כיצד גז עצבים גורם לשיתוק ולמוות? מה ההבדל בין הגזים השונים? ומה ההבדל בין גזי עצבים לגזים אחרים המשמשים כנשק כימי? בעקבות האירועים בסוריה, היסטוריה קצרה ומדעית של הלוחמה הכימית

בשעות אחר הצהריים של יום חמישי, 22.4.1915, התאבך ענן אפרפר-ירקרק מעל קווי הצבא הגרמני סמוך לעיר איפר (Ypres) שבבלגיה. עד מהרה נשאה הרוח את ענני גז הכלור אל עבר השוחות של הצבא הצרפתי. הנזק היה איום. אטומי הכלור מגיבים עם מים ליצירת חומצות רעילות, וכשהדבר קורה ברקמות הגוף, למשל בריאות או בעיניים, עושות החומצות שמות ברקמות האלה. מעריכים כי 6,000 חיילים צרפתים נהרגו בעשר הדקות הראשונות של החשיפה לגז. רבים אחרים סבלו מקשיי נשימה קשים או מפגיעה בראייה.

היסטוריה עתיקה 

קרב איפר נחשב כיום לאבן דרך בשימוש צבאי בנשק כימי, אך זה לא היה השימוש הראשון בנשק כזה. בכמה קרבות קודמים במלחמה נעשו ניסיונות של שני הצדדים להשתמש בגז מדמיע או בגזים רעילים, וברובם ריכוז הגז היה קטן מדי, והצבא המותקף בקושי חש בהתקפה. שלושה חודשים לפני קרב איפר הפגיז הצבא הגרמני ב-18,000 פגזי גז מדמיע את הכוחות הרוסיים ממערב לוורשה, אולם מזג האוויר הקר הציל את הרוסים, משום שהגז התעבה לנוזל בלי לגרום לנזק.

אף על פי שבמלחמת העולם הראשונה נעשה בפעם הראשונה שימוש רחב היקף בנשק כימי, גם אז הוא לא היה אמצעי לחימה חדש. כתבים עתיקים וממצאים ארכיאולוגיים מעידים על שימוש בחומרים רעילים, למשל משיחת חיצים בארס או הבערת חומרים כמו גפרית או ארסן ליצירת עשן רעיל בעת מצור.  שימושים כאלה בכימיקלים נעשו כמעט בכל מקום בעולם העתיק, מסין ומונגוליה, דרך יוון ועד אמריקה.

גם במאות האחרונות יש לא מעט ראיות לשימוש בנשק כימי. לאונרדו דה וינצ'י הציע שימוש באבקת גפרית וארסן, ובמקומות אחרים נעשה שימוש בסוגים שונים של גזים רעילים. אפילו במלחמת האזרחים האמריקנית הייתה תכנית להשתמש בפגזים מכילים כלור, אך היא לא מומשה בסופו של דבר.

החלטות על הנייר 

על רקע ההתפתחות ההיסטורית של התחום, ברור שהשימוש הנרחב בנשק כימי במלחמת העולם הראשונה היה דבר צפוי למדי. 15 שנים לפני פתיחת המלחמה, ב-1899, נחתמה בהאג האמנה הראשונה בעניין דיני מלחמה, וכבר בה מופיעה הצהרה בדבר איסור השימוש בקליעים המכילים גז שמטרתו לגרום לחנק או להזיות (היא מופיעה, אגב, מיד לאחר ההצהרה האוסרת ירי והטלת חומרי נפץ מכדורים פורחים). גם הסכם ורסאי שנחתם לאחר המלחמה אסר על שימוש בנשק כימי, דבר שלא הפריע לכמה וכמה מדינות לעשות זאת. יפן, למשל, השתמשה בכמויות גדולות של גז חרדל ושל גזים הגורמים לחנק בהתקפותיה על סין. באמצע שנות ה-30 נכנס לתמונה שחקן חדש – גז העצבים.

לא רק חרקים 

משנת 1934 שקדה קבוצת מדענים בתאגיד הכימיה הגרמני אי גה פארבן (I G Farben) על פיתוח חומרי הדברה חדשים לחקלאות. החוקרים, בראשות גרהארד שרדר (Schrader), חיפשו בעיקר חומרים שיפגעו בחרקים מזיקים, אך לא יגרמו שום נזק לצמח. מכיוון שלצמחים אין מערכת עצבים אבל לחרקים יש, זה היה היעד הטבעי. ב-1936 נשאו המאמצים פרי – החוקרים גילו חומר על בסיס זרחן אורגני בעל ההשפעה המבוקשת, ופתחו בהליכים לייצור נרחב של החומר, שכונה טאבון (Tabun).

ואולם, עד מהרה התברר כי החומר משפיע לא רק על חרקים, אלא גם עלי בני אדם. בינואר 1937 ניתזה טיפה של החומר על אחד משולחנות המעבדה. שרדר וכמה מאנשיו חשו קוצר נשימה וסחרחורות, ונדרשו להם כמה שבועות לשוב לאיתנם.

שנתיים קודם לכן, פרסמה הממשלה הנאצית בברלין צו המורה להעביר לידיה כל המצאה שעשויים להיות לה שימושים בשדה הקרב. נאמן למולדתו, שיגר שרדר דגימה של החומר לברלין. המומחים שם עמדו מיד על החשיבות הצבאית. שרדר וקבוצת המחקר שלו הועברו למפעל סודי בעמק הרוהר, וב-1938 פיתחו חומר יעיל עוד יותר מטאבון. הגז החדש קיבל את השם סארין, על שם ארבעת מפתחיו (Schrader, Ambrose, Rüdiger, van der Linde) . 

המפעל ייצר כמויות גדולות של הגזים הרעילים, אך התהליך היה ממושך, וככל הנראה גרמניה הנאצית לא הספיקה לעשות שימוש של ממש בגזי העצבים בטרם הסתיימה המלחמה. על פי ההערכות, כשכבר הייתה בידי גרמניה כמות מספקת של גז עצבים, חששה ברלין כי אם תשתמש בנשק הזה יתקפו אותה ברית המועצות, ארצות הברית ובריטניה בנשק כימי חדיש עוד יותר, שלא היה לצבא הגרמני מיגון מפניו. עם זה, התעשייה הנאצית לא הזניחה את הפיתוח, ובשנים הבאות פותחו עוד שני סוגים של גז עצבים:  סומאן (Soman) וציקלוסארין (Cyclosarin).

הקשיים בייצור נרחב של גז עצבים לא הפריעו למשטר הנאצי לייצר כמויות גדולות של גז אחר, ציקלון בֶּה (Zyklon B או בתעתיק האנגלי Cyclone B) ולהשתמש בו לרצח מיליוני יהודים במחנות השמדה. בשונה מגזי העצבים המבוססים על זרחן אורגני, ציקלון בה היה תרכובת של ציאניד – חומר המונע את תהליכי הנשימה בתא משום שהוא משתק את תהליך פירוקן של מולקולות חמצן – וגורם עד מהרה למוות. גם הגז הזה פותח תחילה כחומר הדברה, ואחד המפעלים שתרם חומרי גלם לייצורו היה אותו תאגיד אי גה פארבן שהזכרנו קודם. את הייצור עצמו ניהלה חברת טסטה (Testa) ולאחר מלחמת העולם השנייה הוצאו להורג שניים ממנהליה, שהורשעו בבית משפט בריטי ברצח המונים.

נשק קטלני. ראש נפץ המכיל פצצות מצרר רבות, ובתוכן גז סארין | מקור: ויקיפדיה
נשק קטלני. ראש נפץ המכיל פצצות מצרר רבות, ובתוכן גז סארין | מקור: ויקיפדיה

מסמנים V 

הפיתוח של גזי עצבים כאמצעי לחימה לא הופסק לאחר מלחמת העולם השנייה, אלא נמשך במשנה מרץ, בעיקר בארצות הברית ובברית המועצות. ארבעת הגזים הראשונים מכונים "סדרה G" על שם ארץ מוצאם (גרמניה, Germany). בהמשך פותחה סדרה חדשה של גזי עצבים המכונה "סדרה V" (יש כמה גרסאות למקור השם, כשהסבירה ביותר היא כנראה Viscous, צמיגי), המפורסם בהם הוא הגז המכונה VX. גזי העצבים מסדרת  V פועלים במנגנון דומה לזה של סדרה G, אך הם אינם מתמוססים בקלות במים ואינם מתפרקים בקלות, לכן קשה הרבה יותר להיפטר מהם – גם בשדה הקרב.

בין עצב לשריר 

לכל גזי העצבים יש מנגנון פעולה דומה – הם משבשים את העברת המידע בין מערכת העצבים לשרירים. העברת המידע בסיבי העצבים נעשית באמצעות אותות חשמליים. בנקודת המפגש עם השריר או עם תא עצב אחר, עוברת הולכת המידע לשיטה כימית. בקצה סיב העצב יש שלפוחיות של חומר בשם אצטילכולין  (acetylcholin). האות החשמלי גורם לשחרור החומר אל הסינפסה (synapse) המרווח הזעיר בין תא העצב לתא השריר (או בין שני תאי עצב במוח). מעברה השני של הסינפסה נקשר האצטיל-כולין לקולטנים מתאימים, והקישור גורם להתכווצות של השריר, כלומר – להפעלתו.

מיד עם שחרור האצטילכולין מתא העצב, נכנס לפעולה אנזים בשם אצטיל-כולין אסטראז (acetylcholine esterase או בקיצור AChE ) המפרק את האצטילכולין. הפירוק המהיר מבטיח תגובה קצרה של השריר ומונע סכנה של שיתוק השריר עקב פעולה ממושכת, וכן "מנקה" את הסינפסה כדי להכין אותה במהירות לקבלת האות העצבי הבא.

מולקולות גז העצבים נקשרות לאצטילכולין אסטראז, מעכבות את פעילותו ומונעות ממנו לפרק אצטילכולין. בשל כך, ההוראה העצבית להפעיל את השריר אינה נפסקת והגוף אינו יכול להרפות את השרירים. זה מתבטא בשיתוק של שרירי החזה המפעילים את הריאות (קושי בנשימה), ובפגיעה בשריר הלב. סימנים נוספים להרעלה מגז עצבים הן רעידות ופרכוסים, וכן אובדן שליטה על סוגרים – הכל בשל שיתוק השרירים. פגיעה קשה מהגז גורמת בדרך כלל למוות בתוך דקות אחדות, בעיקר מהפסקת נשימה או דום לב. הטיפול היעיל בנפגעי גז עצבים הוא אטרופין. מולקולת האטרופין נצמדת ביעילות רבה לקולטנים בסינפסה, ומונעת מאצטילכולין להיקשר אליהם ולהפעיל את השריר.  

כל גזי העצבים פועלים כאמור במנגנון דומה, ומעכבים את פעילותו של אצטילכולין אסתראז. ההבדלים בין הגזים השונים נובעים מתכונות אחרות כמו מידת הנדיפות שלהם והיציבות הכימית, הקובעים בין השאר כמה החומר יחזיק מעמד בתנאי סביבה שונים, ובאיזו מהירות הוא יתפרק בתוך הגוף. חומרת הפגיעה נובעת גם מסוג הגז, וגם מעוצמת החשיפה – כלומר כמות הגז ששואפים ומשך החשיפה לגז.

​הגז משתק את העברת המידע בין העצב לשריר, ולכן גורם לפגיעה בשרירים. איור של סינפסות | מקור: Science Photo Library
הגז משתק את העברת המידע בין העצב לשריר, ולכן גורם לפגיעה בשרירים. איור של סינפסות | מקור: Science Photo Library

חרדל ודמעות 

גז עצבים הוא בלי ספק הנשק הכימי הקטלני ביותר, אבל הוא כמובן אינו היחיד. נהוג להבחין בין חל"כ (חומר לחימה כימי) נשימתי, כמו גז עצבים או גז הכלור לבין חל"כ הגורם לכוויות, והמוכר ביותר בקבוצה הזו הוא גז החרדל. למעשה מדובר בתרכובת של כלור וגופרית, המקנה לחומר גוון צהבהב, ומכאן שמו. התרכובות האלה גורמות לגירוי חריף מאוד של העור, של העיניים ושל הרקמות הריריות – כמו חלל הפה ודרכי הנשימה.

גז חרדל הוא בסיס חזק מאוד והוא מאכל את רקמות הגוף וגורם להיווצרות שלפוחיות גדולות. נוסף על הכאב העז, הכוויות חושפות את העור לזיהומים קשים, ובדרכי הנשימה השלפוחיות שנוצרות עלולות לגרום לחנק. כמו כן התברר כי גז החרדל נקשר לגואנין, אחד מארבעת הבסיסים המרכיבים את ה-DNA, תהליך הגורם למוות של התא או לתהליכים סרטניים.

התאים הרגישים ביותר לפגיעה הם תאים הנמצאים בתהליכי חלוקה מהירה, כמו התאים הסרטניים עצמם. כך התברר כי סוג מסוים של גז חרדל (על בסיס חנקן), דווקא יכול לסייע בריפוי סרטן, משום שהוא מביא לקטילה מהירה של התאים הסרטניים, המתרבים במהירות. חומרים כאלה עדיין משמשים לעיתים בטיפולים כימותרפיים בסרטן.

הקבוצה השלישית של חומרים לחימה כימיים הם גזים מגרים, כמו גז מדמיע, הגורם לצריבות חולפות בעיניים ובדרכי הנשימה, או חומרים הגורמים בחילות באמצעות ריח רע. אלה נחשבים חומרים שאינם ממיתים, ומיועדים רק לנטרל בני אדם לפרק זמן קצר יחסית, בלי לגרום לנזק קבוע. לכן הם משמשים כוחות צבא ומשטרה רבים בפיזור הפגנות.

עוברים לעולם השלישי 

לאחר מלחמת העולם השנייה המעצמות הגדולות אמנם פיתחו נשק כימי רב, ושכללו את אמצעי הפיזור שלו (ראשי נפץ לטילים, פגזים כימיים, פצצות להטלה ממטוסים), אבל את רוב השימוש בו עשו דווקא מדינות אחרות. בשנות ה-60 תקפה מצרים בתימן בנשק כימי; וייטנם ושכנותיה היו זירת לחימה בגזים וברעלים שונים (אם כי האמריקאים כנראה לא השתמשו בגזים ממיתים, אלא רק בגז מדמיע); גם הסובייטים השתמשו ככל הנראה בחומרים דומים באפגניסטן; במלחמת איראן-עיראק נפגעו רבבות מנשק כימי, בכלל זה גז עצבים, ומשטרו של סדאם חוסיין תקף בנשק כזה גם את בני עמו. בשנים האחרונות, כמו גם בימים האחרונים, היו דיווחים רבים על הפצצות בנשק כימי בסוריה, ככל הנראה סארין.

החשש הגדול של העשורים האחרונים הוא נפילתו של נשק כזה לידי ארגוני טרור. הנשק הכימי אמנם מסוכן מאוד, אבל יתרונו הגדול, בעיקר בידי ארגוני טרור, הוא זריעת בהלה עצומה ושיבוש מהלך החיים. החשש הזה התממש ב-1995, כשאנשי כת יפנית שחררו גז סארין בכמה תחנות של הרכבת התחתית בטוקיו. 13 בני אדם נהרגו בהתקפה, ויותר מאלף סבלו מפגיעות בדרגות חומרה שונות (כ-50 נפגעו קשות). באזור שלנו, כדאי לקוות שנשק כזה לא הגיע או יגיע לידי חיזבאללה, בעל בריתו של המשטר הסורי, שכאמור עושה בו כנראה שימוש נרחב, נגד אזרחיו שלו. 

4 תגובות

  • ולי שטיינהרט

    פעילות ציאניד

    הי איתי נבו, על פי הידוע לי ציאניד מעכב את ציטוכרום C, אחד הנשאים בשרשרת מעבר האלקטרונים ואין לו קשר לפרוק מולקולות החמצן כפי שרשום בכתבה.
    תודה רבה על הכתבות המצויינות.

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאיתי נבו

    תודה רבה!

    תודה רבה!
    ציטרוכרום C הוא חוליה בשרשרת העברת האלקטרונים שמייצרת ATP, ובתאים בעלי נשימה אירובית התהליך הזה מעורב בפירוק חמצן ויצירת CO2, שזו הנשימה התאית.

  • דוד

    תודה רבה! מרתק.

  • מומחה מצוות מכון דוידסוןאיתי נבו

    תודה רבה!

    תודה רבה!