Các tác nhân thần kinh là tác nhân hóa học chiến tranh tác động trực tiếp vào các khớp thần kinh, thường làm tăng hoạt tính của acetylcholine.
Các tác nhân hóa học khác đã được sử dụng trong chiến đấu trước Thế chiến II và đôi khi được gọi là các tác nhân hóa học thế hệ đầu tiên. Các tác nhân hóa học thế hệ tiếp theo bao gồm 3 loại tác nhân thần kinh:
Đặc vụ dòng G (thế hệ thứ 2)
Các tác nhân nhóm V (thế hệ thứ 3)
Tác nhân sê-ri A (thế hệ thứ 4)
Các tác nhân G-series, hoặc các tác nhân G, bao gồm GA (tabun), GB (sarin), GD (soman), và GF (cyclosarin), do Đức Quốc xã phát triển trước và trong Thế chiến II. Ở nhiệt độ môi trường xung quanh, các chất này là chất lỏng dạng nước có độ bay hơi cao gây nguy hiểm khi tiếp xúc với da và hít phải.
Tác nhân V-series bao gồm VX; các hợp chất này được tổng hợp sau Thế chiến II. Các chất này là chất lỏng khó phân hủy với độ đặc của dầu động cơ. Các chất này bay hơi rất chậm và mối nguy hiểm chính là do tiếp xúc với chất lỏng. Các chất này cũng mạnh hơn nhiều so với các chất sê-ri G.
Các chất sê-ri A là chất độc thần kinh được Liên Xô phát triển bắt đầu từ những năm 1970. Các chất này còn được gọi là các chất Novichok và các hợp chất đại diện là A-230, A-232, và A-234, là những chất lỏng thậm chí còn bền hơn các chất sê-ri V và cũng rất mạnh. Một chất thuộc sê-ri A đã được sử dụng trong một vụ ám sát năm 2018 ở Vương quốc Anh và một chất thuộc sê-ri A khác đã được sử dụng trong vụ ám sát nhà hoạt động người Nga Alexei Navalny năm 2020.
Không có chất nào trong số các chất này có mùi rõ ràng hoặc gây kích ứng da cục bộ. Tất cả các tác nhân thần kinh là các este organophospho, cũng như hóa chất hữu cơ phosphat. Tuy nhiên, các tác nhân thần kinh mạnh hơn rất nhiều; các LD50 (số lượng cần thiết để gây tử vong ở một nửa số người nhận được liều đó) của VX khoảng 3 mg.
Sinh lý bệnh của thương tổn chiến tranh hóa học thần kinh
Các tác nhân thần kinh ức chế men acetylcholinesterase (AChE), làm thủy phân chất dẫn truyền thần kinh acetylcholine (ACh) một khi ACh hết sẽ kích hoạt các thụ thể trong neuron, cơ và tuyến. Ức chế AChE dẫn đến dư thừa ACh ở tất cả các thụ thể của chất này (khủng hoảng cholinergic), đầu tiên gây ra gia tăng hoạt động của mô bị ảnh hưởng, sau đó cuối cùng ở hệ thần kinh trung ương và cơ xương do mô bị mỏi và suy yếu. Các tác nhân thần kinh ức chế cả thụ thể ACh muscarinic và nicotinic. Các thụ thể Muscarinic ACh có trong hệ thống thần kinh trung ương (CNS), hạch thần kinh thực vật, sợi cơ trơn và các tuyến ngoại tiết; thụ thể nicotinic ACh có trong cơ xương.
Sự ràng buộc của tác nhân thần kinh đến AChE chủ yếu là không thể đảo ngược nếu không điều trị; điều trị với oxime có thể tái tạo enzyme cũng như các liên kết không gây mất ổn định hơn nữa (một quá trình được gọi là lão hóa) theo thời gian. Hầu hết các chất độc thần kinh, như thuốc trừ sâu OP, phải mất hàng giờ để đạt được độ tuổi đầy đủ, nhưng GD (soman) có thể chỉ mất khoảng 10 phút.
Các triệu chứng và dấu hiệu của thương tổn thần kinh do chiến tranh hóa học
Các biểu hiện lâm sàng phụ thuộc vào trạng thái của tác nhân, đường tiếp xúc, và liều.
Tiếp xúc hơi độc với mặt gây ra các hiệu ứng tại chỗ như sụp mi, chảy nước mũi, và co thắt phế quản trong vài giây, tiến triển đến toàn bộ các biểu hiện toàn thân của cường cholinergic.
Tuy nhiên, hít phải hơi có thể gây trụy mạch trong vài giây.
Phơi nhiễm da với chất lỏng trước tiên gây ra các ảnh hưởng tại chỗ (co giật cục bộ, máy cơ, ra mồ hôi). Các tác động toàn thân xảy ra sau một thời gian tiềm ẩn có thể kéo dài tới 18 giờ sau khi tiếp xúc với một giọt rất nhỏ của chất độc thần kinh dòng G hoặc V; thậm chí liều gây tử vong thường mất đến 20 đến 30 phút để gây ra các triệu chứng và dấu hiệu, có thể bao gồm đột ngột ngã quỵ và co giật mà không có dấu hiệu báo trước. Tiếp xúc với da với chất lỏng dạng A có khoảng thời gian tiềm ẩn từ vài giờ đến một hoặc hai ngày.
Bệnh nhân có các thành phần hoặc toàn bộ nhiễm độc cholinergic, hoặc cholinergic (xem bảng Hội chứng nhiễm độc thường gặp và Triệu chứng và điều trị các chất độc cụ thể). Kích thích quá mức và sự mệt mỏi sau đó của hệ thần kinh trung ương dẫn đến sự kích động, hoang mang, bất tỉnh và động kinh, tiến triển thành thất bại của trung tâm hô hấp tại hành tủy. Kích thích quá mức và sự mỏi mệt cuối cùng của các cơ vân tạo ra các sự co giật và máy cơ dẫn đến sự suy nhược và tê liệt. Kích thích quá mức cơ trơn có hoạt tính cholinergic dẫn đến sụp mi, co thắt phế quản và tăng co thắt ruột (với buồn nôn, nôn ói, và chuột rút), và quá mức kích thích các tuyến ngoại tiết gây tăng tiết quá nhiều nước mắt, nước mũi, nước bọt, dịch phế quản, dịch tiêu hóa và vã mồ hôi. Tử vong thường do ngưng thở trung ương, nhưng liệt trực tiếp cơ hoành, co thắt phế quản, và tăng tiết phế quản cũng có thể góp phần.
Các ảnh hưởng lâu dài về thần kinh và hành vi thần kinh cũng có thể xảy ra và bao gồm một hội chứng được gọi là rối loạn tâm thần kinh mạn tính do organophosphate gây ra và bệnh thần kinh mạn tính do organophospho-ester gây ra.
Chẩn đoán thương tổn thần kinh hóa học-chiến tranh
Đánh giá lâm sàng
Chẩn đoán dựa vào lâm sàng, mặc dù xét nghiệm cholinesterase hồng cầu hoặc nồng độ cholinesterase huyết tương cũng như các xét nghiệm chuyên biệt hơn có thể khẳng định tiếp xúc với chất thần kinh.
Phân loại bệnh nhân
Tất cả những người có chất lỏng đáng ngờ trên da của họ cần được ưu tiên để khử nhiễm ngay lập tức những vùng bị ảnh hưởng. Bệnh nhân sau đó được phân loại để điều trị dựa trên các triệu chứng và dấu hiệu của họ. Tất cả các bệnh nhân tiếp xúc với các tác nhân thần kinh có khó thở đáng kể hoặc có ảnh hưởng toàn thân được điều trị ngay lập tức.
Điều trị thương tổn thần kinh do chiến tranh hóa học
Thuốc kháng cholinergic (ví dụ: atropine)
Chất tái hoạt oxy (ví dụ, 2-PAM, MMB-4)
Benzodiazepine
Hỗ trợ hô hấp khi cần thiết
Chú ý đến Airway (đường thở), Breathing (hô hấp), Circulation (tuần hoàn), Immediate Decontamination (ngay lập tức khử nhiễm), và Drugs (thuốc) (ABCDD) là điều tối quan trọng. Co thắt phế quản có thể nặng đến mức không thể thông khí cho đến khi dùng atropine (xem bảng Triệu chứng và điều trị các chất độc cụ thể). Đường thở, hô hấp và tuần hoàn được đề cập theo cách tiêu chuẩn, như đã thảo luận trong Hồi sức tim phổi (CPR) ở người lớn.
Loại bỏ chất độc
Tẩy sạch tất cả chất lỏng đáng ngờ trên da càng sớm càng tốt bằng cách sử dụng Reactive Skin Decontamination Lotion (RSDL®); một dung dịch hypochlorite 0,5% cũng có thể được sử dụng, như xà bông và nước. Các vết thương có thể bị ô nhiễm cần được kiểm tra, loại bỏ tất cả các mảnh vụn, và xối rửa nhiều nước hoặc nước muối. Triệu chứng nghiêm trọng và tử vong có thể xảy ra sau khi khử nhiễm da bởi vì khử nhiễm có thể không loại bỏ hoàn toàn các tác nhân thần kinh truyền qua da.
Thuốc điều trị
Ở Hoa Kỳ, hai loại thuốc được cho dùng:
Atropine
2-pyridin aldoxime metyl clorua (2-PAM – còn gọi là pralidoxime).
Atropine ngăn chặn hoạt tính của ACh. 2-PAM kích hoạt lại AChE đã bị phosphoryl hoá bởi các tác nhân thần kinh (hoặc thuốc trừ sâu OP) nhưng chưa bị lão hóa. Do atropine chỉ tác động lên các thụ thể ACh muscarinic, nên 2-PAM cũng cần thiết để đảo ngược tác dụng trên các cơ xương (ví dụ: co giật, yếu cơ hô hấp và liệt). Oxime 1,1′-methylenebis[4-[(hydroxyimino)methyl]-pyridinium] dibromide, hoặc MMB-4, dường như có hiệu quả chống lại nhiều loại chất độc thần kinh hơn so với 2-PAM và sẽ thay thế 2-PAM cho quân đội Mỹ sử dụng trong vài năm tới.
Đối với điều trị trong quân sự, trước khi nhập viện và thương vong hàng loạt, thường sử dụng máy tiêm tự động để tiêm bắp; mỗi loại chứa 2,1 mg atropine và 600 mg 2-PAM. Thuốc được đưa vào bụng của một cơ lớn (ví dụ, đùi) trước khi thiết lập đường truyền tĩnh mạch. Một đường truyền tĩnh mạch được đặt, liều tiếp theo được dùng qua đường tĩnh mạch.
Bệnh nhân người lớn bị khó thở đáng kể hoặc có ảnh hưởng toàn thân cần nhanh chóng dùng ba liều atropine 2,0 mg (nếu tiêm tĩnh mạch) hoặc 2,1 mg (nếu sử dụng dụng cụ tiêm tự động) và ba liều 2-PAM 600 mg ngay sau đó là một loại thuốc benzodiazepine. Midazolam đã thay thế diazepam làm thuốc được ưu tiên vì midazolam được hấp thu tốt hơn khi tiêm bắp, nhưng có thể sử dụng tùy theo tình trạng sẵn có. Cả hai đều được dùng với liều 10 mg khi điều trị ngộ độc chất độc thần kinh. Ống tiêm tự động midazolam 10 mg mới được phát triển cuối cùng sẽ thay thế ống tiêm tự động diazepam để điều trị co giật.
Bệnh nhân có các dấu hiệu và triệu chứng ít nghiêm trọng hơn có thể được tiêm một bộ dụng cụ tiêm tự động kết hợp (atropine và 2-PAM) lặp lại sau 3 đến 5 phút nếu các triệu chứng không thuyên giảm; một loại thuốc benzodiazepine không được cho dùng tự động trừ khi bắt buộc phải dùng tất cả 3 ống tiêm tự động cùng một lúc. Bổ sung thêm 2 mg atropine mỗi 2 đến 3 phút cho đến khi các hiệu ứng muscarinic (kháng thuốc đường hô hấp, tiết) giải quyết. Có thể bổ sung thêm liều 600mg 2-PAM theo giờ theo nhu cầu để kiểm soát hiệu ứng cơ xương (co giật, sẹo lồi, yếu, liệt). Các liều thuốc bổ benzodiazepine được bổ sung khi cần thiết. Lưu ý rằng bệnh nhân bị liệt có thể bị co giật kể cả khi không thấy cơn giật cơ. Chuyển tiếp sang dùng đường tĩnh mạch nên được thực hiện ngay khi có cơ hội. Liều dùng được điều chỉnh xuống thấp cho trẻ em.
Các thuốc nhóm A rất khó điều trị một khi các nạn nhân đã rơi vào tình trạng khủng hoảng cholinergic; điều trị tích cực với atropine và oxime là cần thiết cùng với scopolamine 1 mg IV. Trong giai đoạn tiềm ẩn, nạn nhân cần được khử nhiễm càng sớm càng tốt, mặc dù việc khử nhiễm, đặc biệt là với RSDL®, có thể có hiệu quả ngay cả khi một hoặc hai giờ sau khi phơi nhiễm. Cần theo dõi nhịp tim, nhiệt độ cơ tim và nồng độ acetylcholinesterase (AChE).
Ngăn ngừa thương tổn thần kinh do chiến tranh hóa học
Nếu tiếp xúc với chất độc thần kinh được dự đoán trước, nên xem xét điều trị bằng pyridostigmine bromide 30 mg mỗi 8 giờ. Hợp chất này là một anticholinesterase có thể đảo ngược. Bởi vì pyridostigmine kết hợp thuận nghịch với acetylcholinesterase, nó thực sự bảo vệ enzyme khỏi sự ức chế về cơ bản không thể đảo ngược bằng các chất dẫn truyền thần kinh sau đó; sau khi liên kết thuận nghịch bị phá vỡ, cholinesterase được giải phóng có thể giúp thủy phân dư thừa acetylcholine trong cơ quan đích.
Pyridostigmine ban đầu được dùng để tiếp xúc với tác nhân thần kinh nhanh lão hóa soman (GD) nhưng bây giờ được cho là tiền xử lý cho tất cả các tác nhân thần kinh G-, V- và A. Do đó, cũng có thể có ý nghĩa khi sử dụng pyridostigmine trong thời gian dài tiềm ẩn sau khi nghi ngờ tiếp xúc với các thuốc nhóm A. Tuy nhiên, vì pyridostigmine cũng là một thuốc ức chế acetylcholinesterase, nên không nên dùng thuốc này sau khi bắt đầu cơn cholinergic hoặc ngay cả khi nhịp tim hoặc nhiệt độ cơ thể giảm > 25% so với ban đầu trong giai đoạn tiềm ẩn; những bệnh nhân như vậy nên được điều trị cơn kịch phát cholinergic.
Các quan điểm được trình bày trong bài viết này là của tác giả và không phản ánh chính sách chính thức của Ban quân đội, Bộ Quốc phòng hoặc Chính phủ Hoa Kỳ.