سومان

السومان (أو GD ، EA 1210 ، زومان ، PFMP ، A-255 ، الاسم النظامي: O- بيناكوليل ميثيل فوسفونو فلوريدات) [1] مادة كيميائية شديدة السمية. وهو عامل عصبي، يعيق الأداء الطبيعي للجهاز العصبي لدى الثدييات عن طريق تثبيط إنزيم كولين إستراز. وهو مثبط لكل من أستيل كولين إستراز وبوتيريل كولينإستراز .^[2 ] وباعتباره سلاحًاكيميائيًا، تصنفه الأمم المتحدةكسلاح دمارشاملوفقًا ^{لقرارها} رقم 687. ويخضعإنتاجه لرقابةصارمة ، ويُحظر تخزينه بموجب اتفاقية الأسلحة الكيميائية لعام 1993، حيث يُصنف كمادة وكان السومان ثالث عوامل الأعصاب من سلسلة G التي تم اكتشافها، إلى جانب GA (تابون)، وGB ( سارين )، و GF (سيكلو سارين) .

عندما يكون السومان نقيًا، يكون سائلًا متطايرًا ، أكّالًا، وعديم اللون، وله رائحة خفيفة تشبه رائحة النفتالين أو الفاكهة المتعفنة. ^{[ 3 ]} أما في أغلب الأحيان، فيكون لونه أصفر إلى بني، وله رائحة قوية تُوصف بأنها تشبه رائحة الكافور . وتبلغ قيمة LCt ₅₀ للسومان 70  ملغم·دقيقة/م³ ^لدى البشر.

يمكن زيادة كثافة مادة GD لاستخدامها كرذاذ كيميائي باستخدام بوليمر أكريلويد. كما يمكن استخدامها كسلاح كيميائي ثنائي ؛ حيث تتكون موادها الكيميائية الأولية من ثنائي فلوريد ميثيل فوسفونيل ومزيج من كحول بيناكوليل وأمين .

بعد الحرب العالمية الأولى، التي استُخدم خلالها غاز الخردل والفوسجين كأسلحة كيميائية، وُقّع بروتوكول جنيف عام ١٩٢٥ في محاولة لحظر الأسلحة الكيميائية. ومع ذلك، استمر البحث في الأسلحة الكيميائية واستخدامها. في عام ١٩٣٦، اكتُشف عامل كيميائي جديد أكثر خطورة عندما عزل غيرهارد شرادر من شركة آي جي فاربن في ألمانيا غاز التابون (الذي أطلقت عليه الولايات المتحدة اسم GA اختصارًا لـ"العميل الألماني أ")، وهو أول عامل أعصاب، أثناء تطويره لمبيدات حشرية جديدة . تبع هذا الاكتشاف عزل غاز السارين (الذي أطلقت عليه الولايات المتحدة اسم GB) عام ١٩٣٨، والذي اكتشفه شرادر أيضًا.

خلال الحرب العالمية الثانية، استمرت الأبحاث حول عوامل الأعصاب في الولايات المتحدة وألمانيا. في صيف عام 1944، طوّر الألمان مادة السومان، وهي سائل عديم اللون ذو رائحة الكافور (أطلقت عليه الولايات المتحدة اسم GD). وقد أثبت السومان أنه أكثر سمية من التابون والسارين. اكتشف الحائز على جائزة نوبل، ريتشارد كون، بالتعاون مع كونراد هنكل، السومان خلال أبحاثهما في علم الأدوية الخاص بالتابون والسارين في معهد القيصر فيلهلم للأبحاث الطبية في هايدلبرغ . ^{[ 4 ]} وقد كلّف الجيش الألماني بإجراء هذه الأبحاث. تم إنتاج السومان بكميات صغيرة في مصنع تجريبي تابع لشركة آي جي فاربن في لودفيغسهافن . ولم يُستخدم قط في الحرب العالمية الثانية. ^{[ 5 ]}

حظرت اتفاقية الأسلحة الكيميائية لعام 1993 إنتاج أو تخزين السومان . عند دخول الاتفاقية حيز التنفيذ، أعلنت الأطراف عن وجود مخزونات عالمية من السومان تبلغ 9057 طنًا. وقد تم تدمير هذه المخزونات بحلول عام 2018. ^{[ 6 ]}

تم تحديد البنية البلورية لمركب السومان المرتبط بإنزيم أستيل كولين إستراز بواسطة ميلارد وآخرون في عام 1999 باستخدام تقنية : 1som. وتشمل البنى الأخرى التي تم تحديدها لإنزيم أستيل كولين إستراز المرتبط بالسومان: 2wfz و 2wg0 و 2wg1 .

يحتوي السومان (C(±)P(±)-سومان) على أربعة متصاوغات فراغية ، لكل منها سمية مختلفة، على الرغم من تشابهها إلى حد كبير. هذه المتصاوغات هي: C(+)P(+)-سومان، وC(+)P(−)-سومان، وC(−)P(−)-سومان، وC(−)P(+)-سومان. ^{[ 7 ] [ 8 ]}

يحتوي السومان على مجموعة فوسفونيل مرتبطة تساهميًا بأيون الفلوريد وجزيء هيدروكربوني كبير. وبالتالي، فإن بنيته مشابهة لبنية السارين، الذي يحتوي فقط على مجموعة هيدروكربونية أصغر (أيزوبروبيل). وبسبب هذا التشابه في البنية الكيميائية، فإن تفاعلية المركبين متقاربة جدًا. يتفاعل كل من السومان والسارين باستخدام مجموعة الفوسفوريل المرتبطة بالأكسجين، والتي يمكنها الارتباط بالأحماض الأمينية مثل السيرين.

إن عملية تصنيع غاز السومان تشبه إلى حد كبير عملية تصنيع غاز السارين. والفرق هو أن الإيزوبروبانول المستخدم في عمليات تصنيع السارين يُستبدل بكحول البيناكوليل .

يُصنّع السومان بتفاعل كحول البيناكوليل مع ثنائي فلوريد ميثيل فوسفونيل. ينتج عن هذا التفاعل تكوّن السومان، وهو سائل عديم اللون ذو رائحة فاكهية خفيفة. كما ينتج عن انخفاض ضغط بخار السومان غازه المتطاير. بالإضافة إلى ذلك، يتكوّن حمض فلوريد الهيدروجين نتيجةً لفقدان أيون الفلوريد وبروتون. يُعدّ هذا الحمض خطيرًا بشكل غير مباشر على الإنسان، إذ يُسبب ملامسته للجلد تفاعلًا فوريًا مع الماء مُنتجًا حمض الهيدروفلوريك . [ 5 ^]

السومان هو عامل أعصاب عضوي فوسفوري ذو آلية عمل مشابهة للتابون. تعمل عوامل الأعصاب على تثبيط إنزيم أستيل كولين إستراز ( AChE) عن طريق تكوين مُركّب إضافي مع الإنزيم عبر بقايا السيرين الموجودة عليه. يمكن تحلل هذه المُركّبات الإضافية بالتحلل المائي، أو بفعل بعض الأوكسيمات على سبيل المثال، مما يؤدي إلى تجديد الإنزيم. أما النوع الثاني من التفاعلات، والذي يخضع فيه مُركّب الإنزيم- الفوسفات

الأوكسيم الوحيد الموصى به لمنع شيخوخة السومان هو كلوريد الأسوكسيم ، المعروف باسم HI-6 . يؤدي HI-6 إلى إعادة تنشيط جزئية فقط لإنزيم أستيل كولين إستراز ، ويعتمد ذلك على الإعطاء الفوري عن طريق الحقن الذاتي قبل الوصول إلى المستشفى. ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]}

إنزيم أستيل كولين إستراز (AChE) هو إنزيم يشارك في النقل العصبي. ونظرًا للانخفاض الحاد في عمر النصف لهذا الإنزيم، يتوقف النقل ^]

بمجرد دخول السومان إلى جسم الإنسان، فإنه لا يثبط إنزيم أستيل كولين إستراز فحسب، بل يُعد أيضًا ركيزة لأنواع أخرى من الإسترازات. ويسمح تفاعل السومان مع هذه الإسترازات بإزالة سمية المركب. ولا توجد تفاعلات سمية أيضية معروفة للسومان.

يمكن تحلل السومان بواسطة ما يُسمى إستيراز-أ، وتحديدًا ثنائي إيزوبروبيلفلورو فوسفاتاز . يتفاعل هذا الإستيراز، المعروف أيضًا باسم سوماناز، مع الرابطة اللامائية بين الفوسفور والفلور، مما يؤدي إلى تحلل الفلوريد. كما يُحلل السوماناز مجموعة الميثيل في السومان، مُنتجًا حمض بيناكوليل ميثيل فوسفونيك [ ^13]

يمكن للسومان أيضًا الارتباط بإسترازات أخرى ، مثل أستيل كولين إستراز ( AChE ) وكولين إستراز ( ChE) وكربوكسيل إستراز ( CarbE ). في هذا الارتباط، يفقد السومان أيون الفلوريد. بعد الارتباط بـ AChE أو ChE، يفقد السومان أيضًا مجموعة الفوسفوريل، مما يؤدي إلى تكوين حمض ميثيل فوسفونيك (MPA). يقلل الارتباط بـ CarbE من التركيز الكلي للسومان في الدم، وبالتالي يقلل من سميته. علاوة على ذلك، يشارك CarbE في إزالة سمية السومان عن طريق تحلله مائيًا إلى PMPA. لذا، يساهم CarbE في إزالة سمية السومان بطريقتين. [12 ] ^{[ 13 ]}

تجلّت أهمية إزالة سمية السومان بعد التعرض له في تجارب فونوم وستيري (1981). فقد أفادا بأن 5% فقط من الجرعة المميتة الوسطية (LD50) تثبط إنزيم أستيل كولين إستراز (AChE) في الفئران، مما يؤدي إلى آثار سمية حادة. وهذا يدل على أن التفاعلات الأيضية مسؤولة عن إزالة سمية النسبة المتبقية البالغة 95% من الجرعة. ^{[ 14 ]}

نظراً لارتباط السومان الوثيق بمركبات مثل السارين، فإن أعراض التسمم به متشابهة نسبياً. من أولى العلامات الملحوظة للتسمم بالسومان تضيق حدقة العين . تشمل بعض الأعراض اللاحقة، وليس جميعها، القيء، وآلام العضلات الشديدة، ومشاكل في الجهاز العصبي المحيطي. تظهر هذه الأعراض في غضون 10 دقائق من التعرض وقد تستمر لعدة أيام. ^{[ 15 ]}

إضافةً إلى التأثيرات السامة المباشرة على الجهاز العصبي، قد يعاني الأشخاص المعرضون للسومان من آثار طويلة الأمد، معظمها نفسية. فقد عانى الأشخاص الذين تعرضوا لجرعة صغيرة من السومان من آثار سامة شديدة؛ وبعد العلاج، أصيبوا في كثير من الأحيان بالاكتئاب، وظهرت عليهم أفكار معادية للمجتمع، وانطووا على أنفسهم، وعانوا من اضطرابات النوم، وكوابيس مزعجة. استمرت هذه الأعراض ستة أشهر بعد التعرض، ثم اختفت دون حدوث أضرار دائمة. ^{[ 16 ]}

يُقدّر تركيز السومان المميت بنسبة 50% في الهواء بـ 70 ملغم / _دقيقة  /م³ ^. وبالمقارنة مع قيمة التركيز المميت بنسبة _50% للفئران، فإن التركيز المميت للإنسان أقل بكثير (954.3  ملغم/دقيقة/م³ ^مقابل 70  ملغم/دقيقة/م³ ⁾ . بالنسبة لمركبات مثل السومان، التي قد تُستخدم كسلاح، غالبًا ما تظهر الأعراض الأولى عند تناول جرعة أقل بكثير من التركيز المميت بنسبة _{50 %. يُعدّ} تضيّق حدقة العين أحد الأعراض الأولى للتسمم بالسومان، ويمكن ملاحظته عند تناول جرعات أقل من 1% من التركيز المميت _{بنسبة 50%} . ^{[ 17 ]}

أُجريت تجاربٌ عُرِّضت فيها الفئران لمادة السومان لاختبار ما إذا كان من الممكن ملاحظة تأثيرات سلوكية عند جرعات منخفضة دون ظهور أعراض واضحة. وقد أدى تعريض الفئران للسومان بجرعة أقل من 3% من الجرعة المميتة الوسطية (LD50) _إلى تغييرات في سلوكها. وكان تجنب الفئران المعرضة للسومان أقل من تجنب الفئران غير المعرضة له (في تجربة صندوق النقل ثنائي الاتجاه). كما تأثرت أيضًا التنسيق الحركي (في مهمة تخطي الحواجز)، وسلوكها في الحقل المفتوح، وسلوك التجنب النشط والسلبي. ويمكن الاستنتاج أن الفئران المعرضة للسومان أظهرت أداءً أقل نجاحًا في المهام التي تتطلب نشاطًا حركيًا ووظائفًا عليا للجهاز العصبي المركزي في آنٍ واحد. وفي هذا السياق، يُظهر السومان تأثيرًا مركزيًا في الغالب.

قد يُسهم فهم تأثيرات الجرعات المنخفضة من السومان ومثبطات الكولين إستراز الأخرى على الفئران في تفسير ارتفاع معدل حوادث الطائرات الناتج عن أخطاء الطيارين الزراعيين. وإذا أمكن تطبيق هذه المعرفة على البشر، فسيُفسر هذا الارتفاع بانخفاض نشاط الكولين إستراز نتيجة التعرض للمبيدات. ولا يُعرف ما إذا كان بالإمكان تعميم هذه النتائج من الفئران على البشر. ^{[ 18 ]}

• مجلس الشيوخ الأمريكي، الدورة الثانية بعد المئة (25 مايو 1994). صحيفة بيانات سلامة المواد - عوامل الأعصاب القاتلة سومين (GD وGD المكثف) ( مؤرشفة في 12 سبتمبر 2013 على موقع Wayback Machine ). تم الاطلاع عليها في 6 نوفمبر 2004.
• مثبطات وركائز أستيل كولين إستراز في بروتوبيديا
• 2wfz في بروتوبيديا
• 2wg0 في بروتوبيديا
• 2wg1 في بروتوبيديا
• 1som في بروتوبيديا
• الصفحة الرئيسية (باللغة البرتغالية)