičokima, kaže naš znanstvenik. Dakle, sada se tvrdi da je Navaljni otrovan novičokom, no bilo je i nekih sumnji da sličan otrov imaju i neke zapadne sile.
– Kod nervnih bojnih otrova nije u pitanju samo postojanje toksične supstance, nego i je li ta supstanca upotrijebljena u nekoj vrsti kemijskog oružja (tj. je li “weaponizirana”). Meni nije poznato postoji li kemijsko oružje s takvom vrstom “punjenja” bilo gdje u svijetu. Pouzdano se, međutim, zna da su novičoki sintetizirani ne samo u SSSR-u nego i u drugim zemljama. Prije nekoliko godina je i češki predsjednik nehotice javno potvrdio da je u njihovu vojnom laboratoriju sintetizirana samo mala količina jednog od novičoka u svrhu testiranja i ubrzo nakon toga uništena. Također je evidentno da je i za potrebe znanstvenih istraživanja koja se provode u vojnim laboratorijima u SAD-u bilo neophodno sintetizirati nekoliko tih spojeva. Rezultati njihove kemijske stabilnosti i mogućnosti dekontaminacije su, na primjer, objavljeni početkom ove godine. Ne bih se iznenadio da je i u vojnim laboratorijima u Velikoj Britaniji, pa i u Bundeswehru sintetizirana manja količina tih spojeva, zaključujući na osnovi brzine i pouzdanosti kojom je potvrđen identitet trovanja kod Skripalovih i kod Navaljnog u Münchenu. Naime, u kemijskoj identifikaciji uzoraka dobivenih od otrovanih osoba vjerojatno je trebalo koristiti neizregirane novičoke kao kemijske standarde u postupku identifikacije. Te sinteze u istraživačke svrhe i svrhe identifikacije sasvim su opravdane i neophodne kako bi se pronašli efektivni antidoti za terapiju protiv takvog trovanja. Treba napomenuti, međutim, da je njihova sinteza veoma osjetljiva i opasna i da nije realno očekivati da bi se mogla napraviti izvan posebno opremljenih laboratorija uz visoke mjere opreza i zaštite osoblja. Više iskusnih kemičara koji su sudjelovali u njihovoj prvobitnoj sintezi u SSSR-u su prema svjedočenju Mirzajanova i drugih smrtno stradali, govori prof. Radić koji nam je opisao kako djeluju takve supstance, jesu li usporedive ili naprosto jesu li bojni otrovi.
– To su prije svega nervni bojni otrovi, evo sada i službeno uvršteni u listu OPCW-a. Djeluju kao i sarin, soman, tabun, VX. Kovalentni su inhibitori enzima acetilkolinesteraze, pri čemu je blokirana razgradnja neurotransmitera acetilkolina zbog čega dolazi do njegova gomilanja u nervnom tkivu, hiperstimulacije dijafragme i skeletalnih mišića što dovodi do smrti gušenjem. Istovremeno dolazi i do blokade ovog enzima u centralnom nervnom sistemu, u mozgu, što dovodi i do napadaja. Bitna razlika je, međutim, da se na atomskom nivou kod inhibicije acetilkolinesteraze uz čvrsti, kovalentni način vezanja oni vežu na enzim i elektrostatski, čega nema kod drugih nervnih bojnih otrova. Pri tome zbog svoje veličine gotovo potpuno ispunjavaju otvor aktivnog mjesta enzima i veoma otežavaju pristup molekulama eventualnih antidota. Druga bitna razlika je njihova opća stabilnost i stabilnost u čvrstom stanju. Zbog toga je tip opasnosti od ekspozicije za populaciju sasvim drugog tipa, puno je dugotrajniji i više lokaliziran. Naposljetku, neki od spojeva (A-234) deklarirani su kao najtoksičnije supstance stvorene ljudskom rukom – objašnjava stručnjak za bojne otrove.
Ima li takvih supstanci u redovnom životu, pesticidima ili nekom drugom otrovu koji se koristi u poljoprivredi ili negdje drugdje?
Organofosfati se koriste i kao pesticidi
– Organofosfati (OP) koriste se i kao pesticidi. Međutim, na više načina je osigurano da toksičnost pesticida nije na razini bojnih otrova. OP pesticidi u pravilu nisu hlapivi, a često se za pesticide koriste i tio-derivati OP-a (gdje atom sumpora zamjenjuje atom kisika). Ti su spojevi vrlo loši inhibitori acetilkolinesteraze, međutim insekti ih u svom organizmu metaboliziraju u toksične derivate koji ih ubijaju. Kod ljudi je ta konverzija puno sporija, pa je i toksičnost smanjena. Ipak, kod korištenja OP pesticida treba biti veoma oprezan, pogotovo kod pripreme suspenzije pesticida za aplikaciju kod same aplikacije jer je ekspozicija većoj količini supstance, koja i nije po sebi jako toksična, opasna i može biti kobna. Kod korištenja voća i povrća tretiranih OP pesticidima treba obavezno poštovati karencu, tj. ostaviti dovoljno vremena da se na polju, u vrtu i voćnjaku OP pesticidi spontano razgrade. Na sreću OP pesticidi su uglavnom nestabilni u vodi i kiša ih relativno brzo razgrađuje, govori profesor Radić koji upozorava da takvih supstanci ima i drugdje u svijetu, osim u Rusiji i drugim spomenutim zemljama.
– Postoje špekulacije o pripravcima sličnih spojeva i u drugim zemljama kao sto je npr. Iran. Međutim činjenice nisu tako jasne kao u ova dva slučaja trovanja, Skripala i Navaljnog. Uvrštenje ove klase spojeva na listu zabranjenih kemijskih otrova daje OPCW-u i međunarodnoj zajednici snažne argumente i ovlasti za kontrolu i eliminaciju nedozvoljenih kemijskih otrova u svijetu. Na tim ovlastima i njihovoj efikasnoj primjeni mora se inzistirati u međunarodnim okvirima kako bi se postojeće zalihe takvih spojeva uništile, a njihova proizvodnja i razvoj onemogućili. Moja je procjena da su spojevi tipa Novičoka puno jednostavniji za prikrivenu manipulaciju od drugih nervnih bojnih otrova, a daleko su toksičniji. Naš fokus mora biti i u pronalasku efikasnih antidota i terapije trovanja. U tome ćemo moći biti efikasni samo ako dobro upoznamo svojstva otrova i atomske detalje njihova mehanizma djelovanja. To je područje mojeg istraživanja, a tako i mnogih mojih kolega među kojima su i istraživači s Instituta za medicinska istraživanja i medicinu rada u Zagrebu, pod vodstvom dr. sc. Zrinke Kovarik, s kojima surađujem već dugi niz godina, završava prof. Radić.
Taj dio kemije se zove: politicka kemija.