VX (agente nervioso)

VX es un compuesto químico sintético extremadamente tóxico de la clase de los organofosforados, en concreto, un tiofosfonato. En la clase de agentes nerviosos, fue desarrollado para uso militar en la guerra química después de la traducción de descubrimientos anteriores de toxicidad de organofosforados en la investigación de pesticidas. En los últimos años, se descubrió que VX era el agente utilizado en el asesinato de Kim Jong-nam. En su forma pura, VX es un líquido aceitoso, relativamente no volátil, de color ámbar. Debido a su baja volatilidad, VX persiste en entornos donde está disperso.

VX, abreviatura de "agente venenoso X", es uno de los agentes nerviosos V más conocidos y fue descubierto por primera vez en Porton Down por Ranajit Ghosh en Inglaterra a principios de la década de 1950 según una investigación realizada por primera vez. por Gerhard Schrader, un químico que trabajaba para IG Farben en Alemania durante la década de 1930. Ahora es uno de una serie V más amplia de agentes que se clasifican como agentes nerviosos y se han utilizado como arma química en varios ataques mortales registrados. Las muertes por VX ocurren con la exposición a cantidades de decenas de miligramos por inhalación o absorción a través de la piel; Por lo tanto, el VX es más potente que el sarín, otro agente nervioso con un mecanismo de acción similar. En tal exposición, estos agentes interrumpen gravemente la señalización del cuerpo entre los sistemas nervioso y muscular, lo que lleva a un bloqueo neuromuscular prolongado, parálisis flácida de todos los músculos del cuerpo, incluido el diafragma, y muerte por asfixia.

El peligro de VX, en particular, radica en la exposición directa al agente químico que persiste donde se dispersó, y no a través de su evaporación y distribución como vapor; no se considera un peligro de vapor debido a su relativa no volatilidad. VX se considera un arma de negación de área debido a estas características físicas y bioquímicas. Como arma química, está clasificada como arma de destrucción masiva por las Naciones Unidas y está prohibida por la Convención de Armas Químicas de 1993, donde la producción y el almacenamiento de VX que excedan los 100 gramos (3,53 oz) por año están prohibidos. La única excepción es para "fines de investigación, médicos o farmacéuticos fuera de una sola instalación a pequeña escala en cantidades agregadas que no excedan los 10 kg (22 lb) por año por instalación".

Propiedades físicas

VX es un químico organofosforado quiral inodoro e insípido con un peso molecular de 267,37 g/mol. En condiciones estándar, es un líquido de color ámbar con un punto de ebullición de 298 °C (568 °F) y un punto de congelación de -51 °C (-60 °F). Su densidad es similar a la del agua. Tiene un valor de log P de 2,047, lo que significa que es relativamente hidrofóbico con una partición de aproximadamente 100 veces mayor en octanol que en agua. Su baja presión de vapor de 0,09 pascales (1,3×10⁻⁵ psi) le confiere una baja volatilidad, lo que se traduce en una alta persistencia en el ambiente.

Cuando se usa como arma, se puede dispersar como líquido, aerosol o como una mezcla con un agente espesante de arcilla o talco.

Mecanismo de acción

VX es un inhibidor de la acetilcolinesterasa. Bloquea la función de la enzima acetilcolinesterasa (AChE). Normalmente, cuando se estimula una neurona motora, libera el neurotransmisor acetilcolina (ACh) en el espacio entre la neurona y una célula muscular adyacente, la hendidura sináptica. Cuando la acetilcolina se une a los receptores nicotínicos en la unión neuromuscular, estimula la contracción muscular. Para evitar un estado de contracción muscular constante, la acetilcolina se descompone (hidroliza) en las sustancias inactivas ácido acético y colina mediante la AChE. VX bloquea la acción de AChE, lo que resulta en una acumulación de acetilcolina en el espacio entre la neurona y la célula muscular. A nivel molecular, esto conduce a la estimulación continua y la fatiga final de todos los receptores de ACh muscarínicos y nicotínicos afectados. Esto da como resultado contracciones violentas iniciales, seguidas de una supercontracción sostenida restringida al líquido (sarcoplasma) de la placa terminal de la subunión y un bloqueo neuromuscular prolongado y despolarizante. del músculo diafragma que provoca la muerte por asfixia. La acumulación de acetilcolina en el cerebro también provoca excitotoxicidad neuronal, debido a la activación de los receptores nicotínicos y la liberación de glutamato.

La toxicidad extrema de VX se debe en parte al hecho de que el inhibidor fue diseñado para ser un excelente imitador estructural del estado de transición del sustrato natural (acetilcolina) de la acetilcolinesterasa. VX tiene una "tasa de encendido" muy alta. para reaccionar con la enzima objetivo y formar un enlace P-O-C estable (fosforilación). Sin embargo, en comparación con otros agentes nerviosos altamente tóxicos como el somán o el sarín, el VX experimenta un 'envejecimiento' relativamente lento. El envejecimiento es una reacción secundaria dependiente del tiempo (pérdida de un grupo alcoxilo) que ocurre en los agentes nerviosos después de la fosforilación y hace que el complejo agente nervioso-acetilcolinesterasa sea altamente resistente a la regeneración por cualquier antídoto conocido. El envejecimiento más lento por VX sugiere que debería ser posible desarrollar antídotos y tratamientos más efectivos.

Los productos de reacción de la acetilcolinesterasa con VX antes y después del "envejecimiento" reacción se resolvieron cerca de la resolución atómica por cristalografía de rayos X para ayudar en el desarrollo de antídotos. Las estructuras de rayos X revelaron las partes específicas de la molécula VX que interactúan con residuos clave y subsitios de la enzima objetivo. La cinética estructural de la fosfonilación seguida del envejecimiento también mostró un cambio conformacional inesperado en la tríada catalítica que sugiere un 'ajuste inducido'. entre la molécula VX y la acetilcolinesterasa.

Química

Síntesis

VX es quiral en su átomo de fósforo. Los enantiómeros individuales se identifican como S_P-(−)-VX, y R_P-(+) -VX (donde el subíndice "P" resalta que la quiralidad está en el fósforo).

VX se produce a través del proceso de transéster, que da una mezcla racémica de los dos enantiómeros. Esto implica una serie de pasos mediante los cuales el tricloruro de fósforo se metila para producir dicloruro de metilfosfonoso. El material resultante se hace reaccionar con etanol para formar un diéster. Este se transesterifica luego con N,N-diisopropilaminoetanol para producir el fosfonito mixto. Finalmente, este precursor inmediato se hace reaccionar con azufre para formar VX.

VX también se puede administrar en armas químicas binarias que se mezclan durante el vuelo para formar el agente antes de su liberación. El VX binario se conoce como VX2 y se crea mezclando isopropilaminoetilmetilfosfonito (Agente QL) con azufre elemental (Agente NE) como se hace en la bomba química aérea Bigeye. También se puede producir mezclándolo con compuestos de azufre, como con la mezcla líquida de polisulfuro de dimetilo (Agente NM) en el programa cancelado de proyectiles XM736 de 8 pulgadas.

Solvólisis

Al igual que otros agentes nerviosos organofosforados, el VX puede destruirse por reacción con nucleófilos fuertes. La reacción de VX con hidróxido de sodio acuoso concentrado da como resultado dos reacciones de solvólisis que compiten entre sí: la escisión de los ésteres P-O o P-S. Aunque la escisión P-S es la vía dominante, el producto de la escisión del enlace P-O es el tioéster fosfónico tóxico EA-2192 y ambas reacciones son lentas. Por el contrario, la reacción con el anión hidroperóxido (hidroperoxidólisis) conduce a la escisión exclusiva del enlace P-S y a una reacción global más rápida.

P–S cleavage (productos no tóxicos)

P-O cleavage (EA-2192 producto es todavía tóxico)

Aspectos médicos

Síntomas de exposición

Los primeros síntomas de exposición percutánea (contacto con la piel) incluyen sudoración local y espasmos musculares en el área de exposición, seguidos de náuseas o vómitos. Los primeros síntomas de exposición al vapor de VX incluyen rinorrea (secreción nasal) y/u opresión en el pecho con dificultad para respirar (constricción bronquial). La miosis (puntuación de las pupilas) puede ser un signo temprano de exposición al agente, pero generalmente no se usa como el único indicador de exposición.

Toxicología

VX es un "agente nervioso particularmente tóxico". La dosis potencialmente letal es solo un poco más alta que la dosis que tiene algún efecto, y los efectos de una dosis letal son tan rápidos que hay poco tiempo para el tratamiento. La dosis letal media (LD₅₀), la exposición requerida para matar a la mitad de una población analizada, según se estima para machos humanos de 70 kg a través de la exposición a la piel, es de 5 a 10 mg (0,00035 oz), y el tiempo de concentración letal (LCt₅₀), que mide la concentración del vapor o aerosol por el tiempo de exposición, se estima para VX en 10–15 mg·min/m ³ para un tiempo de exposición de dos minutos a un volumen por minuto de 15 L (el volumen por minuto de 15 L corresponde a una actividad física ligera como caminar lento).

Tratamiento

Al tratar la exposición al VX, se debe considerar principalmente la eliminación del agente líquido de la piel antes de trasladar al individuo a un área o atmósfera no contaminada. Después de esto, se descontamina a la víctima lavando las áreas contaminadas con lejía doméstica y enjuagando con agua limpia, seguido de la eliminación de la ropa contaminada y la descontaminación adicional de la piel. Cuando sea posible, la descontaminación se completa antes de que la víctima reciba tratamiento médico adicional.

A una persona que se sabe que ha estado expuesta a un agente nervioso, o que muestra signos o síntomas definitivos de exposición a un agente nervioso, generalmente se le administran los antídotos atropina y pralidoxima (2-PAM) y, en el caso de convulsiones, se le inyecta sedante/antiepiléptico como diazepam. En varias naciones, los antídotos de agentes nerviosos se distribuyen para el personal militar en forma de autoinyector, como el Mark I NAAK militar de los Estados Unidos.

La atropina bloquea un subconjunto de receptores de acetilcolina conocidos como receptores de acetilcolina muscarínicos (mAchR), de modo que la acumulación de acetilcolina producida por la pérdida de la función de la acetilcolinesterasa tiene un efecto reducido en su receptor objetivo. 2-PAM reactiva la enzima acetilcolinesterasa (AChE), revirtiendo así los efectos de VX. VX y otros organofosforados bloquean la actividad de AChE uniéndose e inactivando covalentemente la enzima a través de la transferencia del resto fosfonato de VX al sitio activo de AChE; esto inactiva la AChE y produce un subproducto inactivo de la porción restante de la molécula VX. La pralidoxima (2-PAM) elimina este grupo fosfato.

Pruebas de diagnóstico

Ácido etilo metilfosfónico. R1 = etil, R2 = hidrógeno, R3 = metil.

Estudios controlados en humanos han demostrado que las dosis mínimamente tóxicas causan una depresión del 70 al 75 % de la colinesterasa eritrocitaria dentro de varias horas de exposición. Se midió el nivel sérico de ácido etilmetilfosfónico (EMPA), un producto de hidrólisis VX, para confirmar la exposición en una víctima de envenenamiento. También existen procedimientos para la determinación de productos de hidrólisis de VX en orina y de aductos de VX a albúmina en sangre.

Historia

Descubrimiento

Los químicos Ranajit Ghosh y J. F. Newman descubrieron los agentes nerviosos de la serie V en la firma británica ICI en 1952, y patentaron el fosfonotioato de dietil S-2-dietilaminoetilo (agente VG) en noviembre de 1952. la investigación sobre compuestos similares cesó en 1955 cuando se descubrió su letalidad para los humanos. Estados Unidos comenzó la producción de grandes cantidades de VX en 1961 en Newport Chemical Depot.

El descubrimiento se produjo cuando los químicos estaban investigando una clase de compuestos organofosforados (ésteres organofosforados de aminoetanotioles sustituidos). Al igual que Gerhard Schrader, un investigador anterior de organofosforados, Ghosh descubrió que eran pesticidas bastante efectivos. En 1954, ICI puso en el mercado uno de ellos con el nombre comercial Amiton. Posteriormente se retiró, ya que era demasiado tóxico para un uso seguro. La toxicidad no pasó desapercibida y se enviaron muestras a las instalaciones de investigación de las Fuerzas Armadas Británicas en Porton Down para su evaluación. Una vez completada la evaluación, varios miembros de esta clase de compuestos se convirtieron en un nuevo grupo de agentes nerviosos, los agentes V. El más conocido de estos es probablemente VX, asignado al Rainbow Code Purple Possum del Reino Unido, con el V-Agent (VR) ruso en segundo lugar (Amiton se olvida en gran medida como VG). El nombre es una contracción de las palabras "agente venenoso X".

A partir de 1959, el Ejército de los Estados Unidos comenzó a realizar pruebas voluntarias de VX en humanos. El Dr. Van M. Sim se sometió a una infusión intravenosa de VX para evaluar sus efectos y establecer una línea de base para la experimentación futura. Después de aproximadamente 3,5 horas después de la administración inicial del agente, Sim repentinamente se puso pálido y deliraba. El experimento se terminó de inmediato para preservar su vida. En su conclusión, los investigadores estimaron que 2,12 μg/kg de VX administrados por vía intravenosa en el transcurso de varias horas sería la dosis máxima tolerable y que una dosis mayor podría provocar la muerte en un sujeto humano.

Utilizar como arma

En 1988, una investigación de las Naciones Unidas estableció que Cuba fue responsable del despliegue de VX contra los insurgentes angoleños durante la Guerra Civil de Angola. Los toxicólogos de la ONU obtuvieron elementos traza de VX de muestras de suelo, agua y plantas tomadas de áreas donde las tropas cubanas habían llevado a cabo recientemente operaciones de contrainsurgencia. Los pacientes que mostraban síntomas de exposición a agentes nerviosos comenzaron a aparecer en los hospitales angoleños alrededor de 1984.

Hubo evidencia de que Irak utilizó una combinación de agentes químicos contra los kurdos en el ataque químico de Halabja en 1988 bajo Saddam Hussein, incluido VX. Hussein luego testificó ante la UNSCOM que Irak había investigado a VX, pero no había logrado armar al agente debido a una falla en la producción. Después de que las fuerzas estadounidenses y aliadas invadieran Irak, no se encontraron instalaciones de producción ni agentes de VX. Sin embargo, los laboratorios de la UNSCOM detectaron rastros de VX en restos de ojivas.

En diciembre de 1994 y enero de 1995, Masami Tsuchiya de Aum Shinrikyo sintetizó de 100 a 200 gramos (3,5 a 7,1 oz) de VX que se utilizó para atacar a tres personas. Dos personas resultaron heridas y un hombre de 28 años murió, quien fue la primera víctima de VX documentada en el mundo en ese momento. La víctima de VX, de quien Shoko Asahara sospechaba que era un espía, fue atacada a las 7:00 a. m. del 12 de diciembre de 1994 en una calle de Osaka por Tomomitsu Niimi y otro miembro de AUM, quienes le rociaron el cuello con el agente nervioso. Los persiguió durante unos 90 metros (100 yardas) antes de colapsar, muriendo diez días después sin salir de un coma profundo. Los médicos del hospital sospecharon en ese momento que había sido envenenado con un pesticida organofosforado, pero la causa de la muerte se precisó solo después de que los miembros de la secta arrestados por el ataque con gas sarín en el metro de Tokio confesaron el asesinato. Los metabolitos de VX, como el metilfosfonato de etilo, el ácido metilfosfónico y la diisopropil-2-(metiltio)etilamina, se encontraron más tarde en muestras de sangre de la víctima siete meses después de su asesinato. A diferencia de los casos del gas sarín (el incidente de Matsumoto y el ataque al metro de Tokio), el VX no se utilizó para asesinatos en masa.

El 13 de febrero de 2017, Kim Jong-nam, medio hermano del líder norcoreano Kim Jong-un, murió tras un asalto en el Aeropuerto Internacional de Kuala Lumpur en Malasia. Según las autoridades fue asesinado por envenenamiento con VX que se le encontró en el rostro. Las autoridades informaron además que una de las mujeres sospechosas de aplicar el agente nervioso experimentó algunos síntomas físicos de envenenamiento por VX. El director de un programa de investigación de no proliferación del Instituto de Estudios Internacionales de Middlebury en Monterey afirmó que los vapores de VX habrían matado a los presuntos atacantes incluso si hubieran estado usando guantes, lo que sugiere que el VX se aplicó como dos componentes no letales que mezcle para formar VX solo en la cara de la víctima.

Reservas mundiales

Algunos países que se sabe que poseen VX son Estados Unidos, Reino Unido, Rusia, Corea del Norte y Siria. Una instalación farmacéutica sudanesa, la fábrica farmacéutica Al-Shifa, fue bombardeada por Estados Unidos en 1998 basándose en información de que producía VX y que el origen del agente estaba asociado tanto con Irak como con Al Qaeda. Estados Unidos había obtenido muestras de suelo que contenían metilfosfonotioato de hidrógeno y etilo (EMPTA), una sustancia química utilizada en la producción de VX que también puede tener aplicaciones comerciales. Los expertos en armas químicas sugirieron más tarde que el insecticida organofosforado fonofos ampliamente utilizado podría haberse confundido con EMPTA. Cuba obtuvo VX durante la década de 1980 y lo desplegó durante su intervención militar en Angola.

En 1969, el gobierno de los EE. UU. canceló sus programas de armas químicas, prohibió la producción de VX en los Estados Unidos y comenzó la destrucción de sus reservas de agentes mediante una variedad de métodos. La eliminación temprana incluyó el programa CHASE (Cut Holes And Sink 'Em) del Ejército de EE. UU., en el que los barcos viejos se llenaron con reservas de armas químicas y luego se hundieron. CHASE 8 se llevó a cabo el 15 de junio de 1967, en el que el barco de vapor Cpl. Eric G. Gibson se llenó con 7380 cohetes VX y se hundió en 2200 m (7200 pies) de agua frente a la costa de Atlantic City, Nueva Jersey. La incineración se usó para la destrucción de existencias de VX a partir de 1990 con el sistema de eliminación de agentes químicos Johnston Atoll en el Pacífico Norte, seguido de otras plantas de incineración en Deseret Chemical Depot, Pine Bluff Arsenal, Umatilla Chemical Depot y Anniston Army Depot con el último inventario de VX destruido el 24 de diciembre de 2008.

Eliminación de existencias

En todo el mundo, la eliminación de VX ha continuado desde 1997 bajo el mandato de la Convención de Armas Químicas. Cuando la convención entró en vigor, las partes declararon existencias mundiales de 19 586 toneladas (21 590 toneladas cortas) de VX. A diciembre de 2015 se había destruido el 98% de los acopios.

En el año fiscal 2008, el Departamento de Defensa de EE. UU. publicó un estudio que encontró que Estados Unidos había vertido al menos 112 toneladas (124 toneladas cortas) de VX en el Océano Atlántico frente a las costas de Nueva York/Nueva Jersey y Florida entre 1969 y 1970. Este material consistía en casi 22 000 cohetes M55, 19 contenedores a granel con capacidad para 640 kg (1400 lb) cada uno y una mina terrestre química M23.

El Newport Chemical Depot comenzó la eliminación de existencias de VX mediante la neutralización química en 2005. El VX se hidrolizó a subproductos mucho menos tóxicos mediante el uso de una solución cáustica concentrada, y los desechos resultantes se enviaron fuera del sitio para su posterior procesamiento. Los problemas técnicos y políticos con respecto a este subproducto secundario provocaron demoras, pero el depósito completó la destrucción de su reserva de VX en agosto de 2008.

La reserva restante de VX en los EE. UU. fue tratada por la planta piloto de destrucción de agentes químicos Blue Grass en Kentucky, parte de la Oficina Ejecutiva del Programa, programa Alternativas de armas químicas ensambladas. El programa se estableció como una alternativa al proceso de incineración utilizado con éxito por la Agencia de Materiales Químicos del Ejército, que completó sus actividades de destrucción de existencias en marzo de 2012. La Planta Piloto de Blue Grass ha estado plagada de sobrecostos repetidos y retrasos en el cronograma desde su inicio..

En Rusia, EE. UU. brindó apoyo para estas actividades de destrucción con la Iniciativa de Cooperación Global Nunn-Lugar. La Iniciativa ha podido convertir un antiguo depósito de armas químicas en Shchuchye, Óblast de Kurgan, en una instalación para destruir esas armas químicas. La nueva instalación, que abrió sus puertas en mayo de 2009, ha estado trabajando en la eliminación de las casi 5.400 toneladas (5.950 toneladas cortas) de agentes neurotóxicos retenidos en el antiguo complejo de almacenamiento. Sin embargo, esta instalación solo contenía alrededor del 14% de las armas químicas rusas, que se almacenaron en siete sitios.

En la cultura popular

Una de las referencias más conocidas de VX en la cultura popular es su uso en la película de 1996 The Rock, que se centra en una amenaza de ataque de VX en San Francisco desde la isla de Alcatraz. La película utiliza una licencia artística, en particular, a VX se le atribuyen poderes corrosivos que no posee, lo que permite una escena temprana en la que se muestra a una víctima de VX con el rostro derretido, en lugar de morir asfixiado. También se muestra de color verde brillante, un color que se usa a menudo en Hollywood para representar el 'peligro' cuando se aplica a sustancias, en lugar de ámbar. Además, su mecanismo de entrega y dispersión se basa en una cadena de bolas de vidrio ficticias que contienen la sustancia como una solución de gel.

Otras referencias a VX se encuentran en la película de 2012 It's a Disaster en la que se revela que un ataque con bomba sucia cercano fue un ataque de VX, lo que llevó a las cuatro parejas a contemplar el suicidio. pacto, así como la película de 2015 Mission: Impossible – Rogue Nation, en la que el protagonista de la serie, Ethan Hunt, roba el gas nervioso VX de los separatistas chechenos en su camino a Siria. También la temporada 5 de la serie de televisión 24 tiene una historia similar. El quinto episodio de la serie de anime de 2020 The Millionaire Detective Balance: Unlimited presenta una bomba de gas lacrimógeno con botes cargados con gas VX y colocados dentro de un gabinete de una habitación segura dentro de la embajada; el protagonista Daisuke Kambe y otros dos personajes quedaron atrapados dentro de la habitación después de reubicarse por razones de seguridad y descubrir cómo escapar antes de que detone la bomba.

El álbum VIVIsectVI de la banda industrial Skinny Puppy contiene una canción sobre armas químicas llamada "VX Gas Attack".

En el programa de la BBC Spooks, episodio 5 de la serie 2, se dice que una bomba sucia que usa VX explotó en un 'ejercicio de entrenamiento#39;.

En el videojuego Everybody's Gone to the Rapture, se alude al VX como un agente nervioso utilizado por el gobierno para contener un patrón que infecta y mata a humanos y otros animales.

En el libro Nightshade, el duodécimo libro de la serie Alex Rider, VX juega un papel importante, ya que es utilizado por terroristas en un intento de matar a más de la mitad del gobierno británico.

El segundo episodio de la serie de televisión Seal Team (temporada 1) se centra en un laboratorio de armas químicas en un hospital abandonado que produce gas VX.

En el programa de Netflix Designated Survivor, la agente Hannah Wells es asesinada por VX en la temporada 3, episodio 7.

En el programa de CBS MacGyver, episodio 9 de la temporada 2, un bote VX es el punto principal de la trama.

En el videojuego de 2003 Tom Clancy 's Rainbow Six 3: Raven Shield, la adquisición de VX por terroristas es un punto importante de la trama en ambas versiones del juego.

En el programa Crackle Startup, los soldados estadounidenses descubren una computadora utilizada por presuntos terroristas en Alepo, Siria. "Componentes VX" se muestran como un artículo para comprar en la computadora, que está registrada en Araknet, una web oscura creada por los protagonistas de la serie.