Skripal-Giftanschlag: Was steckt hinter den Nowitschok-Kampfstoffen?

Artikel von Fabiane Herbst am 27. März 2018 um 14:48 Uhr im Forum Wissenschaft & Forschung - Kategorie: Wissenschaft

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Skripal-Giftanschlag: Was steckt hinter den Nowitschok-Kampfstoffen?

27. März 2018   Fabiane Herbst   Kategorie: Wissenschaft
Unbekannte hatten in der englischen Stadt Salisbury einen Anschlag auf den ehemaligen Agenten Sergej Skripal verübt - die Waffe: ein militärischer Kampfstoff. Weitere 20 Menschen wurden dabei verletzte, darunter seine Tochter Yulia und ein Polizist. Laut Untersuchungen der britischen Behörden soll es sich um einen hochwirksamen Kampfstoff handeln, der nur aus Russland kommen kann. Dort bestreitet man den Vorwurf. Lars Fischer veröffentlichte zu den Nowitschok-Stoffen einen Umfangreichen Artikel auf Spektrum.de den wir hier großzügig Zitieren.

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Was sind Nowitschok-Kampfstoffe?


Der deutsche Chemiker Gerhard Schrader war 1938 bei der Entwicklung neuer Insektenvernichtungsmitteln auf eine gelbliche, geruchlose Flüssigkeit gestoßen: Methylfluorphosphonsäureisopropylester. Der später Sarin getaufte Stoff ist Grundlage der in den 1970er und 1980er Jahren in der Sowjetunion entwickelten Nowitschok-Kampfstoffe. Der Kern der wichtigsten Vertreter dieser Phosphor-Fluor-Bindung, findet sich auch in Sarin.

Experten vermuten, dass die giftigsten Nowitschok-Stoffe bis zu achtmal giftiger sind als das Nervengas VX. Ein winziges Salzkorn auf der Haut kann einen Menschen töten. Entwickelt wurden diese Stoffe allerdings nur zum Teil wegen ihrer hohen Giftigkeit. Ziel war, die NATO-Techniken zur Erkennung und Bekämpfung von Chemiewaffenangriffen zu umgehen. So unterscheiden sich die Stoffe chemisch von den klassischen Kampfstoffen, um nicht entdecken zu werden, durch die Sensor. Zudem wäre die Ursache nicht oder schwer zu identifizieren, so dass man von einem Fehlalarm ausgehen würde.

Einige getestete Nowitschok-Stoffe werden über die Haut deutlich besser aufgenommen; womöglich waren sie auch darauf ausgelegt, Filter von Schutzmasken zu durchdringen. Ebenso sollen die Stoffe einfacher zum anwenden sein als die bisherigen Substanzen, ebenso sollen die Ausgangsstoffe bei Kontrollen (auf der Basis der Chemiewaffenkonvention) nicht auffallen. So sind viele der Substanzen als 2K-Wirkstoffe herstellt: Bestehend aus zwei Komponenten, die man erst kurz vor dem Einsatz vermischt. Diese einzelnen Mischkomponenten wären weniger giftig und stabiler als das Endprodukt. Teilweise sind die Vorläuferkomponenten gängigen Agrar- oder Industriechemikalien so ähnlich, dass sie Grenzkontrollen passieren können ohne Alarm zu verursachen.

Wie wirken Nervengase?


Die Wirkung der Nowitschok-Stoffe gleicht anderen Nervengasen: Sie blockieren das Enzym Acetylcholinesterase, das den Botenstoff Acetylcholin abbaut.
Dadurch sammelt sich in den Synapsen des Nervensystems und an der motorischen Endplatte, die Nervenimpulse auf die Muskeln überträgt, der Signalstoff an – das System bleibt im Erregungszustand, die Kommunikation zwischen seinen Bestandteilen ist unterbrochen. Die Vergiftung verursacht Muskelkrämpfe, starke Schmerzen und neurologische Störungen, die epileptischen Anfällen ähneln; die Opfer sterben schließlich an Atemlähmung.

In hohen Dosen verursachen die Substanzen außerdem angeblich Langzeitfolgen, die deutlich über jene klassischer Nervengase hinausgehen. Von Sarin und einigen chemisch verwandten Pestiziden weiß man, dass sie Muskelfasern rund um die motorische Endplatte absterben lassen können, so dass die Muskeln auf Dauer geschädigt werden. Zusätzlich zeigen Studien langfristige Veränderungen in der Hirnaktivität von Primaten, die Nervenkampfstoffen ausgesetzt waren, und menschliche Opfer hatten Probleme mit Gedächtnis und Konzentration, die mehrere Wochen anhielten. Untersuchungen an chemischen Verwandten solcher Nervengase zeigen außerdem, dass die Substanzklasse das Potenzial hat, irreparable Schäden an Muskeln und Nerven, Lähmungen und andere schwere Symptome zu verursachen.


Wie kann man neuartige Kampfstoffe entdecken und nachweisen?


Es gibt eine Reihe von Verfahren, chemische Kampfstoffe nachzuweisen, zum Beispiel IR-spektroskopisch oder durch enzymatische Farbreaktionen.
Die Nowitschok-Verbindungen jedoch werden von solchen Detektoren nicht erfasst – das ist der Sinn der Sache. Deswegen dürfte die Identifizierung des genauen Wirkstoffs sehr mühselig gewesen sein. Schnell dürfte klar gewesen sein, dass es sich um einen Nervenkampfstoff handelt, die Symptome sind charakteristisch, und ob die Acetylcholinesterase des Opfers gehemmt ist, lässt sich leicht messen.

Komplizierter wird es, die genaue Struktur des Nervengifts zu identifizieren. Glücklicherweise ist der Stoff recht einfach zu finden: Wie alle Kampfstoffe dieses Typs binden die Nowitschok-Stoffe an das aktive Zentrum der Acetylcholinesterase. Vermutlich haben die britischen Fachleute das Enzym aus der Körperflüssigkeit der Opfer extrahiert und versucht herauszufinden, welche Struktur das Zentrum blockiert. Dies gelang binnen weniger Tage, was dafür spricht, dass westliche Geheimdienste bereits die Strukturen der wichtigsten Stoffe dieser Substanzklasse kennen. So muss man die molekularen Details nicht aufwändig entschlüsseln, sondern gleicht die Merkmale der Probe mit Referenzsubstanzen ab. Womöglich nutzten die britischen Experten den Umstand, dass man phosphorhaltige Moleküle routinemäßig mit der 31P-Kernresonanzspektroskopie identifizieren kann.

Wie lang bleibt der eingesetzte Kampfstoff gefährlich?


Vermutlich ist das selbst den Geheimdiensten nur zum Teil oder gar nicht bekannt, denn die Bandbreite an Eigenschaften, die beeinflussen, wie lange die Gefahr anhält, ist groß.
Sarin zum Beispiel ist leicht flüchtig. Es verdampft schnell, wirkt schnell und verschwindet auch schnell. Zusätzlich ist es gut wasserlöslich und zersetzt sich durch Feuchtigkeit zu ungiftigen Substanzen. VX dagegen ist eine ölige Flüssigkeit, die sich bei kühlem Klima einige Tage oder Wochen in der Umwelt hält. Entsprechend unterschiedlich können sich die eingesetzten Nowitschok-Stoffe in der Umwelt verhalten; genau wissen das nur die Hersteller – die haben vermutlich entsprechende Versuchsreihen gemacht.


Wie behandelt man Nowitschok-Stoffe medizinisch?


Es gibt nur wenige Wirkstoffe, die bei gängigen Nervengasen helfen; vermutlich wurden sie auch bei Skripals "probiert". Das bekannteste Gegenmittel bei einer akuten Vergiftung ist Atropin und daraus gewonnen Salze. Atropin (ein Pflanzenwirkstoff der Tollkirsche; Atropa) wirkt gegen die Übermenge an Acetylcholin an den Synapsen, indem es seinerseits die Rezeptoren für diesen Stoff blockiert.

Allerdings müssten diese Medikamente sehr schnell nach einer Vergiftung verabreicht werden am besten direkt in die Halsschlagader, um die Effekte auf Zentralnervensystem und Gehirn unter Kontrolle zu bekommen. Zudem braucht man relativ hohe Mengen der selbst giftigen Substanz, um Nervengase zu neutralisieren; da Atropin selbst auch tödlich sein kann ist die Dosierung schwer und eine zu hohe Menge des Nervengiftes nicht mehr behandelbar. In Kombination müsste der Körper ohnehin, stark unterkühlt werden (um die Verbreitung und Wirkung des Giftstoffes zu verlangsamen) und an eine Herz-Lungen-Maschine angeschlossen werden.
Inwieweit solche Gegenmaßnahmen bei den Nowitschok-Substanzen helfen, ist unklar. Der gegen Skripal eingesetzte Kampfstoff wirkt anscheinend mit Verzögerung, so dass der Schaden schon angerichtet ist, wenn die Behandlung beginnt. Laut des Chemiewaffenexperten Vil Mirzayanov sei dieses Gift generell zu stark, also praktisch nicht zu bekämpfen.


Warum führt die Spur nach Russland?


Premierministerin Theresa May verkündete, dass entweder der russische Staat selbst die Attacke ausgeführt oder die Kontrolle über die Kampfstoffe verloren hat. Auch das US-Außenministerium und andere schließen sich dem bekräftigten Vorwürfen an. Sollte Skripal mit einem Nowitschok-Kampfstoff vergiftet worden sein, spricht wirklich vieles dafür, dass die Substanz und das Wissen dafür aus Russland stammten. Die Wahrscheinlichkeit, dass Dritte tatsächlich Zugang zu den neuen Kampfstoffen haben, gilt als gering. Ende der 1990er Jahre kam das Gerücht auf, ehemalige russische Militärangehörige hätten versucht, die Technik an den Irak und an Syrien zu verkaufen. Das ist aber vermutlich nicht gelungen.

Die neue Generation der Nervengase ist schwieriger herzustellen als klassische Nervengase und erfordert sehr spezialisiertes Knowhow. Ihre Entwicklung war lange Zeit ein streng gehütetes Geheimnis der sowjetischen und später der russischen Regierung. Erst Mitte der 1990er Jahre kam das Programm ans Licht, und bis heute sind viele wichtige Details der meisten dieser Stoffe unbekannt, darunter Herstellung, physikalische Eigenschaften und nicht zuletzt das Verhalten im Körper.

Unklar ist allerdings, warum bei dem Attentat auf den Exagenten so eine exotische Substanz zum Einsatz kam. Möglicherweise hofften die Täter, man würde die Substanz nicht identifizieren können. Das aber ist unwahrscheinlich, da die Nowitschok-Nervengase im Prinzip seit fast 20 Jahren bekannt sind und die Nato-Staaten entsprechende Nachweismethoden entwickelt haben. Eventuell ist der Anschlag mit dem angeblich unheilbaren Kampfstoff mitten in London aber auch eine Botschaft an einen größeren Kreis von Rezipienten: Niemand soll sich sicher fühlen.

Quelle: Skripal-Attentat: 6 Antworten zu Nowitschok-Kampfstoffen
 

Kommentare

#2 28. März 2018
Kleine Anregung: Tatsächlich handelt es sich dabei nicht um Atropin, sondern um Atropinsulfat( Atropin+Schwefelsäure), welches eine bessere Wasserlöslichkeit. Des Weiteren wird Atropin nicht nur aus der Tollkirsche, sondern auch aus der Engelstrompete und dem Stechapfel gewonnen.* Klugscheißmodus aus. Ansonsten ein gut recherchierter und für Laien verständlicher Artikel. Daumen hoch;)
 
#3 6. April 2018
Es ist den Betreffenden einfach völlig egal, ob sie "auffliegen" oder nicht. ;) Die Kaltschnäuzigkeit von Putin zeigt auch, wieso er im Geheimdienst war.