Armi chimiche di distruzione di massa: tipologie, meccanismi di azione e cosa provocano

Secondo la Convenzione sulle armi chimiche, un'arma chimica è definita come "munizione e dispositivo specificatamente progettato per provocare la morte o altri danni attraverso le proprietà tossiche delle sostanze chimiche tossiche specificate […]". Tra queste è possibile distinguere quattro categorie principali di sostanze chimiche tossiche: agenti nervini, vescicanti, polmonari e sistemici. In questo articolo vediamo la loro composizione e il meccanismo d'azione biochimico.

Agenti nervini

Gli agenti nervini (chiamati anche "gas nervino"), come il Sarin e il VX, sono molecole che spesso contengono un atomo di fosforo (P) e che appartengono alla classe degli organofosfati. Queste sostanze, nella maggior parte delle volte, si presentano sottoforma di soluzione acquosa (quindi un liquido in cui è sciolto l'agente nervino) oppure come liquidi oleosi. Sono poi i vapori che si generano da questi liquidi e che vengono inalati a causare danni all'organismo.

Nello specifico, queste sostanze "disattivano" un'enzima molto importante: acetilcolinesterasi. Quest'enzima (una proteina in grado di velocizzare una reazione chimica) ha il compito di idrolizzare (rompere un legame con l'acqua) il neurotrasmettitore coinvolto nella trasmissione degli impulsi per la muscolatura volontaria: l'acetilcolina. Se non venisse idrolizzato, questo neurotrasmettitore si accumulerebbe nel cervello e in particolare nelle sinapsi, facendo contrarre continuamente i muscoli.

Ed è proprio così che agiscono gli agenti nervini: la loro struttura molecolare è molto simile a quella dell'acetilcolina. Di conseguenza, si legano molto bene all'acetilcolinesterasi e la bloccano, impedendole di fatto di idrolizzare l'acetilcolina. Questo quindi comporta, come detto prima, un accumulo di questo neurotrasmettitore con conseguenze devastanti.

Gli effetti a lungo e a breve termine dipendono come sempre dalla quantità di sostanze con cui si entra a contatto e dalla modalità. Se si respirano i vapori, gli agenti nervini entrano in circolo molto più rapidamente, fanno contrarre i muscoli in modo incontrollato e possono far collassare la vittima nel giro di pochi secondi.

Se invece si entra a contatto con la sostanza liquida, gli effetti si manifestano dopo qualche minuto, dopo diverse ore o anche dopo qualche giorno, sempre in base alla quantità. Ad ogni modo, la principale causa di morte da agenti nervini è riconducibile al mal funzionamento dei muscoli respiratori.

Agenti vescicanti

Gli agenti vescicanti, come dice la parola stessa, sono delle sostanze che provocano gravi danni sulla pelle, in particolare fanno sviluppare vesciche, ma se vengono inalate possono danneggiare anche i polmoni e le vie aeree. Tra gli agenti vescicanti più conosciuti abbiamo l'iprite, chiamato anche gas mostarda a causa del suo forte odore di aglio o senape.

L'iprite, sostanza a base di zolfo e cloro, si presenta come un liquido giallo scuro con una bassa tensione di vapore: ciò significa che evapora molto facilmente. I suoi vapori sono particolarmente tossici e, oltre a causare danni gravi a livello cutaneo, possono causare tumori e compromettere la produzione di globuli bianchi da parte del midollo osseo. Questo perché il meccanismo di azione biochimico dell'iprite è quello di andare modificare il DNA delle cellule, più specificatamente andandolo ad alchilare, ovvero aggiungere una catena alchilica (carbonio e idrogeno) alla struttura del DNA.

Esiste anche un agente vescicante a base di arsenico: la lewisite. Il suo nome tecnico (IUPAC) è 2-cloroetenildicloroarsina e agisce più rapidamente dell'iprite. Se inalata, può causare fuoriuscita di liquido dagli alveoli polmonari con conseguente respiro affannoso. A differenza dell'iprite, la lewisite agisce andando a bloccare un passaggio del ciclo di Krebs: una serie di reazioni chimiche che permettono di ottenere energia dalle molecole dei nutrienti. Nello specifico, questa molecola va a legarsi irreversibilmente al piruvato deidrogenasi, un enzima coinvolto, appunto, nel complesso ciclo di Krebs.

Agenti soffocanti o agenti polmonari

Gli agenti soffocanti sono delle sostanze che attaccano principalmente il sistema respiratorio, andando a causare danni a livello polmonare. Il fosgene, dalla formula chimica COCl₂, è tra gli agenti più conosciuti, usato già nella Prima guerra mondiale. Questo composto si presenta come un gas incolore ma dal tipico odore di fieno. Nel momento in cui viene inalato, reagisce con l'acqua presente nei nostri polmoni formando anidride carbonica (CO₂) e acido cloridrico, secondo la seguente reazione chimica:

COCl₂ + H2O → CO₂ + 2HCl

L'acido cloridrico poi va ad attaccare le cellule delle vie respiratorie causando sia emorragie interne che insufficienze respiratorie: questo quindi potrebbe portare a morte per asfissia.

Oltre al fosgene, è considerato un agente soffocante anche il cloro gassoso (Cl₂). Questo gas leggermente verde e dall'odore irritante (simile a quello della candeggina) è un forte ossidante: ha quindi la tendenza a strappare elettroni da ciò che incontra. Se dovesse essere inalato, il cloro quindi causerebbe danni alla parete delle cellule respiratorie. Inoltre, reagendo con l'acqua, andrebbe incontro a reazione di dismutazione, formando acido ipocloroso (HClO) e acido cloridrico (HCl):

Cl₂ + H₂O → HClO + HCl

Anche in questo caso abbiamo lo sviluppo di acidi che, come per il fosgene, vanno a causare parecchi danni a livello polmonare.

Un altro agente soffocante è la cloropicrina (chiamata anche nitrocloroformio): si presenta come un liquido oleoso leggermente giallo, anche se in forma pura è completamente incolore. Il suo meccanismo di azione biologico ancora non è chiaro, ma probabilmente va ad ossidare (strappare elettroni) ad alcuni tioli biologici (molecole contenenti zolfo), come il glutatione e l'emoglobina e quindi va a interferire con il trasporto dell’ossigeno.

Agenti asfissianti

Gli agenti asfissianti sono delle sostanze chimiche che, una volta inalate, si distribuiscono in tutto il corpo tramite il sistema circolatorio e che sono in grado di inibire la citocromo-c-ossidasi: è un complesso enzimatico si trova nei mitocondri ed è fondamentale per far avvenire la respirazione cellulare. Di conseguenza con queste sostanze in circolo, sarà comunque possibile respirare, ma l'ossigeno inalato non sarà in grado di fare il suo lavoro.

Due sostanze in grado di bloccare l'azione di questo importante complesso enzimatico sono l'acido cianidrico e l'acido solfidrico (chiamato anche idrogeno solforato).

In conclusione, ci teniamo a specificare che in questo articolo abbiamo voluto approfondire la composizione chimica e il meccanismo di azione solo dei principali tipi di armi chimiche, non di tutte quelle mai conosciute.

non perderti questo video

Come funziona lo Zyklon B, il gas della morte usato nei campi di concentramento