迈克尔·奥尔斯威德是匹兹堡大学的急诊医师和医学毒理学家，也是该大学生物安全中心的高级研究员。他是 RaPiD-T 计划（识别、保护、去污和治疗）的作者，自 1997 年以来一直培训急救人员进行化学武器管理。
决定化学物质如何影响人体的四个因素是吸收、分布、消除和效力。吸收是指化学物质快速进入人体的能力。在涉及卡芬太尼和沙林的新闻事件中，受害者是通过吸入蒸汽暴露而中毒的。在这些情况下，吸收是通过肺部发生的，肺部具有巨大的表面积，并且非常有效地吸收化学物质。例如，吸烟者血液中的尼古丁水平在吸入后几乎立即升高。相比之下，通过皮肤或衣物吸收需要更大的剂量和更多时间，如果化学物质无法渗透皮肤（如卡芬太尼），则可能根本不会发生吸收。
分布是指化学物质在体内发挥作用的位置。要渗透到神经系统，化学物质必须具有一定的脂溶性（脂肪）。卡芬太尼和沙林都能迅速穿透脂质血脑屏障。消除描述了身体能够多快地清除化学物质并从其影响中恢复过来。
关于支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保有关当今塑造我们世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
化学物质的效力是指其在其作用部位发挥作用的能力。最有效的化学物质作用于体内生理受体，化学物质与受体的结合程度决定了其效力。卡芬太尼与人体阿片受体的结合强度比吗啡或海洛因强数千倍。事实上，芬太尼系列的合成阿片类药物被开发为速效、高效的麻醉药物：卡芬太尼过量会导致个体迅速镇静并停止呼吸而死亡。
沙林的效力源于对体内一种非常重要的酶——乙酰胆碱酯酶的抑制。这种酶充当控制自愿运动（如呼吸）的神经系统部分的“关闭开关”，以及支气管收缩分泌、尿液和肠道控制以及其他非自愿功能。当乙酰胆碱酯酶受到抑制时，神经系统会过度刺激，身体瘫痪，呼吸停止，肺部不再发挥作用。因为体内只有少量的乙酰胆碱酯酶，所以只需要非常少的沙林就可以诱发这种作用。
通过肺部快速吸收、快速分布到活性部位和高效力的结合产生了在卡芬太尼和沙林蒸汽暴露中观察到的快速致死毒性效应。蒸汽毒性用致死浓度-时间乘积（或LCt50）来描述。LCt50是指暴露于特定浓度并在特定时间内死亡的受试者占 50%。例如，异丙基甲基膦酰氟酸酯（或沙林）的 LCt50 为每立方米每分钟 100 毫克。（100 毫克的纯沙林看起来像一个小液滴。）这意味着如果一个人呼吸的空气浓度为每立方米 100 毫克，她将在大约一分钟后有 50% 的死亡机会。体型较小或呼吸较快的人在暴露时最容易受到影响。