소만 (화학무기)

3. 화학적 특성

3. 1. 구조 및 반응성

3. 2. 합성

4. 작용 기전 및 대사

소만은 체내에서 아세틸콜린에스터레이스(AChE)를 억제하는 동시에, 다른 에스터레이스들과 반응하여 해독되기도 한다. 소만의 대사 과정에서 독성화 반응은 알려져 있지 않다.^[9][10]

소만은 A-에스터레이스 (디이소프로필플루오로포스파타제, 소마나제)에 의해 가수분해될 수 있다. 소마나제는 인과 불소 사이의 결합을 끊어 불소를 제거하고, 메틸기를 가수분해하여 덜 강력한 AChE 억제제인 피나콜릴 메틸포스폰산(PMPA)을 생성한다.^[9][10]

또한 소만은 에스터레이스인 AChE, 콜린에스터레이스(ChE), 카르복실에스터레이스(CarbE)와 결합한다. 이 과정에서 불소를 잃고, AChE나 ChE와 결합하면 포스포릴기를 잃어 메틸포스폰산(MPA)을 생성한다. CarbE와의 결합은 혈중 소만 농도를 낮추고 PMPA로 가수분해하여 해독 작용을 한다.^[9][10]

Fonnum과 Sterri (1981)의 실험에 따르면, 쥐에서 AChE를 억제하는 소만의 중간 치사량(LD50)은 5%에 불과하며, 나머지 95%는 대사 반응을 통해 해독된다.^[11]

4. 1. 작용 기전

4. 2. 대사

5. 증상 및 독성

소만은 사린과 같이 화학 무기로 사용되는 화합물과 관련이 깊어 중독 증상이 유사하다. 초기에는 축동이 나타나며, 이후 구토, 근육통, 말초 신경계 문제 등이 노출 후 10분 이내에 발생하여 며칠간 지속될 수 있다.^[12]

소만은 신경계에 직접적인 독성을 일으키며, 소량 노출로도 심각한 영향을 줄 수 있다. 장기적으로는 심리적인 영향이 주로 나타나는데, 치료 후에도 우울증, 반사회적 사고, 위축, 침울함, 불면증, 악몽 등이 6개월까지 지속되기도 하지만 영구적인 손상은 없다.^[13] 소만의 공기 중 LC₅₀은 70 mg·min/m³로, 쥐(954.3 mg·min/m³)보다 인간에게 훨씬 낮은 농도에서 치명적이다. 축동은 LC₅₀의 1% 미만에서도 나타날 수 있는 초기 증상이다.^[14]

5. 1. 증상

5. 2. 독성

6. 동물에 대한 영향

실험을 통해 랫(rat)에게 소만을 노출시켜, 낮은 용량에서도 랫의 행동 변화가 나타나는지 확인하였다. 랫에게 LD50의 3% 미만 용량의 소만을 노출시키자 행동 변화가 발생했다. 노출된 랫은 능동적 회피 행동(양방향 셔틀 박스 실험)이 감소했으며, 운동 조절 능력(허들 밟기 과제), 개방된 공간에서의 행동, 능동적 및 수동적 회피 행동에도 영향을 미쳤다. 소만에 노출된 랫은 운동 활동뿐만 아니라 중추신경계(CNS)의 고차 구조 기능을 요구하는 과제에서 덜 성공적으로 수행했다는 결론을 내릴 수 있다. 이와 관련하여 소만은 주로 중추적인 영향을 미친다.^[15]

소만 및 기타 콜린 에스터라아제 억제제의 낮은 용량이 랫에게 미치는 영향에 대한 지식은 농업 조종사에게서 실수로 인한 비행기 사고 발생률이 비교적 높은 것을 설명하는 데 사용될 수 있다. 만약 이 지식을 인간에게 적용할 수 있다면, 살충제 노출로 인한 콜린 에스터라아제 활성 저하로 이러한 높은 사고 발생률을 설명할 수 있을 것이다. 하지만 랫에서의 결과를 인간에게 그대로 적용할 수 있는지는 아직 알려져 있지 않다.^[15]

참조

_[1] 웹사이트 Material Safety Data Sheet -- Lethal Nerve Agents Somain (GD and Thickened GD) http://www.gulfweb.o[...] 1994-05-25
_[2] 논문 Crystal structures of aged phosphonylated acetylcholinesterase: nerve agent reaction products at the atomic level 1999-06
_[3] 웹사이트 CDC {{!}} Facts About Soman https://emergency.cd[...] Centers for Disease Control and Prevention 2018-03-20
_[4] 논문 Neurosciences and research on chemical weapons of mass destruction in Nazi Germany 2006-09
_[5] 서적 Chemical Warfare Agents: Chemistry, Pharmacology, Toxicology, and Therapeutics CRC Press
_[6] 웹사이트 Report of the OPCW on the Implementation of the Convention on the Prohibition of the Development, Production, Stockpiling and Use of Chemical Weapons and on their Destruction in 2017 https://www.opcw.org[...] Organisation for the Prohibition of Chemical Weapons 2024-02-09
_[7] 논문 Inhalation Toxicokinetics of Soman Stereoisomers in the Atropinized Guinea Pig with Nose-Only Exposure to Soman Vapor 1998-07-01
_[8] 논문 Hydrolysis of the four stereoisomers of soman catalyzed by liver homogenate and plasma from rat, guinea pig and marmoset, and by human plasma 1988-08-01
_[9] 논문 Biotransformation of organophosphorus compounds 2001-09-25
_[10] 논문 Current understanding of the mechanisms involved in metabolic detoxification of warfare nerve agents 2009-07-10
_[11] 논문 Factors modifying the toxicity of organophosphorus compounds including soman and sarin
_[12] 논문 Soman and Sarin: Clinical Manifestations and Treatment of Accident of Accidental Poisoning by Organophosphates
_[13] 논문 Soman and sarin: clinical manifestations and treatment of accidental poisoning by organophosphates 1974
_[14] 간행물 Clinical environmental health and toxic exposures Lippincott Williams & Williams, Philadelphia 2001
_[15] 논문 Behavioral Changes in the Rat after Low Doses of Cholinesterase Inhibitors 1984-04-01
_[16] 웹사이트 公益財団法人 日本中毒情報センター 化学テロ・化学災害対応体制（概要） P5 http://www.j-poison-[...]
_[17] 웹사이트 神経剤 (Nerve Agents) 国立医薬品食品衛生研究所 http://www.nihs.go.j[...]
_[18] 웹사이트 破防法弁明●証拠の要旨の告知（２） https://web.archive.[...]