química forense
verins, tòxics i armes químiques
TOXINA BOTULÍNICA:
Aquesta toxina, també anomenada “botox”, és molt coneguda per les seves aplicacions en estètica però el coneixement dels seus efectes tòxics és molt escàs. La fórmula química d’aquesta toxina és C(6760)H(10447)N(1743)O(2010)S(32) i el seu pes molecular és de 149322.7 Daltons (Da). Aquesta substància és una neurotoxina elaborada per una bactèria denominada Clostriduim botulinum.
El principal efecte que produeix la intoxicació o enverinament per aquesta substància és el botulisme, malaltia que condueix al desenvolupament de certes alteracions vegetatives com la sequedat de boca, nàusees i vòmits i paràlisi muscular progressiva que pot causar la mort en el cas que afecti a la funció respiratòria o cardiovascular.
El complex actiu d’aquesta neurotoxina bloqueja la producció i alliberació del neurotransmissor acetilcolina al nivell de les terminacions nervioses colinèrgiques, la qual és imprescindible per a poder fer entrar una proteïna anomenada SNAP – 25, que té com a funció principal la correcta fixació de l’acetilcolina a les vesícules situades en les terminacions nervioses. Just després, aquesta toxina, mitjançant un procés d’endocitosi, entra al citoplasma on és alliberada i inhibeix la producció i l’alliberació de l’acetilcolina.
Els signes farmacològics es mostren als 2 o 3 dies després de l’injecció, amb un efecte màxim sobre l’organisme a les 5 – 6 setmanes. Habitualment i si no hi ha cap contratemps, una persona es recupera de la intoxicació a les 12 setmanes, instant en el qual les neurones restableixen les ramificacions que havien sigut danyades i connecten novament amb les plaques terminals.
Està catalogada com a arma química extremadament perillosa i considerada arma de destrucció massiva. Per altra banda està prohibida per la Convenció de Ginebra i la d’Armes Químiques. Com ja s’ha comentat abans, aquesta substància és utilitzada en estètica però sempre en unes dosis extremadament controlades.
Aquesta toxina és una proteïna relativament termolàbil. Una dosi letal per a un humà de 70 kg de massa seria una quantitat de 0.09 · 10-15 picograms (pg), aplicada per via intravenosa.
Actualment, aquesta toxina s’està utilitzant en atacs relacionats amb el bio - terrorisme i els seus primers usos daten de la Segona Guerra Mundial per l’ Alemanya Nazi.
SARIN: Aquest verí, segons les normes de formulació i nomenclatura establertes per la IUPAC, s’anomena metilfosfonofluoridat de O – isopropil. És un líquid incolor i transparent que una densitat de 1.102 g/cm3 a una temperatura de 20 ºC (293 K), una massa molar de 140.09 g/mol, un punt de fusió de – 56 ºC (217 K) i un punt d’ebullició de 158 ºC (431 K).
El sarin és un compost organofosforat la fórmula química del qual és [(CH3)2CHO]CH3P(O)F. És un verí utilitzat com a arma química a causa de la seva potència com a agent nerviós i va ser classificat com a arma de destrucció massiva de la mateixa manera que la toxina botulínica en la resolució 687 de la Organització de les Nacions Unides (ONU) realitzada l’any 1991. La seva producció i emmagatzematge va ser declarada il·legal en la convenció sobre Armes Químiques celebrada l’any 1993 a on es classifica dins de la llista 1 (llista de compostos extremadament perillosos).
El seu descobriment data del 1938 a Alemanya pels científics Alemanys Schrader, Ambros, Rüdiger i Van der Linde.
Aquest compost es prepara a partir de metilsulfonil difluorur i una mescla d’alcohol isopropílic Just després de realitzar aquesta reacció, se li agrega isopropilamina per a neutralitzar el fluorur d’hidrogen produït durant la reacció.
Un dels antídots més efectius per a contrarestar els efectes toxicològics del gas sarín i, en general, de tots els compostos organofosforats, és l’atropina.
Els símptomes que produeix la intoxicació d’aquest gas són els següents: mal de cap intens, tos, dificultats respiratòries, debilitat muscular, nàusees, paràlisi, convulsions i fins i tot, es poden donar casos de parada cardíaca.
A mitjans del 1939, aquest gas va passar a ser utilitzat com a arma química per part dels nazis. La maquinària de guerra nazi en va començar la producció en massa i es creu, tot i que no està confirmat, que no es va arribar a utilitzar durant el conflicte. Totes les fons consultades per a la realització d’aquest treball indiquen que el dictador i polític iraquià Saddam Hussein va autoritzar, l’any 1988, l’ús d’aquest gas contra la població civil de la ciutat kurda de Halabiyah on, un total de cinc mil persones entre les quals es conten homes, dones i infants van perdre la vida.
Des d’un punt de vista de la criminalística i la química forense, expliquem aquest gas tant tòxic ja que va ser l’utilitzat per la secta Aum Shinrikyo dos atemptats, un dut a terme l’any 1995 al metro de la ciutat de Tòquio i l’altre un any abans a una altra ciutat japonesa.
TETRADOTOXINA: La tetradotoxina, coneguda habitualment com a TTX és una neurotoxina que, a certes dosis, esdevé un verí molt potent. Una quantitat d’entre 0.5 i 1 mg poden matar a un ésser humà. El seu orígens es troben en alguns òrgans de certes espècies de peix globus.
El nom establert per la IUPAC a aquest compost és (4R,4aR,5R,6S,7S,8S,8aR,10S,12S) -2 – azaniumylidene - 4,6,8,12 – tetrahydroxy - 6(hydroxymethyl) - 2,3,4,4a,5,6,7,8-octahydro - 1H - 8a,10 – methano - 5,7 (epoxymethanooxy)quinazolin – 10 - olate i la seva fórmula química és C11H17N3O8.
Aquest compost té una massa molar de 319.268 g/mol i la seva dosi letal mitjana oscil·la entre els 5 i els 8 μg/kg.
Es tracta d’un compost amino, més concretament una perhidroquinazolina. La tetradotoxina és una base monoacídica amb un pKa de 8.5 en dissolució aquosa però es descompon quan es sotmet en condicions fortament àcides o alcalines.
És estable en un gran rang de pH, sent – ho entre un pH igual a 3 fins a un igual a 8.5.
La toxicitat produïda per aquesta substància pot ser neutralitzada per l’acció de d’hidròxid de sodi (NaOH) al 2% durant un període de 90 minuts. Degut a que no es tracta d’una proteïna, és relativament estable i resistent al fred i a la calor. La molècula té una estructura tricíclica i conté un grup guanidino carregat positivament.
Aquesta toxina suprimeix la propagació dels potencials d’acció mitjançant un bloqueig neuronal selectiu dels canals de sodi (Na) dependents de voltatge, per ser més concrets, afecten als canals de sodi 1.6, la funció dels quals és conduir el potencial d’acció.
S’ha demostrat experimentalment que, a altes concentracions, aquesta toxina redueix la producció d’acetilcolia i redueix l’activitat del citocrom oxidasa i de la acetilcolinestreasa Al parlar de la seva potència i efectivitat com a neurotoxina, cal establir que és aproximadament unes 160.000 vegades més potent que la cocaïna. Com a curiositat cal dir que el contingut d’aquesta toxina en un sol peix globus és capaç de matar a 30 persones d’edat adulta.
CIANUR: Aquest possiblement, és un dels verins més coneguts per la societat ja que és un dels més comuns a les diferents sèries de televisió i pel·lícules. El cianur és un anió monovalent representat com a CN⁻.
És extremadament tòxic i potencialment letal. El propi anió conté el grup cianur el qual consisteix en un àtom de carboni unit a un de nitrogen mitjançant un enllaç triple (C≡N).
És extremadament letal quan actua com a tòxic. Quan actua, produeix la inhibició del complex citocrom C oxidasa i, a causa d’això, bloqueja la cadena transportadora d’electrons la qual constitueix el sistema central del procés de respiració cel·lular.
A conseqüència d’aquest bloqueig, causa una forta davallada en la producció d’ATPintracel·lular, impedint la homeòstasi cel·lular. A l’estar carregat negativament, afecta al traspàs d’electrons per mitjà de canals creant un ambient positiu en el medi intern de la cèl·lula.
El principal efecte nociu del cianur és que impedeix que l’oxigen transportat pels eritròcits o glòbuls vermells pugui ser utilitzat com a acceptors d’hidrogen al final de la cadena respiratòria intramitocondrial.
En una autòpsia, un cadàver mostra una gran quantitat d’oxigen a les venes i una gran quantitat d’àcid làctic (C3H6O3), producte produït a partir de la fermentació realitzada per les cèl·lules que presenten falta d’oxigen.
El cianur no és persistent ja que es destrueix per acció de la llum solar descomposant – se, mitjançant un procés d’oxidació en gasos tipus COx i NOx.
Adenosín Trifosfat
VX: L’ VX és un compost extremadament tòxic utilitzat com a arma química de destrucció massiva segons la resolució número 687 de les Nacions Unides. La producció d’aquesta substància així com el seu emmagatzematge van ser declarats prohibits en la Convenció sobre Armes Químiques celebrada l’any 1993.
El nom d’aquest compost establert per la IUPAC és S – [2 – Diisopropilamino)etil]metilfosfonotionato de O – etilo i la seva fórmula molecular és C11H26NO2PS. Té una densitat de 1.0083 g/cm3, una massa molar amb un valor de 267.37 g/mol, un punt de fusió de -50 ºC (223 K) i un punt d’ebullició de 298 ºC (571 K).
Actualment, és estrictament obligatòria la marcació química de les reserves mundials d’aquest agent neurotòxic per evitar el possible tràfic terrorista. Les reserves de la OTAN estan marcades de color blau i les del Pacte de Varsòvia de color verd.
El procés de síntesi d’aquest verí està constituït per una sèrie de passos, per començar, el triclorur de fòsfor (PCl3) és sotmès a un procés de metilació per obtenir diclorur metilfosfònic. Aquest darrer compost es fa reaccionar amb etanol (C2H5OH) per a formar un dièster. Just després, aquest dièster és transesterificat gràcies a l’acció del 2 - diisopripilaminoetanol (C8H19NO) per produïr el fosfonit mesclat. Immediatament desprès, aquest es fa reaccionar amb sofre per obtenir l’VX.
S’estima que la dosis letal (DL50) per a un ésser humà és de 10 mg a través de contacte cutani.
Aquest agent inhibeix l’acetilcolinesterasa (AChE), un enzim encarregat de dur a terme el procés d’hidròlisi del neurotransmissor acetilcolina. Els efectes tòxics apareixen quan s’inhibeix més del 50% de l’enzim mentre que la mort apareix quan és inhibit més del 90% de l’enzim.
Ja que totes les substàncies que hem definit fins al moment, estan considerades armes químiques, a continuació es mostraran dos mapes amb els diversos països classificats segons dos criteris: el primer és la tinència d’armes químiques i el segon és la firma de la declaració de prohibició d’armes químiques.