biolosko oruzje

28 29Bokan S. BIOLOGICAL AND TOXIN WEAPONS - BIOTERRORISMArh Hig Rada Toksikol 2003;54:29-43

Bioloko oruje se koristi u biolokom ratu s ciljem namjernog izazivanja masovnih infektivnih bolesti ljudi, ivotinja i korisnog bilja u epidemijskim razmjerima i slabljenja ratnih potencijala protivnika. Meunarodne konvencije koriste dvojne nazive kao bakterioloko (bioloko) oruje i bakterioloki (bioloki) rat. Bioloki i toksinski ratni agensi ukljuuju sve patogene mikroorganizme kao to su virusi, rikecije, bakterije, gljivice i protozoe, prirodne, izmijenjene ili sintetizirane (genetikim inenjerstvom ili drugim biotehnolokim postupcima) i njihove toksine ako su namijenjeni za nemiroljubive svrhe. To su mikroorganizmi koji se inficiraju i razmnoavaju u ciljnom domainu uzrokujui kliniku bolest koja ubija ili onesposobljava organizam tog domaina. Prema definiciji NATO-a bioloki i toksinski ratni agensi su mikroorganizmi i toksini dobiveni od njih koji uzrokuju bolest ljudi, ivotinja i biljaka ili koji uzrokuju razgradnju tvari. Prema Konvenciji o zabrani bakteriolokog (biolokog) i toksinskog oruja iz 1972. godine, bioloko i toksinsko oruje su mikrobijalne i druge tvari koje sadravaju bioloke agense ili toksine bez obzira na njihovo podrijetlo ili metodu proizvodnje,

vrstu i koliine koje nemaju pravno opravdanje za profilaktike, zatitne i druge miroljubive svrhe. Pojam biolokog oruja je uveden poslije II. svjetskog rata i dijelom je potisnuo dotadanji pojam bakterioloko oruje. Meutim, niti jedan od navedenih pojmova ne odreuje neposredno organizme koji se upotrebljavaju. Pojam bakterioloko oruje je nepotpun jer obuhvaa samo bakterije i njihove toksine. Pojam bioloko oruje je bolji, ali preirok jer osim mikroorganizama obuhvaa i viestanine organizme. Zato bi najbolji naziv bio mikrobioloko oruje koji se meutim ipak ne koristi.

Kad su patogeni mikroorganizmi proizvedeni u odreenim laboratorijima i odreenim metodama (selekcije, izmjene i stabilizacije sojeva uzronika), u odreenim koliinama i s odreenom namjenom [izazivanje epidemija (ljudi), epizootija (ivotinje), epifitocija (biljke)], oznaavaju se kao bioloki ratni agensi. Kad su ukljueni u sisteme za njihovu primjenu i prenoenje u borbeno stanje postaju bioloka i toksinska oruja. Brojne zarazne bolesti i intoksikacije uzrokuju tzv. dvostruko prijetei agensi - DPA (dual-threat agents-DTAs). Ovaj termin se

Review

TERORIZAM I BIOLOKO I TOKSINSKO ORUJE

Slavko BOKAN

Zapovjednitvo za izobrazbu i obuku HKoV, Zagreb

Primljeno veljae 2003.

Bioloko i toksinsko oruje se koristi u biolokom ratu s ciljem namjernog izazivanja masovnih infektivnih bolesti ljudi, ivotinja i korisnog bilja u epidemijskim razmjerima te slabljenja ratnih potencijala protivnika. Bioloki i toksinski ratni agensi ukljuuju sve patogene mikroorganizme kao to su virusi, rikecije, bakterije, gljivice i protozoe, prirodne, izmijenjene ili sintetizirane (genetikim inenjerstvom ili drugim biotehnolokim postupcima) i njihove toksine ako su namijenjeni za nemiroljubive svrhe. Obrana od veine biolokih ratnih agensa je slaba i ograniena. Uskladitene koliine cjepiva, seruma i antibiotika su relativno male za mnoge zarazne bolesti a koliina antidota protiv toksina je ekstremno ograniena. Klinika slika bolesti i otrovanja te mehanizmi toksinog djelovanja odreuju sve mjere zdravstvenog zbrinjavanja, medicinski tretman, antidotnu terapiju kao i mjere zatite i dekontaminaciju.

KLJUNE RIJEI: bioloki agensi, bioregulatori, medicinski tretman, rat, toksinski agensi, zatita i dekontaminacija


danas esto koristi u literaturi i podrazumijeva viruse, bakterije, rikecije, gljivice i protozoe kao i toksine koji nisu samo prirodno opasni za ivi organizam ve mogu biti namjerno koriteni kao bioloko ili toksinsko oruje uzrokujui bolest i smrt ljudi, ivotinja i biljaka. DPA su najee uzronici endemskih bolesti koje imaju visok postotak pobola i smrtnosti, te uzronici tzv. iznenadnih tekih bolesti (1, 2).

Ne postoje dokazi namjerne uporabe biolokog oruja u modernim ratovima pa se stvarne posljedice biolokog rata mogu teko predvidjeti. Procjene se temelje na prirodnim epidemijama i eksperimentalnim laboratorijskim modelima to se ne moe uzeti kao pravilo.

Uporaba patogena kao naina ratovanja je prvi put izriito zabranjena enevskim protokolom 1925. godine. Razvoj, proizvodnju i uskladitenje biolokog i toksinskog oruja zabranjuje Konvencija o zabrani biolokog i toksinskog oruja iz 1975. godine (BTWC) i Konvencija o zabrani kemijskog oruja iz 1993. godine (CWC) u koju su uvrteni i neki toksini. Znakoviti su podaci amerike vojske u II. svjetskom ratu prema kojima je od ukupnog broja bolesnih 85,2 % bolovalo od infektivnih bolesti, a samo 3,4 % ranjenih u borbi i 11,4 % ostalih povreda.

Nakon usvajanja Konvencije o zabrani usavravanja, proizvodnje i uskladitenja bakteriolokog (biolokog) i toksinskog oruja te o njihovom unitenju 1972. i stupanja na snagu 1975. godine, poinje vrijeme moderne biotehnologije te se genetikim inenjerstvom otvaraju nesluene mogunosti u raznim znanstvenim podrujima. Tada zapoinje i militarizacija biotehnologije ciljanim izmjenama strukture gena u mikroorganizmima. Genetiko inenjerstvo je unaprijedilo i razvilo potpuno nove tipove biolokih i toksinskih ratnih agensa, i to izmjenom odreenog patogenog mikroorganizma koji se razlikuje od njegovih roditelja, njegovom klasifikacijom u novi agens i proizvodnjom novih agensa koji omoguuju kombinacije poeljnih obiljeja kao to su kontrolirana virulencija i toksinost patogena (3).

Moderne rekombinatorne DNA- tehnologije omoguile su i razvoj genetikog oruja. To su bioloki i kemijski ratni agensi ukljuujui i toksine koji imaju kancerogene i mutagene kao i teratogene uinke, a ine tzv. buduu viegeneracijsku bombu, mnogo opasniju od danas poznatih visokotoksinih tvari. Meutim, teko je vjerovati da bi se ovo oruje koristilo u neprijateljske svrhe zbog svog izrazitog odgoenog djelovanja.

Bioloki ratni agensi su kao dio NBK ili oruja za masovno unitavanje, ekstremno destruktivni mikroorganizmi i to najvie virusi i najmanje gljivice, a izmeu njih su protozoe, bakterije i rikecije. Toksini su dvostruki proizvodi mikroorganizama, biljaka i ivotinja, i svrstavaju se u hibridnu kategoriju (mjeance) izmeu biolokih i kemijskih ratnih agensa. Neki od toksina kao npr. botulin i ricin su znatno otrovniji od najotrovnijih ivanih bojnih otrova. Bioloka i toksinska oruja koja su relativno jeftinija i lako se konstruiraju, imaju prednost i posebno su atraktivna za teroristike skupine i zemlje sponzore terorizma. Ova oruja se mogu proizvesti tajno, a uporabu je nemogue na vrijeme otkriti to predstavlja ekstremnu opasnost za zemlju koja je napadnuta. Ova tvrdnja jo dobiva na znaaju kad se bioloki agens uvede u endemsko podruje, odnosno kad se koristi uzronik zarazne bolesti koja je karakteristina za to podruje, to je jo tee identificirati kao bioloki napad.

Obrana od najvie biolokih ratnih agensa je slaba i ograniena. Uskladitene koliine cjepiva, seruma i antibiotika su relativno male za mnoge zarazne bolesti, a koliina antidota protiv toksina je ekstremno ograniena. Nadalje, antibiotici openito moraju biti primijenjeni brzo to zahtijeva brzu i ranu detekciju uzronika epidemijske zarazne bolesti.

Kako tzv. klasini bioloki agensi jesu velika opasnost, a u genetikim inenjerstvom izmijenjenom obliku mogu biti jo vea, neophodno je im prije utvrditi koje bi infektivne bolesti oni mogli uzrokovati i pripremiti se za njih. Nova vrsta oruja e biti tzv. peta generacija ofenzivnog programa biolokog oruja, i to u drugom i treem desetljeu 21. stoljea (4, 5).

Razvijat e se novi onesposobljavajui ratni agensi kao to su toksini i bioregulatori (bioregulacijski peptidi). To su prekursori proteina sastavljeni od aminokiselina, djelotvorni u vrlo niskim koncentracijama (ppm ili ppb) to ini njihovu detekciju izuzetno tekom. Oni mogu biti uspjeno izmijenjeni kao agonisti (jo djelotvornije tvari) i antagonisti (imaju suprotno djelovanje). Ove tvari su izrazito teke za detekciju. Budui je teko bioregulatore koristiti u obliku aerosola, ve se radi na izmjeni mikoorganizama koji bi bili vektori koji, kad uu u napadnuti organizam, proizvode i izluuju takav bioregulacijski peptid.

Ako se razmotri bioloka obrana u 21. stoljeu, jasna je kontinuirana potreba reduciranja broja agensa koji su na raspolaganju kao ratni agensi. Zbog danas prisutnog nedovoljnog razvoja i unapreenja protubioloke obrane, poveati e se rizik od tih oruja. Zbog toga treba pojaati pasivnu i aktivnu protubioloku obranu, kontrolu biolokog i toksinskog


oruja te imati djelotvorne reime verifikacije. Meutim, unapreenje znanja iz molekularne medicine i potencijal znanosti u medicini dat e doprinos razvoju novih sistema oruja, ciljano protiv anatomskih i fiziolokih sistema. Kljuna je danas u razvoju novih stratekih biolokih i toksinskih oruja nepredvidljivost njihovog uinka. Iako je i mogue dizajnirati idealni mikroorganizam pogodan za strateku uporabu, teko ga je testirati u terenskim uvjetima. Primjena tzv. monog samoograniavajueg biolokog ratnog agensa kao novog stratekog oruja na jedan grad, imala bi uinak kao i nuklearna eksplozija snage jedne kilotone. Bioloko oruje se moe koristiti prikriveno za razliku od drugih oruja. Napadnuti i nije svjestan da je izloen djelovanju biolokog oruja, a naknadno je teko utvrditi odgovornost.

U tajnom biolokom ratu agresor e zapoeti s uzronicima bolesti koje se javljaju prirodno u tretiranom podruju, kod ogranienih lokalnih akcija koje kasnije mogu poprimiti razmjere epidemije. Obzirom da je bioloko oruje vrlo selektivno, moe se koristiti ciljano npr. protiv ivotinja i korisnog bilja i time umanjiti obrambene sposobnosti napadnutoga. Meutim, teko je odrediti prostorne i vremenske granice napadnutoga podruja. Vojno-tehnike znaajke koje ograniavaju uporabu biolokog oruja su brojne: ovisnost o meteorolokim uvjetima, odloeni, a ne neposredni uinak, nepouzdana kontrola djelotvornosti, mogue retroaktivno djelovanje. Zbog toga je bioloko oruje strategijsko oruje za iroku primjenu protiv cjelokupnog puanstva, a moe se koristiti za lokalne diverzantske, teroristike akcije i sabotae. Prema dostupnim literaturnim podacima ispitivani su praktino svi pojedinani predstavnici svih skupina mikroorganizama (bakterija, rikecija, klamidija, virusa, gljivica i protozoa), a kao potencijalno bioloko oruje uzeti su u obzir i istraivano je oko 60 uzronika zaraznih bolesti ljudi, ivotinja i korisnog bilja (6).

Bioloki napad je neophodno im prije identificirati te, zbog organizacije zatite, otkriti bioloki i toksinski ratni agens prije nego se pojavi bolest.

Nemogunost pravovremenog otkrivanja biolokog napada uvjetuje odloenu ili naknadnu aktivnost oko provoenja ovih mjera. Zbog toga se naalost mjere provode kad su posljedice ve vidljive to se svodi na izolaciju i zbrinjavanje oboljelih te na sprjeavanje irenja zarazne bolesti, to se u osnovu ne razlikuje od mjera pri suzbijanju prirodnih epidemija.

Openito je prihvaeno da e prvi podatak o biolokom napadu biti pojava velikog broja oboljelih ljudi, masovni pomor ivotinja i propadanje korisnog bilja. Pred sustav protubioloke obrane kod

biolokog napada se postavljaju mnogi problemi, a posebno u okviru zdravstvenog zbrinjavanja, kao to su prepoznavanje biolokog napada, odreivanje primijenjenog biolokog i toksinskog ratnog agensa, odreivanje naina zbrinjavanja (trijaa, mediko-evakuacijske znaajke, lijeenje). Zatita od biolokog i toksinskog oruja ima malo zajednikog sa zatitom od kemijskog i nuklearnog oruja zbog znatnih razlika meu njima, ali se neki postupci i principi mogu koristiti za protubioloku zatitu. Primjena biolokog i toksinskog oruja je tajna pa je nemogue otkriti vremensku i prostornu ekspoziciju, a zbog svoje vlastite reprodukcije bioloki ratni agensi se ire sekundarno dalje. Postupak kod biolokog napada je slian onom kod prirodno nastalih epidemija zaraznih bolesti (tablica 1).

Rano otkrivanje biolokog napada je dosta sloen i zahtjevan posao zbog toga to se bioloko oruje ne moe zapaziti osjetilima kao veina kemijskih agensa, a potrebno je u to kraem vremenu iz velike kontaminirane sredine (zrak, voda i hrana) otkriti vrlo male koliine mikroorganizama koji pripadaju velikom broju razliitih vrsta.

Kontaminirane sredine sadravaju i druge nepatogene i organske tvari koje oteavaju brzo fizikalno i kemijsko nespecifino otkrivanje. Posebno je teko otkriti bioloke ratne agense kojima su namjerno genetikim inenjerstvom izmijenjene znaajke.

Kritini bioloki agensi prema Centru za kontrolu i prevenciju bolesti (CDC) iz SAD-a koji bi se koristili u biolokom terorizmu s gledita nacionalne sigurnosti, javno zdravstvenog sustava i davatelja urnog odgovora, ukljuuju patogene i toksine koji se prema potencijalnom riziku svrstavaju u tri kategorije prema odreenim kriterijima (7).

I. kategorija teroristikih biolokih agensa i toksina ispunjava sljedee kriterije:

- mogunost lake diseminacije ili prijenosa s ovjeka na ovjeka,

- visoki stupanj pobola i smrtnosti te snaan uinak na nepripremljeno javno zdravstvo,

- mogunost izazivanja masovne panike,- posebni zahtjevi i pripravljenost javnih

zdravstvenih ustanova.

I. kategorija ukljuuje sljedee bioloke agense i toksine:

- Virus velikih boginja (Velike boginje)- Bacillus anthracis (Antraks, bedrenica, crni

prit)- Yersinia pestis (Kuga)


Tablica 1 Bioloki ratni agensi uzronici infektivnih bolesti ljudi s prikazom inkubacije u danima, epidemiolokim uinkom, mortalitetom i terapijom

Bolest Inkubacija (dani)Trajanje

bolesti (dani) MortalitetEpidemijski

uinak Terapija

A.Infektivne bolesti koje se prenose aerogenim putemI. Bakterijske:Kuga 2-5 1-2 visoki veliki antibiotici+cjepivoAntraks 3-5 3-5 visoki slab antibiotici+cjepivoTularemija 1-10 14-21 visoki slab antibioticiDifterija 2-7 7-70 visoki veliki cjepivo+antibioticiMeningitis 2-10 ?-14 visoki veliki antibioticiII. Rikecijske:Q-groznica 14-22 5-21 slab slab antibioticiIII. Virusne:Lasinska grozn. 2-14 7-15 visoki veliki nedostajeMarburka groznica 2-15 7-20 visoki veliki nedostajeEbola groznica 2-21 7-10 visoki veliki nedostajeHGBS 3-45 7-25 visoki veliki nedostaje, RibavirinGroznica doline Rift 2-5 7-14 visoki veliki nedostaje, RibavirinKKHG 3-12 2-7 visoki veliki nedostaje, RibavirinOstale virusne hemoragijske groznice 2-14 7-15 visoki veliki nedostaje

Adenoinfekcije 5-7 2-7 niski veliki nedostaje

Variola 12-14 oko 21 visoki veliki nedostaje, cijepljenje i izolacijaCocksakie infekcije 3-5 1-14 niski veliki slabaB. Akutne crijevne infektivne bolestiI. BakterijskeTrbuni tifus 7-21 28-42 niski veliki antibioticiKolera

32 33

- Botulin toksin (Botulizam)- Francisella tularensis (Tularemija)- Ebola virus (Ebola groznica)- Marburg virus (Marburka groznica)- Lassa virus (Lasinska groznica)- Junin virus (Argentinska hemoragijska

groznica)

II. kategorija teroristikih biolokih agensa i toksina ispunjava sljedee kriterije:

- osrednja mogunost diseminacije,- osrednji pobol i nii stupanj smrtnosti- zahtijeva specifinu pripremljenost dijagnostikih

kapaciteta i zdravstvenog zbrinjavanja.

II. kategorija ukljuuje sljedee bioloke agense i toksine:

- Coxiella burnetti (Q groznica)- Bricella sp. (Bruceloza)- Burkholderia mallei (Maleus)- Virus Venecuelskog konjskog encefalitisa

(Venezuelski konjski encefalomijelitis)- Virus istonog i zapadnog konjskog encefalitisa

(Istoni i Zapadni konjski encefalitis)- Ricin- Clostridium perfrigens toksin- Stafilokokni enterotoksin B

Ova kategorija ukljuuje i patogene koji se prenose hranom i vodom:

- Salmonella sp. (Trbuni tifus)- Shygella dysenteriae (Dizenterija)- Escherichia coli o157:H7 (Enterokolitis)- Vibrio cholerae (Kolera)

III. kategorija teroristikih biolokih agensa ukljuuje nove i ve poznate patogene koji se mogu pripremiti za masovnu diseminaciju u budunosti, a koji ispunjavaju sljedee kriterije:

- lako su dostupni,- lako se mogu proizvesti i diseminirati,- imaju snaan uinak na nepripremljeno javno

zdravstvo

III. kategorija ukljuuje sljedee bioloke agense:- Nipah virus (Nipah encefalitis)- Hantavirusi (Hemoragijska groznica s bubrenim

sindromom)- Virusi krpeljnih hemoragijskih groznica (Krim-

Kongo hemoragijska groznica, Kjasanurska umska bolest, Omska hemoragijska groznica)

- Virus krpeljnog meningoencefalitisa (Krpeljni meningoencefalitis)

- Virus ute groznice (uta groznica)- na lijekove rezistentni uzronici tuberkuloze.

Otkrivanje kemijskog agensa kod kemijskog napada znai kvalitativno i kvantitativno odreivanje, a detekcija biolokog agensa sadrava nespecifino otkrivanje porasta sadraja mikroorganizama. Amerika i engleska vojska ima ve razvijene programe za brzo otkrivanje biolokih i toksinskih ratnih agensa. Metode otkrivanja biolokih i toksinskih ratnih agensa ukljuuju (8):

- izolaciju etiolokog agensa pomou kulture za to je potrebno 1-2 dana,

- detekciju toksina masenom spektroskopijom, inokulacijom ivotinja ili bioloki pokus te druge metode,

- otkrivanje protutijela ili specifinih imunoglobulina (IgM) unutar 3 dana,

- otkrivanje antigena pomou enzimatskih imunih analiza ili drugih osjetljivih metoda,

- otkrivanje genoma primjenom DNA proba i sondi,

- otkrivanje metabolikih produkata infektivnih i toksinskih agensa u klinikim uzorcima.

MEDICINSKI TRETMAN OBOLJELIH

U poetku epidemije ili iza biolokog napada dok se ne zna uzronik, lijeenje se odreuje prema kliniko-epidemiolokoj (sindromskoj) dijagnostici, a izbor terapije (antibiotika) se odreuje prema terapijskoj dijagnostici (diagnosis ex iuvantibus). Antibiotska terapija mora se praktiki dati svim oboljelim, ak i bez vrste dijagnoze. Najvei broj bakterijskih, klamidijskih i rikecijskih bolesti lijei se uspjeno antibioticima. Odabir lijeka ovisi o klinikim okolnostima, ali antibiotici irokog spektra daju se u punim terapijskim dozama i ako je mogue parenteralno (najbolje i.v.). Terapija se zapoinje to je prije mogue u najranijem periodu medicinske skrbi. Simptomatska terapija se poduzima kod sniavanja poviene tjelesne temperature, smanjenja bolova i patnji, odravanja spontanog disanja i osiguranja i.v. primjene lijekova i tekuina. Izolacijski postupci kod pacijenata oboljelih od prenosivih bolesti bitni su za zatitu medicinskih djelatnika i irenje bolesti nakon biolokog napada ili incidenta. Antivirusna terapija se

Bokan S. BIOLOGICAL AND TOXIN WEAPONS - BIOTERRORISMArh Hig Rada Toksikol 2003;54:29-43

34 35

danas moe provoditi jedinim antivirotikom irokog spektra, ribavirinom, koji je uinkovit u tretmanu virusnih bolesti nastalih prirodnim putem i to kod Lasinske groznice, Krim-Kongo HG i HGBS (9, 10).

Naalost ne postoji pouzdan medicinski tretman protiv mnogih biolokih i toksinskih ratnih agensa, ni danas niti u predvidivoj budunosti, koristei ak i najrazvijenije medicinske tehnologije i postupke. Cjepiva nisu rjeenje iako su danas najbolja zatita. ak i najbolja cjepiva su djelomino uinkovita. Ona ne mogu zatititi protiv novih mikroorganizama koji su izmijenjeni tehnikama genetikog inenjerstva. Novi medicinski tretmani kao to su mono- i poliklonska protutijela su jo u razvoju.

Profilaksa kao specifina zatita od biolokog oruja, provodi se urno kao urgentna profilaksa, a ukljuuje uporabu imunolokih preparata i antibiotika prije biolokog napada (prijeekspozicijska profilaksa) ili nakon pojave prvih bolesnika (posljeekspozicijska profilaksa). Budui da se bioloki napad prepoznaje s pojavom prvih bolesnika, profilaksa e biti posljekspozicijska jer se masovna zatita ne moe izvesti zbog velikog broja uzronika za koje jo nema specifine zatite (cjepiva).

Metode osobne i kolektivne zatite koje se koriste za zatitu od kemijskog oruja mogu se u principu koristiti za zatitu i od biolokog i toksinskog oruja koje se prenosi aerogenim putem (aerosol). Meutim zahtjevi za zatitu od biolokih i toksinskih ratnih agensa su mnogo vei, nego za zatitu od kemijskih ratnih agensa.

Bioloka dekontaminacija je skup mjera i postupaka za uklanjanje i unitavanje patogenih mikroorganizama (unitavanje nije obvezna mjera) do stupnja kada ne postoji rizik od infekcije. Prema obimu se moe podijeliti na djelominu, koja se provodi odmah iza biolokog napada u zoni napada, a obavljaju je pojedinci ili skupine (samodekontaminacija i uzajamna dekontaminacija) i potpunu, koja se provodi izvan zone kontaminacije. Djelomina bioloka dekontaminacija koja obuhvaa ienje odjee, pranje i umivanje vodom i sapunom, dezinfekciju otvorenih dijelova koe, moe biti djelotvornija od potpune.

U sklopu djelomine bioloke dekontaminacije koriste se i dezinfekcijska sredstva (klorno vapno 0,1-0,2 %, lizol 5 %, formalin 5-10 % ili kloramin s 3 % aktivnog klora). Potpuna bioloka dekontaminacija obuhvaa dezinfekciju odjee i opreme te kupanje ljudi i ostalu osobnu higijenu.

Kemijske metode bioloke dekontaminacije koriste otopine, plin i aerosol kemijskih sredstava

za dekontaminaciju, a uinak ovisi o koncentraciji dezinficijensa, o pH- vrijednostima i temperaturi. Pravilo je da se objekt dekontaminacije najprije oisti od organskih neistoa (pranjem i ienjem) koje mogu smanjiti ili neutralizirati uinak dezinficijensa. Fizikalne metode bioloke dekontaminacije za potpunu dekontaminaciju koriste visoku temperaturu i zraenja. Za potpuno unitavanje mikroorganizama suhim toplim zrakom potrebna je temperatura od 160 C tijekom 2 sata, a ako se koristi vodena para 121 C uz tlak od 1 atmosfere u trajanju od 20 minuta (autoklaviranje). Vegetativni oblici mikroorganizama se unitavaju za 15 minuta.

Visoko otporni mikroorganizmi (spore B. anthracis i mikotoksini) se ne mogu pouzdano unititi kemijskim metodama pa je potrebno obaviti dekontaminaciju s tzv. trostrukim zagrijavanjem: na 170 C 1 sat, zatim na 138 C 3 sata te na kraju na 150 C 10 minuta.

Danas su najdostupniji i najuinkovitiji natrijev hipoklorit (0,5 %), formaldehid (1 %-tna otopina ili u obliku pare) lizol i fenolski preprati, sapun i topla voda. Dobra fizikalna metoda dekontaminacije je i izlaganje sunevoj svjetlosti (UV-zraenje) koja ubija veinu mikroorganizama.

TOKSINSKI RATNI AGENSI

Toksinski ratni agensi su najotrovnije danas poznate visokotoksine tvari specifinog djelovanja na ivi organizam (tablica 2). Proizvode ih ivi organizmi (mikroorganizmi, ivotinje i biljke) ili su kemijski sintetizirani. Zbog toga to imaju obiljeja neivih tvari i ne razmnoavaju se, svrstavaju se i u bojne otrove. Izvori toksina su bakterije, ivotinje, reptili, insekti, biljke i morski organizmi. Jedna molekula botulin toksina ili ricina ubit e stanicu koja je milijun puta vea od nje. Toksinski ratni agensi imaju obiljeja i kemijskih i biolokih ratnih agensa. Za razliku od biolokih ratnih agensa oni nisu ni infektivni niti kontagiozni, a kod otrovanja ne mogu se tretirati antibioticima i kemoterapeuticima. Za sada postoji samo nekoliko cjepiva za zatitu od toksina.

Zbog toga to su toksini kemijske tvari prije nego ivi agensi, oni nemaju inkubacijsko vrijeme, nego vrijeme latencije, prije nego uzrokuju svoj toksini uinak (tablica 3). Mnogi toksini imaju mnogo bri uinak od bojnih otrova. Nekoliko toksina moe uzrokovati simptome otrovanja unutar nekoliko minuta, ali kratka odgoda od nekoliko sati je najee



Tablica 2 Brojanost toksina prema stupnju toksinosti i prirodnim izvorima

Izvori toksinaNajtoksiniji toksiniLD50 2,5g/kg

Ukupno

Broj toksina u svakoj od skupina izvora toksina

Bakterije 17 12 >20 >49Biljke - 5 >31 >36Gljivice - - >26 >26Morski organizmi - >46 >65 >111Zmije - 8 >116 >124Alge - 2 >20 >22Insekti - - >22 >22Vodozemci - - >5 >5Ukupno 17 >73 >305 >395

Tablica 3 Vrijeme toksinog djelovanja i smrtnost toksinskih ratnih agensa

ToksinVrijeme toksinog uinka

LD50(g/kg)

Mehanizam djelovanjaToksini uinci

Vrlo brzo: 5 minutaAnatoksin A ili uzronik vrlo brze smrti (very fast death factor) (VFDF)

170-250Neurotoksin paralitikog smrtonosnog djelovanja, simptomi kao kod djelovanja ivanog bojnog otrova(vee se za ACh i moe inhibirati AChE)

Konotoksin 3-6 Smrtonosni neurotoksin, uzrokuje miinu slabostPalitoksin 0.08 Poveava propusnost natrija kroz membraneBrzo: 5 minuta do 1 satDifterija toksin 0.03 Smrtonosni toksin, upala drijela, oticanje lijezda

Batrahotoksin 0.1-2 Paralitiki smrtonosni neurotoksin abe, neuromuskularni blok (poveava propusnost natrija kroz membraneRicin (injektiran) 0.1-3.7 Smrtonosni citotoksin (inhibitor sinteze bjelanevina)Taipoksin 2 Smrtonosni zmijski paralitiki neurotoksin (blokira ACh)

Saksitoksin 5-12 (oralno)1 (aerosol)Smrtonosni toksin, obamrlost, ukoenost, miina slabost, nekoordinacija, respiratorni distres (blokira natrijevu pumpu)

Tetrodotoksin 8 (injektirano)30 (oralno)Smrtonosni neuromuskularni blok, obamrlost, gubitak miine kontrole, gubitak glasa (blokira natrijevu pumpu)

-Latrotoksin 10 Smrtonosni neurotoksin pauka,simptomi paralitikog kemijskog agensaNoteksin 20 Smrtonosni neurotoksin zmije,paralitiko djelovanje (blokada ACh ili receptora ACh)

-Bungarotoksin 20 Smrtonosni neurotoksin zmije,paralitiko djelovanje (blokada ACh ili receptora ACh)Kobratoksin 75 Smrtonosni neurotoksin zmije,paralitiko djelovanje (blokada ACh ili receptora ACh)Mikrocistin ili uzronik brze smrti (fast death factor) (FDF) 50-100 Smrtonosni citotoksin, oteuje membranu jetrenih stanica

Odgoeno: 1-12 sati

Ricin 3 (oralno) Smrtonosni citotoksin, munina, povraanje, grevi, krvarenje na nos, proljevi, smetnje disanja (inhibitor sinteze bjelanevina)

Stafilokokni enterotoksin B (SEB) 20 (injektiran)200 (aerosol)Onesposobljavajui toksin, simptomi akutnog trovanja hranom

Botulin toksin (oralno) 0.0003-0.1 Smrtonosni neurotoksin, ptoza onih kapaka, midrijaza, dupla slika, groznica, paraliza (blokira oslobaanje ACh)

T-2 (koa, aerosol, oralno) 50-240 (aerosol)

Onesposobljavajui smrtonosni citotoksin, crvenilo, osip i mjehuri po koi, munina, povraanje krvi, proljevi (blokira natrijevu pumpu)

Vrlo odgoeno: 12 sati

Tetanus toksin (injektiran) 0.0025 (ljudi) Smrtonosni neurotoksin, bolne miine kontrakcije, "gr eljusti" (blokira oslobaanje ACh)

36 37

vrijeme djelovanja veine toksina. Prema definiciji oruja za masovno unitavanje su ona oruja koja uzrokuju ogromna razaranja i izazivaju velike ljudske gubitke, dok su toksinska oruja ona koja uzrokuju velike ljudske gubitke, ali bez unitavanja i razaranja. Od oko 400 danas poznatih toksina, 15 do 20 imaju znaajke toksinskih ratnih agensa ija uporaba moe uzrokovati izrazite vojne i teroristike uinke (11).

Toksini se prema svojim kemijskim znaajkama dijele na:

1) Peptide i polipeptide koji su direktno ukodirani u tzv. tox-genima (aflatoksini, trichoteceni) molekularne mase 250-550 i mogu se kemijski sintetizirati.

2) Oligomerne toksine koji su ukodirani u nekoliko tox-gena, a iji proizvodi se nakon sinteze pomijeaju (botulin neurotoksin, kolera toksin, ricin, tetanus toksin).

3) Neproteinske toksine niske molekulske mase koji su proizvod intermedijarnog metabolizma stanice (antraks toksin, difterija toksin).

Toksini pod 1 i 2 se mogu proizvoditi temeljnom tehnologijom i u veim koliinama u laboratoriju. Za toksine pod 3 potrebna je visoko-sofisticirana oprema i specifino znanje.

Genetiko inenjerstvo omoguava otkrivanje i izdvajanje tzv. tox-gena za proizvodnju toksina, njihovo umnoavanje (kloniranje) i prijenos u ostale stanice domaina ili u stanice primatelja (bakterije).

DNA-plazmidi su manje molekule DNA u citoplazmi bakterija ili ekstrakromosomalna nasljedna tvar koja se danas koristi za prijenos tox-gena od izvornog organizma, od kojeg se eli dobiti toksin. Takvi kodirani plazmidi se prenose u bakteriju koja novi DNA-niz oita i tijekom staninog dijeljenja proizvodi toksin.

Proizvodnja je za neke toksine jednostavna, a za neke vrlo zahtjevna i skupa. Bakterijski toksini se mogu lako i jeftino proizvoditi u velikim koliinama za ratnu uporabu. Mikroorganizam roditelj toksina se kultivira u povoljnom hranidbenom mediju i nakon odreenog vremena toksin se moe ubrati ili izdvojiti iz hranilita. Biljni toksin ricin se takoer moe lako proizvoditi u velikim koliinama potrebnim za ratnu uporabu. Meutim ostale toksine koje proizvode ivotinje, reptili, insekti i morske toksine je teko izdvojiti iz njihovih prirodnih izvora, ali i na bilo koji drugi nain proizvesti u veim koliinama. Razvojem biotehnolokih metoda i kloniranjem gena za proizvodnju nekih toksina, te ugradnjom tih tzv. tox-gena u mikroorganizme, omoguava se proizvodnja toksina u veim koliinama, lake i

jeftinije nego iz prirodnih izvora toksina. Toksinski ratni agensi sadravaju niz aminokiselina i variraju u molekulskoj masi izmeu nekoliko stotina (peptidi) i stotine tisua (proteini). Genetika tehnologija i biotehnoloke metode omoguile su proizvodnju toksina u velikim koliinama, a tzv. rekombinanatnim DNA tehnologijama i izmjenama gena u toksinu mogu se promijeniti i bitne osobine istog (npr. moe se poveati otpornost toksina na vanjske utjecaje i njihova toksinost). Toksini su idealni agensi za uporabu u teroristikim i diverzantskim akcijama.

Toksini su najotrovnije danas poznate kemijske tvari. Njihov uinak se oituje u dozama manjim od 10-8 g/kg tjelesne teine za ovjeka (Botulin toksin). Toksini mogu imati smrtonosni i onesposobljavajui uinak, i tisue puta su otrovniji od bojnih otrova. Uinci ovise o toksinu, dozi i putu ulaska u organizam. Vrijeme izmeu poetka ekspozicije (prvog kontakta s toksinom) ili kontaminacije i pojave prvih simptoma otrovanja naziva se latencija, a mjeri se u rasponu od nekoliko minuta do nekoliko sati. Kod veine toksina je znaajno to da su uinkovitije oralne od inhalacijskih doza. Toksini visoke molekulske mase nisu znaajna prijetnja kod oralne i dermalne ekspozicije (12).

Toksini kao ratni agensi postaju zanimljivi zadnjih godina zbog:

a) ekstremno visoke toksinosti i uinkovitosti toksina to je izazvalo njihovu militarizaciju zbog izrazito vee toksinosti nego kod organofosfornih spojeva i ivanih bojnih otrova. Zbog toga je i streljivo za primjenu toksinskih ratnih agensa izrazito manje od ostalog streljiva. Primjerice amerika vojska je ispitala jedan od najboljih onesposobljavajuih toksina, Stafilokokni enterotoksin B (SEB) ija je efektivna doza bitno manja od doze kemijskih onesposobljavajuih ratnih agensa za postizanje istog uinka.

b) mikroinkapsulacije toksina i aerobiologije koja je bitno unaprijedila djelotvornost toksina, posebno botulin toksina. Rasprivanjem ovog toksina u obliku aerosolnih mikrokapsula za inhalacijsku ekspoziciju uzrokuje se bitno tei oblik otrovanja nego kod peroralne ekspozicije.

c) novootkrivenih toksina koji poveavaju vojni interes (otkriveno je preko 300 novih mikotoksina).

d) novih metoda u biotehnologiji kao to su genetiko inenjerstvo, stanine tehnike, proteinsko inenjerstvo, imunoloke tehnike


36 37

koje su znaajno unaprijedile proizvodnju toksina bez rizika i uinile ih jo otrovnijima.

e) razvoja metoda zatite, dijagnostike, profilakse i terapije protiv toksinskih ratnih agensa novim djelotvornijim metodama. Amerika vojska danas radi na projektima unapreenja zatite od neurotoksina, trihotecena, saksitoksina i tetrodotoksina.

Neki od toksina su proteini visoke molekulske mase, neki su tvari sline proteinima niske molekulske mase, a neki uope ne spadaju u proteine. Toksini koji su tvari sline proteinima su veinom krutine, a pojavljuju se i kao vodene otopine. Proteinski toksini visoke molekulske mase su openito manje stabilni od neproteinskih toksina. Neki toksini su jako stabilni i otporni i mogu ostati uskladiteni godinama ne gubei na toksinosti. Toksini biljnog podrijetla su stabilniji od ivotinjskih toksina.

Bakterijski toksini se pojavljuju u dva oblika, kao egzotoksini i endotoksini, ovisno o njihovoj kemijskoj strukturi, otpornosti na toplinu, o nainu oslobaanja iz patogene bakterije i mehanizmu djelovanja. Proizvode ih mnoge bakterije ukljuujui i Gram- pozitivne i Gram-negativne mikroorganizme i mnogi od njih su enzimi. Bakterijski toksini imaju razliita ciljna mjesta djelovanja kao to su crijevna sluznica (enterotoksini), ivci i sinapse (neurotoksini) ili koa (eksfolijativni toksini).

Egzotoksini su neposredno toksini za domaina jer djeluju preteno na ivani sustav. Proizvode ih bakterije i mogu se rasprostraniti unutar stanice ili izluivati izvana u okolinu. Bakterijski egzotoksini su tvari velike molekulske mase i dio su normalnog metabolizma bakterije, a neki su enzimi. Oni se izluuju iz razmnoenih bakterija u organizmu (npr. botulin toksin i difterija toksin). Razliite vrste klostridija-bakterija (Clostridiumi: botulinum, tetani, perpfrigens) izluuju desetke razliitih toksina u vrijeme infektivnih bolesti koje uzrokuju. Neki od njih unitavaju eritrocite, dok drugi razaraju tkiva (nekroza). Bakterije Escherichia coli i Staphylococcus aureus proizvode na toplinu otporne egzotoksine koji prvenstveno djeluju u probavnom traktu pa se nazivaju enterotoksini. Izrazito su toksini i LD50 im je uglavnom 10-3 mg/kg. S obzirom da su ovi toksini proteini, toplina, kiseline i luine ih lako uine netoksinima (13).

Endotoksini se za razliku od egzotoksina izluuju i pripadaju samom izvornom mikroorganizmu. Endotoksini su u stvari oblik enzima koji uzrokuju hemolizu i aglutinaciju eritrocita i destrukciju leukocita. Rickettsia prowazekii koja uzrokuje tifus pjegavac

proizvodi endotoksin. Endotoksin uzrokuje brzo unitavanje eritrocita i poveava propusnost stijenki krvnih ila to izaziva krvarenja.

Toksini niske molekulske mase kao batrahotoksin, saksitoksini tetrodotoksin su peptidi niske molekulske mase (u svom sastavu imaju do 50 aminokiselina) i mogu se kemijski sintetizirati. Toksini koji su klonirani ili ija je aminokiselina sekvencionirana, su na toplinu stabilni toksini kao to su Escherichia coli i Staphylococcus enterotoksini, letalni faktor antraksa, difterija toksin, ricin i tetanus toksin.

Prema toksinosti se toksinski ratni agensi danas dijele na najtoksinije toksine iji je LD50 2,5 g/kg.

Skupina najtoksinijih toksina moe uzrokovati masovne ljudske gubitke, odnosno masovni pobol s vrlo visokim stupnjem smrtnosti (80-100 %). To su pravi toksinski ratni agensi koji se koriste u obliku aerosola za inhalacijsku ekspoziciju za pokrivanje velikih povrina. Medicinski tretman kod otrovanja ovim toksinima je mogu i kod veine uinkovit. Skupina visoko toksinih toksina se moe koristiti u obliku aerosola pri teroristikim akcijama u zatvorenom prostoru npr. ventilacijski sustavi u velikim zgradama ili na otvorenom s malom uinkovitosti. Skupina umjereno toksinih toksina se svrstava u oruja za atentate ili neposredne napade na osobe jer nema uinkovitog medicinskog tretmana kod otrovanja ovim toksinima. S obzirom da je ovu vrstu toksina teko proizvesti u velikim koliinama, oni se u velikim ratnim operacijama ne bi koristili, ve bi se primijenili bakterijski i biljni toksini koji su toksiniji, a lake se i jeftinije proizvode.

Onesposobljavajui toksini uzrokuju bolest mnogo manjom dozom nego to je ona koja uzrokuje smrtni ishod. Naime toksini koji neposredno djeluju na respiratorne sluznice i na ravnoteu tekuine unutar plua, mogu bitno smanjiti prijenos plinova i tako prouzroiti smrt.

Prema mehanizmima djelovanja toksini se svrstavaju u dvije velike skupine neurotoksina i citotoksina. Neurotoksini se dijele na presinaptike i postsinaptike toksine koji blokiraju ionske membranske kanale i ionofore.

Neurotoksini ili ivani toksini ometaju prijenos ivanih impulsa jer imaju visoko specifine uinke na ivanom sustavu. Razliiti neurotoksini imaju razliite mehanizme djelovanja i uzrokuju znatno razliite uinke. Oni mogu stimulirati ili inhibirati oslobaanje acetilkolina, blokirati receptore ili ometati aktivnost ionskih pumpi i kanala. Neurotoksini mogu uzrokovati


38 39

simptome sline onima kod otrovanja ivanim bojnim otrovima kao to su mioza, konvulzije i spastinu paralizu ili neke druge simptome kao to su mutne vizije, preosjetljivost na svjetlo zbog midrijaze, tremor, konfuzno ponaanje te mlohavu paralizu. Otrovi zmija i korpiona sadravaju proteinima sline neurotoksine kao to su botulin i tetanus toksin. Neurotoksini se prema njihovim mehanizmima toksinog djelovanja mogu podijeliti na presinaptike i postsinaptike toksine, toksine koji blokiraju ionske membranske kanale i ionofore.

Presinaptiki toksini su paralitiki mikrobijalni toksini kao to su botulin, tetanus toksin i fosfolipaze (enzimi) zmijskog otrova koji su smrtonosni ako se prenose aerosolnim putem (inhalacijska ekspozicija). Botulin i tetanus neurotoksini blokiraju oslobaanje acetilkolina. Zmijski otrovi takoer sadre toksine koji imaju presinaptike uinke, odnosno blokiraju oslobaanje acetilkolina (ACh) na ivanim sinapsama pomou enzima fosfolipaze. Presinaptiki toksin botulin uzrokuju mlohavu miinu paralizu, a tetanus toksin spastinu paralizu to ovisi o mehanizmima njihova toksinog djelovanja.

Postsinaptiki toksini blokiraju ACh-receptore na postsinaptikim vezama. Na taj nain djeluju konotoksin (toksin morskih pueva), zmijski -toksini (kobratoksin, -bungarotoksin) i erabutoksin (toksin morske zmije).

Toksini koji blokiraju ionske membranske kanale oteavaju prolaz iona kroz stanine membrane. Aktivnost ivane i miine stanice odrava ravnoteu s obje strane membrane difuzijom iona Na+ i K+ kroz membranu. Za vrijeme prolaska ivanog impulsa uzdu ivanog aksona ili tijekom kontrakcije miinog vlakna otvore se specifini ionski kanali u membrani koja pri tome depolarizira svoj povrinski naboj. Ometanje ovih procesa uzrokuje paralizu ivaca ili miia. Izvori ovih toksina su otrovi zmija, korpiona i pela. Toksini koji se obino mogu nai u otrovu ivotinja mesodera kao to su konotoksini iz otrova morskih pueva roda Conus, imaju vrlo brzo djelovanje jer blokiraju kanale za ione kalcija Ca2+ u membrani ivanih stanica i vlakana. Toksini koji ometaju kanal iona natrija Na+ su toksini korpiona i zmija egrtua (myotoksin A, gryotoksin, crotamin). To su manje stabilni proteini koji se mogu prenositi i iriti kao aerosoli. Batrahotoksin je toksin koji proizvodi kolumbijska zelena aba. To je neproteinski toksin s niskom molekulskom masom koji uzrokuje neurotoksine uinke ometajui kanale iona natrija. Toksin koji ometa kanal iona kalija K+ je apamin ili otrov pele.

Ionofore su molekule koje pospjeuju prolaz drugih molekula kroz staninu membranu. -latrotoksin (toksini dio otrova crne udovice) i diamphotoksin (toksin kukca kornjaa koji je slian strljenu) su ionofore. One ometaju ravnoteu molekula preko membrane ivane stanice i mogu prenositi molekule u stanicu iz okoline te time ometati biokemijske procese u stanici.

Citotoksini ili stanini otrovi uzrokuju mnogostruke uinke zbog njihovih razliitih mehanizama djelovanja. Neki od njih ubijaju stanicu, a neki ometaju aktivnost stanice kao to je sinteza bjelanevina i druge biokemijske procese. Simptomi koje izazivaju citotoksini mogu biti slini onima od konih bojnih otrova, otrova koji izazivaju povraanje i mogu nalikovati otrovanjima hranom. Takoer mogu uzrokovati i munine, povraanje, proljeve, upalne promjene te osip i mjehure po koi, kao i uticu, krvarenja i nekrotine promjene. Proteinima slini citotoksini uzrokuju simptome sline onima kod vrlo tekih infektivnih bolesti koje nastaju irenjem uzronika tih bolesti prirodnim putem.To su antraks, difterija, dizenterija, pertusis i kuga.

Toksinski ratni agensi se mogu uporabiti i diseminirati u obliku aerosola, sitnih kapljica ili praha. Toksinsko oruje se moe koristiti za strateke i taktike operacije. Neki od toksina se mogu uporabiti za kontaminaciju velikih povrina i do stotine etvornih kilometara, ali veina toksina je uinkovita kod pokrivanja povrine od nekoliko etvornih kilometara. Mikotoksinski trihotecen-T2 djeluje i preko koe odnosno difundira kroz kou u krvotok (kao koni bojni otrovi). Pored svojih stratekih i taktikih visoko vrijednih znaajki, toksini su idealno oruje za skrivenu uporabu kod teroristikih akcija. Saboteri mogu kontaminirati ventilacijske sustave, vodu za pie i izvore hrane, i time prouzroiti velike rtve. Neki toksini su osjetljivi na kiseline, neki na alkalne otopine, a neki na toplinu to se uzima u obzir kod dekontaminacijskih postupaka. Ope prihvaeni postupak dekontaminacije je uklanjanje toksina pranjem uporabom etke, sapuna i vode. Voda i hrana koji su u zatvorenim posudama su zatieni i mogu se koristiti iza dekontaminacije vanjske povrine posuda.

Danas se analiziraju i ispituju sinergistiki uinci toksina da bi se spajanjem dva i vie toksina dobili jo toksiniji agensi pa se moe govoriti o razvoju binarnog toksinskog oruja, kao to su npr. danas poznate kombinacije aflatoksin B1 + trichotecen T-2, SEB + E. coli enterotoksin i antraks toksin nastao mijeanjem tri proteinske komponente.


38 39

BIOREGULATORI

Bioregulatori ili modulatori (molekularni agensi) su biokemijske tvari kao to su peptidi koji se normalno nalaze u organizmu ovjeka i ivotinja. Zadnjih godina se mnogo diskutiralo o riziku od bioregulatora koji su se ukljuivali u bojne otrove i koristili na isti nain. Ovi tipovi tvari nisu svrstavani u skupinu toksina, ali su grupirani s njima zbog njihove sline uporabe. Razvojem biotehnologije raste i interes za peptidne bioregulatore koji se mogu nai u ofenzivnim vojnim biolokim programima nekih drava. Ove tvari su vrlo sline onima koje se mogu normalno nai u tijelu i mogu uzrokovati bol (algogene tvari), djelovati anestetski ili sniziti krvni tlak. Znaajka ovih tvari je da djeluju u ekstremno malim dozama i uzrokuju nagli i brz uinak (14).

Mnogi bioloki agensi mogu uzrokovati bolest pa zbog toga predstavljaju prijetnju za civilnu populaciju. Ovaj rad osigurava temeljne informacije o bioregulatorima vojnim i javno-zdravstvenim djelatnicima na svim razinama u cilju zatite od ovakvih agensa.

Vie od dvadeset posljednjih godina s razvojem neuroloke znanosti nastupa eksplozija znanja o tzv. receptorskim sustavima na ivanoj stanici. Ta znanja su od velike vanosti u razumijevanju prijenosa tvari koji predstavljaju kemijski transmiter drugih ivanih stanica. Ove tvari su transmiteri ili prijenosnici ivanih impulsa i mogu mijenjati ivani odgovor. Neke od ovih tvari se mogu proizvoditi kemijskom sintezom. Oigledan je izniman porast znanja o farmakologiji i strukturnoj biologiji receptora zadnjih deset godina. Takoer je evidentan napredak u in vitro sintezi peptida i komercijalnoj proizvodnji u velikim koliinama raznih farmaceutskih peptida koji su lako dostupni (15).

Sintetski derivati ili neznatno izmijenjeni oblici ovih tvari mogu imati drastino izmijenjen toksini uinak to bi bilo od velike vanosti u razvijanju novih agensa. U posljednje vrijeme je uoljiv nagli napredak u otkrivanju novih bioregulatora osobito onih za onesposobljavanje, razumijevanje njihovog mehanizma djelovanja i putova proizvodnje sintezom. Neke od ovih tvari mogu biti vie stotina puta uinkovitije i otrovnije od tradicionalnih bojnih otrova.

Neke od vanih znaajki novih bioregulatora koje su vane za vojnu uporabu su nova mjesta toksinog djelovanja, brz i specifian uinak, prolaz kroz filtar zatitne maske i zatitnu opremu, nedostupan uinkovit medicinski tretman i terapija, nemogunost

brze detekcije u realnom vremenu te uinkovito fiziko onesposobljavanje za vojne potrebe.

Njihov potencijal aktivnosti pokriva glavne ivotne funkcije i mentalne procese. U organizmu se proizvode u vrlo malim koliinama koje su dostatne za normalne homeostatske funkcije tijela. Ovo otvara nesagledive mogunosti uporabe toksinih tvari koje se ne moe pronai u organizmu ovjeka. Znai u sluaju tajne uporabe ovakvih tvari dolazimo do tzv. idealnog naina ubijanja ili ubijanja bez tragova.

Za sada nema popisa bioregulatora u pregovorima o zabrani biolokog i toksinskog oruja. Budui posao u istraivanju biolokih aktivnosti i svih odredaba Protokola Konvencije o zabrani biolokog i toksinskog oruja (BTWC) temeljit e se na popisu bioregulatora.

S porastom proizvodnje toksina poinje istraivanje na sintezi bioregulatora koji se inae nalaze u prirodnim tvarima (peptidi), a sudjeluju u fiziolokim i neurolokim aktivnostima u organizmu. Bioregulatori su slini toksinima, ali ne pripadaju toksinima, ve se svrstavaju s njima jer im je uporaba slina kao kod biolokih i toksinskih ratnih agensa. Te tvari imaju analgetsko i anestetsko djelovanje, a utjeu i na krvni tlak.

Bioregulatori su brojni humani polipeptidi niske molekulske mase koji imaju vanu ulogu u regulaciji biolokih aktivnosti. Mozak i probavni trakt sadre mnogobrojne peptide koji obavljaju razliite aktivnosti u endokrinom sustavu, sredinjem ivanom sustavu i perifernom ivanom sustavu. Neke od peptida sadravaju i plua sisavaca. Ove tvari ine novu skupinu neurotransmitera (ili hormona) ija je bioloka aktivnost i mehanizam djelovanja vrlo uinkovit i snaan. To su vrlo malene molekule koje su sastavljene od 5-30 aminokiselina (tablica 4).

Tablica 4 Bioregulacijske tvari i broj aminokiselina u molekuli

Bioregulatori Broj aminokiselinaEndorfini 31Somatostatin 14Bombesin 14Neurotenzin 10Bradikinin 9Vazopresin 9Oksitocin 9Angiotenzin I, II i III 10, 8 i 7Enkefalini 5 Tvar P 36


40 41

Bioloko poluvrijeme ivota malih peptida i peptidnih hormona (ili bioregulatora) u organizmu se mjeri u minutama. Mikroinkapsulacijska tehnologija moe zatititi bioregulatore i produiti im bioloko poluvrijeme ivota. Molekule bioregulatora se prirodno nalaze u organizmu u vrlo malim koliinama, a uloga im je kontrola razliitih biolokih i fiziolokih sustava.

Uporaba veih koliina ovih tvari (npr. inhalacijom aerosola ovih tvari slino kao kod bojnih otrova) moe bitno naruiti prirodno kontrolirane mehanizme u organizmu i na taj nain izazvati onesposobljavanje i smrt. Primjerice u sluaju inhalacijske ekspozicije veih koliina bioregulatora koji normalno reguliraju konstrikciju bronhalnog stabla, nastat e velike smetnje u disanju rtve, a simptomi mogu uzrokovati onesposobljavanje ili smrt u kratkom vremenu.

Uporaba ovih tvari zajedno s nekim visokotoksinim kemijskim tvarima uzrokovat e jo snaniji uinak zbog sinergistikog djelovanja. Bioregulatori nisu hlapljive tvari, a da bi bili uinkoviti trebaju se primijeniti u obliku respirabilnog aerosola. Zbog toga su bitno ograniene mogunosti njihove proizvodnje kao oruja za masovno unitenje. Slino toksinima, toksinost ili uinkovitost bioregulatora izraava se LD50 i ED50 (

40 41

kod pacijenata koji su preivjeli otrovanje. Ovo je posredno otkrivanje toksinskih agensa, ali unutar 2-3 tjedna nakon ekspozicije. Imunoloke i analitike analize za otkrivanje toksina su danas dostupne i uinkovite. To je u prvom redu ELISA analiza ili reakcija vezanja na receptore koja je vrlo osjetljiva (od 1-10 ng/ml) unutar 4 sata. Analitike kemijske metode su osjetljive u koliinama od mg do ng, ali su neto bre. PCR-tehnika ili reakcija vezanja polimeraze je vrlo osjetljiva analiza kojom se moe otkriti i detektirati genetiki materijal DNA bilo kojeg ivog organizma. Najnovija metoda za otkrivanje toksina je kombinacija imunolokih analiza sa PCR-om kojima se moe detektirati ekstremno male koliine toksina.

Neki od toksina imaju brzo toksino djelovanje tako da i nema vremena za terapiju. Neki pak uzrokuju neto simptoma ili su bez klinikih znakova, ali uzrokuju ireverzibilne bioloke promjene unutar nekoliko minuta do nekoliko sati to esto zavrava smru za nekoliko dana. Na sreu, veina najtoksinijih bakterijskih proteinskih toksina djeluju polako i ako se dijagnosticiraju na vrijeme, terapija je uspjena unutar 12-24 sata iza ekspozicije.

Najbolja i najuinkovitija je aktivna profilaksa za veinu toksinskih ratnih agensa, a to je cijepljenje (imunizacija). Najvei broj toksina ima visoki stupanj imunogeneze tj.organizam izloen malim dozama inaktiviranog ili oslabljenog toksina e proizvesti protutijela koja e ga zatititi od akutne ekspozicije tom toksinu. Meutim, vrijeme potrebno za stvaranje protutijela protiv toksina je dugo i traje u veini sluajeva 4-6 tjedana do 3-4 mjeseca pa i dulje. Cijepljenje je takoer potrebno provoditi vie puta (docjepljivati).

Mogue je ipak smanjiti vrijeme odgovora na cijepljenje. Antigeni koji potiu organizam na proizvodnju protutijela, mogu biti mikroinkapsulirani ili umotani u sintetiku polimernu ovojnicu koja kad se postupno otvara, oslobaa antigen ili cjepivo. Na taj nain se danas moe proizvesti tzv. vremenski djelujue cjepivo koje se daje u jednoj injekciji kao prvo cijepljenje, ali se imunizacija provodi postupnim vremenskim oslobaanjem cjepiva to predstavlja docijepljenje nakon 2 tjedna te nakon 10 tjedana.

Danas se u mnogim zemljama razvija cijepljenje u sklopu medicinskih biolokih obrambenih znanstvenih programa koje se sastoji u davanju prve doze i docjepljenja nakon 2 tjedna. Imunoloki sustav daje odgovor preko tzv. stanica koje pamte (engl. memory cells) i zatita traje vie mjeseci pa i vie godina. Imunitet se postie brzo i vrijeme za docijepljenje

traje dugo to je i cilj. Tako je vrijeme za docijepljenje za botulin toksoid zadovoljavajue dugo (24 mjeseca), a imunitet je potpun.

Pasivna profilaksa je davanje seruma ili protutijela koja se dobiju od ivotinja ili drugih ljudi, a daju se onim osobama koje ne mogu proizvesti vlastita protutijela. Pretretman i tretman nakon ekspozicije protutijelima humanog ili ivotinjskog podrijetla je uinkovit za oko 35 toksina. Pasivna imunoterapija je tretman s drugima, a ne samo vlastitim protutijelima i vrlo je uspjena kod otrovanja botulin toksinom ako se zapone unutar 24 sata nakon aerosolne inhalacijske ekspozicije visokim dozama. Humana monoklonska protutijela ili kokteli s dva ili vie monoklonskih protutijela je budua pasivna imunoterapija.

Medicinski tretman i terapija specifinim lijekovima protiv toksina se svode na neposredno djelovanje lijekova protiv toksinog djelovanja na ivu stanicu. Danas nije razvijena specifina antidotna terapija za toksine i toksinske ratne agense. Simptomatska terapija je naalost kod dosta bitnih toksina jedina mogua terapija pa je zbog toga i bitna. Umjetna ventilacija je na primjer vrlo bitna kod otrovanja botulin toksinom i saksitoksinom.

Dekontaminacija toksina je relativno nebitna nakon toksinskog aerosolnog napada. Prema dosadanjim iskustvima kod ekspozicije respirabilnom aerosolu dekontaminaciju je potrebno obaviti, a dovoljna je osobna dekontaminacija nakon toksinskog napada kao prevencija kod sekundarnog aerosola. Dekontaminacija se obavlja sredstvima za kemijsku dekontaminaciju, pa e 0,1-0,2 %-tna otopina natrijeva hipoklorita kroz 10 minuta djelovanja unititi veinu toksinskih ratnih agensa.

Dekontaminacija vode kontaminirane toksinima slina je onoj kod kemijskih ratnih agensa. Veinu najtoksinijih toksina unitava se kloriranjem vode. Sistem obrnute osmoze je pogodan u dekontaminaciji za ricin, mikrocistin, T-2 trichotecen, saksitoksin i botulin toksin. Kloriranje vode klornim preparatom (5 mg/L ili 5 ppm) u trajanju od 30 minuta unitava botulin toksin, ali ne i ricin, mikrocistin, T-2 i saksitoksin. Koagulacijska metoda takoer ne moe iz vode izdvojiti ricin, mikrocistin, T-2 i saksitoksin.

PSIHOLOKI UINCI BIOLOKOG TERORIZMA

esto su psiholoki uinci terorizma mnogostruko vei od posljedica samog teroristikog ina. Iako je


42 43

teroristiki napad na Svjetski trgovinski centar i Pentagon u SAD-a 11. rujna 2001. najvei do sada izveden u povijesti, uzrokovao pogibiju velikog broja ljudi i ogromnu materijalnu tetu, psiholoki uinak na puanstvo SAD-a je vei. Zbog toga su danas u sanaciju psiholokih posljedica ovog napada ukljueni mnogobrojni strunjaci i organizacije u SAD-a.

Teroristika uporaba oruja za masovno unitavanje ima visoki potencijal uzrokovanja psiholokog stresa kod rtava i spasilaca.

Zbog svega toga psiholoki tretman velikog broja psiho-traumatiziranih mora biti dio plana odgovora i oporavka nakon ovakvih teroristikih akcija. Ponovne analize i skrb mentalnog zdravlja su neophodni za veinu sudionika teroristikog ina due vrijeme.

Panika je esto tijekom teroristikog ina tako destruktivna i masovna da predstavlja, ako ne glavnu, a ono sigurno jednu od glavnih prepreka uspjenoj organizaciji zbrinjavanja velikog broja ozlijeenih i pruanja urnog odgovora. Burna nekontrolirana reakcija zahvaa manji broj sudionika u teroristikom inu i njima treba prvima pruiti skrb. Kod veine dominiraju psihosomatski simptomi to kasnije (unutar mjesec dana) prelazi u akutni stresni poremeaj. Posttraumatski stresni poremeaj kao kasnija posljedica moe zahvatiti veinu sudionika teroristikog ina.

Jedan od glavnih imbenika koji pogoravaju psiholoke posljedice teroristikog ina je nikakvo upozorenje da e se takvo neto dogoditi. To je naalost i glavni cilj i nain izvoenja teroristikog ina. Svaka teroristika akcija uzrokuje intenzivni emocionalni doivljaj i predstavlja ivotnu opasnost za veinu sudionika u istom. Veina sudionika bilo kao rtve ili kao spasitelji se ekstremno psiholoki iscrpljuju i svjedoci su stravinih slika te su izloeni esto i smrtonosnim dozama toksinih tvari.

Posttraumatski stresni poremeaj je posljedica sudjelovanja u teroristikom inu slino kao i u nekoj ratnoj situaciji u kojima je pojedinac doivio ekstremno psiholoko optereenje. Simptomi ovog stresnog poremeaja su raznovrsni i veina psiho-traumatiziranih ima veinu gore spomenutih tegoba. Dominiraju ipak ekstremno ponaanje i reakcije, izrazita tjeskoba, none more uz uasne snove i nesanice. esto pojedinac s PTSP-om ne eli zaspati jer ga je strah snova. Najopasniji su ipak povlaenje u sebe, apatija i izrazita depresija te izolacija od okoline to se esto ne prepoznaje pa se ne prua adekvatna mentalna skrb. Veina ovakvih pojedinaca pokuaja i naalost uspijeva uiniti samoubojstvo. esta je

takoer i zlouporaba zabranjenih sredstava kao to su droge, alkohol i lijekovi, a naalost i nasilje u obitelji. Posljedice PTSP-a kod spasilaca iza teroristikog ina u Oklahoma Cityju su poveani broj razvoda i uporabe alkohola. Takoer je est sudionika u spaavanju izvrilo samoubojstvo, a preko 30 ih je pokualo uiniti samoubojstvo. Izrazita rezignacija je zahvatila ak 70 % spasilaca s psima tragaima. Ovi podaci upozoravaju na to da je neophodno potrebna stalna mentalna skrb za sve sudionike nakon teroristikog ina.

LITERATURA

1. Halstead SB, Hoeprich PD, Jordan MC, Ronald AR. Infectious diseases: A treatise of infectious processes 1994;919-23.

2. World Health Organization (WHO). Geographical distribution of arthropod-borne diseases and their principal vectors (WHO/VBC/89.967). Geneva: WHO; 1989. str. 138-48.

3. Culliton BJ. Emerging viruses, emerging threat. Science 1990;247:279- 80.

4. Murphy FA. Infectious diseases. Adv Vir Res 1994;43:2-52.

5. Rogers DJ, Packer MJ. Vector-borne diseases, models, and global change. Lancet 1993;342:1282-4.

6. Berkelman RL, Bryan RT, Osterholm MT, LeDuc JW, Hughes JM. Infectious disease surveillance: a crumbling foundation. Science 1994;264:368-70.

7. Centers for Disease Control and Prevention. Addressing emerging infectious disease threats: a prevention strategy for the United States. Atlanta (GA): US Dept. of Health and Human Services, Public Health Service; 1994.

8. Morse SS. Examining the origins of emerging viruses. U: Morse SS, urednik. Emerging viruses. New York (NY): Oxford University Press; 1993. str. 10-28.

9. Mandell GL, Douglas RG, Bennett JE. Principles and practice of infectious diseases. 3rd edition. New York (NY): Churchill Livingstone; 1990.

10. Morse SS, Schluederberg A. Emerging viruses: the evolution of viruses and viral diseases. J Infect Dis 1990;162:1-7.

11. Hamilton M. Toxin and mid-spectrum agents. The ASA Newsletter 1998;93(3).

12. Geissler, E., Biological and toxin weapons today. Oxford: SIPRI, Oxford University Press; 1986.

13. Sakaguchi G. Clostridium botulinum toxins. Pharmacol Ther 1994;19:165.

14. Rozengurt E. Neuropeptides as cellular growth factors: Role of multiple signaling pathways. Eur J Clin Invest 1991;21:123-34.

15. Moore GJ. Designinig peptide mimetics. Trends Pharmacol Sci 1994;15:124-9.


42 43

Summary

BIOLOGICAL AND TOXIN WEAPONS - BIOTERRORISM

The use of biological agents and toxins in warfare and terrorism has a long history. Human, animal and plant pathogens and toxins can cause disease and can be used as a threat to humans, animals and staple crops. The same is true for biological agents. Although the use of biological agents and toxins in military conflicts has been a concern of military communities for many years, several recent events have increased the awareness of terrorist use of these weapons against civilian population. A Mass Casualty Biological (Toxin) Weapon (MCBTW) is any biological and toxin weapon capable of causing death or disease on a large scale, such that the military or civilian infrastructure of the state or organization being attacked is overwhelmed. A militarily significant (or terrorist) weapon is any weapon capable of affecting, directly or indirectly, that is, physically or psychologically, the outcome of a military operation. Although many biological agents such as toxins and bioregulators can be used to cause diseases, there are only a few that can truly threaten civilian populations on a large scale. Bioregulators or modulators are biochemical compounds, such as peptides, that occur naturally in organisms. They are a new class of weapons that can damage nervous system, alter moods, trigger psychological changes and kill. The potential military or terrorist use of bioregulators is similar to that of toxins. Some of these compounds are several hundred times more potent than traditional chemical warfare agents. Important features and military advantages of new bioregulators are novel sites of toxic action; rapid and specific effects; penetration of protective filters and equipment, and militarily effective physical incapacitation. This overview of biological agents and toxins is largely intended to help healthcare providers on all levels to make decisions in protecting general population from these agents.

KEY WORDS: biological agents, bioregulators, medical treatment, protection, decontamination, toxin agents, warfare

REQUESTS FOR REPRINTS:

Dr. sc. Slavko BokanUl. Brune Buia 13, HR-10020 ZagrebE-mail: [email protected]


Documents

biolosko oruzje