ALKOHOL ETYLOWY –

wybrane aspekty

toksykologiczne

i analityczne

Alkohol etylowy



Etanol – C

2

H

5

OH – alkohol alifatyczny



Ciężar cząsteczkowy = 46.06, temp.
wrzenia 78C



Miesza się z wodą w każdej proporcji



Alkohol etylowy należy do najszerzej
stosowanych w przemyśle
rozpuszczalników



Zatrucia alkoholem występują przede
wszystkim z powodu jego nadmiernego
spożycia

Alkohol absolutny



Alkohol absolutny – 100%



Otrzymywanie:



destylacja azeotropowa w układzie etanol-woda-
benzen:



azeotrop benzen-etanol-woda



azeotrop etanol-benzen



bezwodny etanol



Związanie wody z 96% etanolu przez
dodanie tlenku wapnia, bezw. siarczanu
magnezu lub sodu



Destylacja znad etanolanu magnezu

Alkohol etylowy



Środek odurzający, substancja rakotwórcza

(rak przełyku)



Farmakologiczne i toksykologiczne działanie

etanolu związane jest z jego działaniem ogólnie

znieczulającym (anestetycznym)



Etanol

jako środek znieczulający posiada

bardzo

niski indeks terapeutyczny

i

człowiek jest bardzo bliski śmierci, kiedy

zostanie osiągnięte jego znieczulające stężenie.



Etanol, działając jako środek znieczulający,
w zależności od przyjętej dawki wywołuje w

różnym stopniu depresję ośrodkowego układu

nerwowego.

Alkohol etylowy



Uzależniający narkotyk



Miara mocy uzależniającej wg Instytutu
Cato



dla nikotyny 100



dla etanolu 81



dla marihuany 21

Oddziaływanie
alkoholu na organizm
ludzki



Oddziaływanie na mózg



Oddziaływanie na nerki (zmniejsz
produkcję hormonu powodującego
zatrzymywanie przez organizm wody –
odwodnienie)



Oddziaływanie na błędnik



Zmniejsza zahamowania seksualne (

W.

Szekspir - Makbet

: pobudza żądzę, a

wstrzymuje wykonanie” – efekt zwany
„zwisem browarnika”)

Marskość wątroby



Objawy:



obrzęki (zatrzymywanie płynów
ustrojowych



żółtaczka



podbarwienie skóry i białkówek oczu

Alkohol etylowy

Działanie alkoholu etylowego na

ośrodkowy układ nerwowy:



stężenie w granicach

0.3‰ – 0.5‰



zaburzenie funkcji ruchowych



zaburzenie funkcji zmysłowych



zaburzenie funkcji intelektualnych człowieka



stężenie w granicach

0.5‰ – 0.7‰



zagrożenie w ruchu drogowym spowodowane

spożyciem niewielkich dawek alkoholu

(nieuzasadniony wzrost zaufania do swoich

umiejętności). Przy tych stężeniach z reguły nie

występują wyraźne zewnętrzne objawy zatrucia, a

ponadto osoba, która spożywa alkohol, sama nie zdaje

sobie sprawy z występujących zaburzeń.

Alkohol etylowy



stężenie

0.5‰ – 0.7‰ i powyżej



zakłócenie działania kolejnych ośrodków układu

nerwowego:



obniżenie nastroju



zwiększona agresywność



spadek psychicznej tolerancji



pojawienie się błędów w logicznym myśleniu



opóźnienie czasu reakcji



porażenie ośrodków podkorowych,

odpowiedzialnych między innymi za sferę ruchów:



brak koordynacji ruchowej



zataczanie się



mowa staje się niewyraźna, przechodząca w bełkot

 

Alkohol etylowy



ostatni etap ostrego zatrucia

alkoholem

:



depresja ośrodków wegetatywnych

zlokalizowanych w rdzeniu przedłużonym



utrata świadomości i wrażliwości na bodźce

zewnętrzne (upojenie alkoholowe).



w przypadku wystąpienia porażenia ośrodka

oddechowego i naczyniowo-ruchowego

następuje zgon.



poziom stężenia alkoholu, przy którym

następuje utrata świadomości, nie jest

jasno zdefiniowany (przy stężeniu

3.5 -

4.0 ‰

większość ludzi zapada w śpiączkę

Stadia zatrucia
alkoholowego

Paracelsus – „oznaki D”



Oszołomiony i zachwycony (

Dizzy and

Delightfull

) – stężenie we krwi 100 mg/100

mL



Pijany i chuligański (

Drunk and Disorderly

)

– stężenie we krwi 200 mg/100 mL



Pijany w trupa (

Dead Drunk

) – stężenie we

krwi 300 mg/100 mL



Zagrożenie zgonem (

Danger of Death

) –

stężenie we krwi 400 mg/100 mL

Alkohol etylowy -
wchłanianie



Niewielkie ilości wchłaniane w jamie

ustnej i przełyku



20% wchłaniane w żołądku



Większość wchłania się z przewodu

pokarmowego przez jelito cienkie

- w ciągu 5-10 minut po spożyciu

można go

wykryć we krwi

- w ciągu 15 minut wchłonięciu ulega

50%

spożytej dawki

- w ciągu 40 minut osiągalne jest

maksymalne stężenie we krwi

Alkohol etylowy - krzywa

absorpcji

faza wchłaniania

- trwająca

od 30 minut do 1.5 h gdy
stężenie alkoholu we krwi
szybko narasta

faza wyrównywania
stężenia

- krótka - od 5 do

20 minut

faza eliminacji alkoholu z
organizmu

- obrazuje proces

pozbywania się nie
zmetabolizowanego alkoholu
z organizmu. 

Alkohol etylowy -
krzywa
absorpcji

Alkohol etylowy -
wchłanianie

Szybkość wchłaniania zależy od:



ilości i rodzaju pokarmu obecnego w żołądku, jak:

węglowodany, białka, czy tłuszcze, spełniają

ważną

rolę, opóźniając działanie alkoholu w

porównaniu z jego konsumpcją na tzw. pusty żołądek



ilości spożytego alkoholu



częstotliwości spożywania i rodzaj napoju

alkoholowego



znacznie większa powierzchnia wchłaniania

alkoholu w jelicie cienkim powoduje, że proces ten

zachodzi bardzo szybko, zwłaszcza gdy ten odcinek

przewodu pokarmowego (dwunastnica, jelito

cienkie) jest pusty

Alkohol etylowy



Spożyty alkohol zostaje wchłonięty z
przewodu pokarmowego, przedostaje się
do krwiobiegu i trafia przez żyłę wrotną
do wątroby, w której jest on
metabolizowany poprzez mechanizmy
oksydacyjne



Eliminacja alkoholu:



w 90% eliminacja enzymatyczna



w 10% usuwanie w postaci niezmienionej z
moczem i powietrzem wydychanym.

Faktor Widmarka



Szybkość eliminacji alkoholu z krwi obliczana jest na
podstawie tzw. krzywej alkoholowej, którą wyraża
faktor Widmarka



Faktor Widmarka (

współczynnik 

) – pokazuje

spadek stężenia alkoholu we krwi w jednostce czasu



Wartość najczęstsza od 0.1 do 0.25

‰ na godzinę

(wyższe wartości u alkoholików)



Wyrażenie wagowe – 0.10-0.12 gram alkoholu na
każdy kilogram masy ciała w ciągu godziny
(mężczyzna 70 kg eliminuje w ciągu godziny
kieliszek czystej wódki 7-8 g alkoholu)

Alkohol etylowy -
metabolizm



Dehydrogenaza alkoholowa (ADH)

przekształca

alkohol w aldehyd octowy

CH

3

CH

2

OH + NAD

+

CH

3

CHO + NADH + H

+



Etanal utleniany jest przy użyciu enzymu -

dehydrogenazy aldehydowej (ALDH)

do kwasu

octowego

CH

3

CHO + NAD/NADP+ + H

2

O RCOOH + NADH/NADPH

+

+ H

+



Kwas octowy jest finalnie metabolizowany m.in. w cyklu

kwasów trójkarboksylowych (cyklu Krebsa) do dwutlenku

węgla.

Alkohol etylowy

metabolizm



Organizm człowieka produkuje kilka

rodzajów

dehydrogenazy alkoholowej

,

natomiast wszystkie z nich są dimerami

składającymi się z dwóch polipeptydów

("podjednostek") i każdy z nich zawiera

dwa jony cynku (

Zn

+2

)



Obecność jonów cynku w cząsteczce

enzymu ma krytyczne znaczenie w

utrzymaniu grupy hydroksylowej (-OH)

cząsteczki alkoholu w odpowiedniej

pozycji, tak by mogła nastąpić właściwa

reakcja enzymatyczna, przy użyciu

koenzymu NAD

+

(dinukleotydu

nikotynamidoadeninowego).

Dehydrogenaza

aldehydowa



Enzym występuje w postaci
tetrameru - składa się z 4
podjednostek.



Leki stosowane u alkoholików –
hamują działanie tego enzymu
(Antabus)



Zmniejszona aktywność tego
enzymu u Chińczyków i Japończyków
(zastąpienie jednej cząsteczki kwasu
glutaminowego cząsteczką lizyny)

Alkohol etylowy
metabolizm



W wątrobie alkoholików istnieje dodatkowa droga

metaboliczna -

mikrosomalny systemem

utleniania alkoholu (MEOS)



MEOS

zlokalizowany w gładkiej siateczce

endoplazmatycznej ulega indukcji enzymatycznej

(zwiększeniu aktywności na skutek syntezy

nowego białka enzymatycznego) przy

chronicznym narażeniu na alkohol. Jednakże po

krótkim okresie abstynencji (2-3 dni) szybkość

metabolizmu wraca do prawie normalnej wartości.



Enzymy

MEOS

wykazują maksymalną aktywność,

gdy stężenie alkoholu jest wyższe niż 0.5‰.

„Leczenie kaca”



Minimalizowanie objawów:



Nie pić zbyt dużo i zbyt szybko



Nie pić na pusty żołądek (tłuste
jedzenie spowalnia wchłanianie
alkoholu)



Pić wodę co jakiś czas



Wypić pół litra wody przed
położeniem się do łóżka

Analiza zawartości

alkoholu we krwi



Wzór Erika Widmarka

gdzie:

P

- zawartość alkoholu we krwi w promilach

A

- ilość wypitego czystego alkoholu w gramach

(gęstość etanolu wynosi 0,8 g/cm

3

)

K

- współczynnik wynoszący (w przybliżeniu) 0,7

dla

mężczyzn i 0,6 dla kobiet

W

- masa ciała w kilogramach

Analiza na zawartość

alkoholu

Wiarygodność zastosowanej metody

- pojęcie

określające całościowo relacje „wynik pomiaru a

wartość rzeczywista”

Na wiarygodność metody laboratoryjnej składa się

szereg kryteriów:



swoistość

(selektywność), cecha, od której zależy,

czy metoda może dawać wyniki fałszywie dodatnie,

tj. obejmować swym zasięgiem większą grupę

substancji



dokładność

, której miarą jest różnica pomiędzy

ilością zmierzoną, a rzeczywistą wartością



precyzja wyników

uzyskanych w toku

kilkukrotnego badania tej samej próbki



wykrywalność

, czyli najniższe stężenie substancji

możliwe do wykrycia daną metodą

Oznaczanie zawartości
alkoholu w materiale
biologicznym

Metody powszechnie stosowane
do oznaczania zawartości alkoholu
w materiale biologicznym:



Metody chromatografii gazowej



Metoda enzymatyczna ADH

Podziałowa
chromatografia
gazowa



Rozdział składników między fazę ciekłą
i fazę ruchomą:



Faza ciekła – trudno lotna ciecz
zaadsorbowana na nośniku



Faza ruchoma – gaz nośny

Chromatografia
gazowa



Chromatograf gazowy

składa się

ogólnie z następujących podstawowych
elementów:



układ nastrzykowy



termostatowany piec



kolumna chromatograficzna



detektor



rejestrator

Chromatografia
gazowa



Czas retencji

- wielkość równa ilości

czasu potrzebnego do przejścia przez całą

długość fazy rozdzielczej określonego

składnika analizowanej mieszaniny



Każdy związek chemiczny wykazuje

zazwyczaj inne powinowactwo chemiczne

lub inny stopień oddziaływań fizycznych z

fazą rozdzielczą



Czym to powinowactwo jest silniejsze tym

dłuższy jest czas retencji

Chromatografia
gazowa



Chromatografia gazowa

jest metodą

analityczną umożliwiającą wykonanie analizy

jakościowej i ilościowej w jednym procesie

Dokładność analizy

ilościowej zależy:



od jakości chromatografu i związanej z tym

niezmienności warunków

chromatografowania w czasie wykonywania

analizy



od rodzaju detektora i zakresu liniowości

jego wskazań



od sposobu wykonywania analizy



od sposobu zbierania danych do obliczeń

Chromatografia
gazowa

W praktyce w analizie metodą chromatografii

gazowej winny być spełnione następujące

parametry:



kolumna ogrzewana w stałej lub zmiennej

(kontrolowanej) temperaturze



próba wstrzykiwana w sposób ręczny lub

automatyczny



jeden lub więcej detektorów;



elektroniczne lub elektromechaniczne

urządzenie do zapisywania odpowiedzi detektora

(zazwyczaj komputerowy zapis wyników)



ciśnieniowy wlot gazu nośnego jak azot,

generator gazu wodoru

Chromatografia HS-GC

Gazowa chromatografia

head-space

(HS-GC)

stała się metodą analizy

alkoholu i innych lotnych substancji w

materiale biologicznym w

laboratoriach toksykologiczno-

sądowych.

Prawo Henry-Daltona - w

zamkniętym układzie i ustalonej

temperaturze stosunek stężeń

alkoholu we krwi do jego stężenia w

powietrzu nad krwią ma wartość stałą.

Chromatografia HS-GC

Szeroko stosowana do analizy alkoholu
we krwi metoda

HS-GC

wymaga

dwóch podstawowych czynności:



rozcieńczenia w stałej proporcji próby krwi
ze standardem wewnętrznym



analizy par występujących w równowadze
z rozcieńczoną krwią przez
zautomatyzowany system pobierania

Chromatografia HS-GC



Wyniki tej metody wykazują doskonałą
precyzję i dokładność przy krótkim
czasie analizy.



Stosowanie metody

HS-GC

z podwójną

analizą na dwóch różnych fazach
stałych i uzyskiwanie na nich różnych
czasów retencji etanolu wydaje się być
wystarczające dla celów sądowych.

Metoda enzymatyczna



Podstawa metody - utlenianie etanolu do
aldehydu octowego w obecności
katalizatora.



Wynik reakcji ocenia się ilościowo za
pomocą pomiaru spektrofotometrycznego.



Powstająca podczas utleniania
zredukowana forma nukleotydu NADH
oznacza się swoistą absorpcją światła w
bliskim UV (340 nm).

Chemiczne testy
zatrucia



Po I Wojnie Światowej (rozwój transportu)
nastąpiła legislacja systemu opartego na
„chemicznym teście zatrucia” z
dopuszczalną granicą stężenia alkoholu w
płynach ustrojowych jako podstawy
zasądzenia



Wykorzystano w tym celu metody
chemiczno-fizyczne do mierzenia stężenia
alkoholu w płynach biologicznych (jak krew
lub mocz pobranych od osób podejrzanych o
konsumpcję alkoholu)

Analiza wydychanego
powietrza na zawartość
alkoholu



Emil Bogen

(1927) - użycie analizy

powietrza wydychanego jako testu
trzeźwości



Reakcja między
- alkoholem
- kwasem siarkowym(VI)
- dwuchromianem potasu

Analiza wydychanego
powietrza na zawartość
alkoholu



Kierowanie pojazdem pod wpływem alkoholu

było definiowane poprzez stężenie alkoholu we

krwi, natomiast większość pomiarów zawartości

alkoholu w organizmie człowieka dla celów

sądowych dotyczyła analizy powietrza

wydychanego.



Konieczność zamiany zmierzonego stężenia

alkoholu w powietrzu wydychanym na

odpowiadające mu stężenie we krwi.



Oznaczone stężenie alkoholu w wydychanym

powietrzu jest przeliczane na odpowiadające

mu stężenie we krwi poprzez wprowadzenie

stałego współczynnika podziału etanolu między

te dwa środowiska.

Analiza wydychanego
powietrza na zawartość
alkoholu



Przyjmuje się, że w temp. 34C 1 objętość

krwi zawiera taką samą ilość etanolu jak

2100

objętości powietrza wydychanego.



Dla celów sądowych przyjęto współczynnik

podziału

2100:1

dla wszystkich badanych

osób bez względu na warunki, w jakich

przeprowadzono test.



Zalecenie stosowania tego współczynnika

zostało przyjęte na spotkaniu ekspertów w

1952

roku, które odbyło się pod auspicjami

National Safety Council Committee.

Analiza wydychanego
powietrza na zawartość
alkoholu



Od

1972

roku zostały poczynione

znaczne postępy w zastosowaniu
nowych metod i technik w analizie
powietrza wydychanego, polegające
na wykorzystaniu mikroprocesorów
kontrolujących przebieg oddechu:



Nieinwazyjna technika pobierania próby



Bardziej efektywna kontrola drogowa



Wyciągnięcie natychmiastowych sankcji

Urządzenia kontrolujące zawartość
alkoholu w wydychanym powietrzu

Alco

Check

„Latarka”

Alcoblow

–

pomiar pasywny

Obowiązujące normy

Obowiązujące stężenia alkoholu we krwi w wielu

krajach zostały przeliczone wprost na stężenie

alkoholu w powietrzu wydychanym przez użycie

średniego współczynnika podziału alkoholu

między krew/powietrze wydychane, i tak:



Wielka Brytania i Holandia - współczynnik 2300:1



Austria - 2000:1



Norwegia, Szwecja i Polska - 2100:1



Kryterium wyboru konkretnych współczynników

krew/powietrze wydychane przyjętych przez

ustawodawców różnych krajów pozostaje

niewiadome.

Zależność między
stężeniami alkoholu



Wzajemna zależność między stężeniem
alkoholu we krwi i stężeniem w
powietrzu wydychanym opisana jest
równaniem:

BAC = BrAC x współczynnik podziału

krew/powietrze

gdzie:

BAC

– stężenie alkoholu we krwi

BrAC

– stężenie alkoholu w wydychanym powietrzu

Metody stosowane do
oznaczania zawartości etanolu
w powietrzu wydychanym 



Oznaczanie stężenia etanolu w powietrzu

wydychanym stanowi podstawową procedurę

analityczną wymaganą dla celów sądowych.



W urządzeniach obecnie używanych do

analizy powietrza wydychanego na

zawartość alkoholu stosuje się w tym celu

następujące metody chemiczne i fizyczne:



- chemiczne utlenianie etanolu przez związki o

charakterze silnych utleniaczy



- zmiany przewodności półprzewodnika



- utlenianie elektrochemiczne



- spektrometrię IR

Metoda chemicznego
utleniania etanolu



Wykorzystanie działania redukującego

alkohol w stosunku do silnych utleniaczy,

takich jak np. dwuchromian potasu lub

nadmanganian potasu.



Etanol zawarty w powietrzu wydychanym

ulega utlenieniu przez te związki w obecności

stężonego kwasu siarkowego.



Utlenienie etanolu do aldehydu octowego

przez dwuchromian potasu powoduje

powstawanie zmian w zabarwieniu utleniacza

z pierwotnie żółtego do różnych odcieni

żółto-zielonego i zielonego.

Metoda chemicznego

utleniania etanolu



Rurkowe probierze trzeźwości

- pierwsze

instrumenty tzw. do analizy powietrza
wydychanego.



Testery nie zbyt dokładne, ale używane do badań
wstępnych, zwłaszcza podczas kontroli na
drodze.



Sporadycznie są one jeszcze stosowane,
jednakże pozytywny wynik badania musi być
bezwzględnie potwierdzony inną specyficzną
metodą.

Metoda chemicznego

utleniania etanolu



Dodatkowe zastosowanie
spektrofotometrii – pomiar
występujących zmian
zabarwienia odczynnika pod
wpływem par etanolu



Wartość absorpcji jest
przeliczona na stężenie alkoholu
(wskazanie liczbowe)



Obecnie praktyczne
zastosowanie tych urządzeń jest
znikome.

Metoda z zastosowaniem
detektora
półprzewodnikowego



Półprzewodnik - ciało stałe o właściwościach pośrednich
między metalicznym przewodnikiem i nieprzewodzącym
izolatorem.



Stosowanie półprzewodników w detekcji etanolu -
ograniczone do używania

sensora Taguchi



Sensor zastosowany w urządzeniach do oznaczania
różnych gazów -

opatentowany w USA w 1973 roku



Używany był w podręcznych analizatorach powietrza
wydychanego stosowanych do badań wstępnych, czasem w
dowodowych analizatorach powietrza wydychanego



Podstawą budowy

sensora Taguchi

jest niewielki

porowaty element tlenku cynowego - jego przewodnictwo
elektryczne wzrasta proporcjonalnie do stężenia alkoholu w
parach próbki.

Metoda z zastosowaniem
detektora
półprzewodnikowego



Zastosowany m.in. w zasilanym bateryjnie

podręcznym

testerze alkoholu Alert, model J2A-

1000



Urządzenie sygnalizuje wyłącznie najwyższe

obecne stężenie alkoholu w powietrzu wydychanym



Rozwiązania konstrukcyjne zapobiegały pomiarowi

przy braku ciągłości wydechu, jednakże wiele

innych substancji powodowało występowanie

wzrostu przewodnictwa



Aparat jest bardzo użyteczny do wstępnego

badania trzeźwości w trakcie kontroli drogowej, lecz

wynik dodatni wymaga potwierdzenia przy użyciu

innych metod

Metoda utleniania

elektrochemicznego



Technologia stosowana w analizatorach powietrza

wydychanego od ponad 15 lat



W pierwszym etapie była wykorzystywana do badań

wstępnych, a obecnie znalazła zastosowanie w

dowodowych urządzeniach oraz w tzw.

pasywnych

testerach



Zastosowane w tej metodzie

ogniwo paliwowe

(fuel

cell)

nie reaguje na

ewentualną obecność w powietrzu

wydychanym

acetonu

, jednakże

może reagować na

metanol

,

n-propanol

,

izopropanol

i

aldehyd octowy



Ten ostatni związek jest obecny w powietrzu

wydychanym w stężeniach zbyt niskich, aby wpłynąć na

wynik pomiaru - nie występuje zatem zagrożenie

chemicznej interferencji przez te związki



Detektor

nie reaguje na rozpuszczalniki organiczne

(węglowodory) obecne w otoczeniu człowieka

Metoda utleniania

elektrochemicznego



Oznaczenie stężenia alkoholu –
elektrochemiczne utlenianie etanolu na
kontrolowanym potencjale elektrody



Etanol utleniany poprzez aldehyd octowy do
kwasu octowego (proces 4 elektronowy) -
pomiar prądu powstającego w powyższym
procesie



Wielkość powstającego prądu elektrycznego
jest proporcjonalna do stężenia alkoholu w
powietrzu wydychanym

Metoda utleniania

elektrochemicznego



Zalety:



Wysoka czułość w stosunku do niskich
stężeń etanolu w próbce powietrza



Wymagana niewielka ilość próbki
powietrza



Występująca liniowość stężeń w bardzo
szerokim zakresie



Wysoka selektywność wobec par etanolu



Brak wpływu CO

2

na wynik pomiaru

Urządzenia elektroniczne działające na
zasadzie elektrodowego utleniania
alkoholu (podręczne – przenośne, do
badań wstępnych, orientacyjnych, nie
dowodowe)

Alkotest 7410 Plus

AlcoSensor IV

Intox 400

Metoda z zastosowaniem
absorpcji
promieniowania IR



Spektrometria IR - pomiar wielkości, przy której

związki chemiczne absorbują promieniowanie IR w

specyficznej długości fali, jej częstotliwości i energii



Długości fal w zakresie od 400 do 12 000 nm



W praktyce badania powietrza wydychanego na

zawartość alkoholu pobranego od kierowców

prawdopodobieństwo obecności związków

interferujących jest niewielkie i nie stanowi

znaczącego problemu.



Wszystkie urządzenia na podczerwień wyświetlają

liczbowe wyniki pomiarów, drukują je, a różne

automatyczne czujniki kontrolują przebieg badania.

Metoda z zastosowaniem
absorpcji
promieniowania IR



Różnice między typami analizatorów

wyposażonych w detektor promieniowania

podczerwonego dotyczą ich selektywności

wobec alkoholu.



Wiarygodne oznaczenie jakościowe i pomiar

ilościowy stężenia związku chemicznego

wymagają zastosowanie dwóch długości fal



Instrument, w którym zastosowano ilościowy

pomiar etanolu w powietrzu wydychanym przy

pojedynczej długości fal, nie jest specyficzny dla

tego związku, a selektywność metody wzrasta

proporcjonalnie do liczby użytych długości fal.

Klasyfikacja dowodowa
analizatorów powietrza
wydychanego

Rok (generacja)

Typ urządzenia

Zasada pomiaru alkoholu

1930-1953 (1)

Alcometr, Drunkometr

Utlenianie KMnO4

1953-1970 (2)

Intoximeter, Ethanofraphe

Utlenianie KMnO4

1969 93)

GC Intoximeter

Chromatografia gazowa

1970 (3)

Intoxilyzer 4011

Analiza IR

1971 (3)

Alco-Analyzer

Chromatografia gazowa

1973 (3)

Alert

Półprzewodnik Taguchi

1975 (4)

Intoximeter 3000

Analiza IR

1976 (4)

Intoxilyzer 5000

Analiza IR (dwie długości fali)

1979 (4)

Alcomat, Alcotest

Analiza IR (dwie długości fali)

1986 (5)

Alcotest 7110, Alcomat

Analiza IR

1992 (6)

Intoxilyzer 6000

Analiza IR (wiele długości fal)

1994 (6)

Intoximeter EC/IR

Elektrochemiczne utlenianie

1995 (6)

Alcotest 7110 Mark III

Elektrochemiczne utlenianie +

IR

Urządzenia elektroniczne działające na
podstawie pomiaru
spektrofotometrycznego w podczerwieni
(stacjonarne, dowodowe)

Alcotest 7110

Alkometr A 2.0

Alcomat

Analiza włosów pod kątem
EtG



EtG

- marker chronicznego nadużywania

alkoholu



Analiza określa zawartość EtG we włosach -

zawartość EtG we włosach powyżej 0,01
ng/mg świadczy o chronicznym
nadużywaniu alkoholu.



Na podstawie wyników określana jest
intensywność konsumpcji alkoholu.



Wynik jest wiarygodny i jednoznaczny.

Analiza włosów pod kątem
EtG



okresy picia ciągłego (

0.7 - 1.0 l wódki dziennie

)

przerywane dłuższymi okresami abstynencji -

0,030

ng/mg



2.0 - 2.5 l piwa w dni weekendu

przez ostatnie 5

miesięcy -

0,044 ng/mg



4.0 l piwa dziennie

przed długi okres czasu -

0,304

ng/mg



2.5 - 3.0 l piwa + 0.5 l mocnego alkoholu
dziennie

przez długi okres czasu -

0,415 ng/mg



0.5 l 35% alkoholu dziennie

w ciągu ostatnich 6

miesięcy -

0,140 ng/mg



1.5 l 35% alkoholu dziennie

przez ostatnie

6 tygodni wcześniej 2 miesiące abstynencji -

0,305 ng/mg

Materiał sekcyjny



Proces rozkładu gnilnego materiału pobieranego do

badań toksykologiczno-chemicznych nastręcza wiele

trudności toksykologom sądowym



W toku gnicia dochodzi bowiem do powstawania wielu

związków



utrudniających identyfikację niektórych trucizn



będących truciznami



Do związków, które powstają w toku rozkładu gnilnych

tkanek, należą m.in.

etanol

oraz

alkohole wyższe

.



W związku z tym ocena wyników ilościowych

uzyskanych przy badaniu obecności związków

mogących być jednocześnie

endogennymi

produktami rozkładających się tkanek,

jak i

egzogennie wprowadzonymi truciznami

, jest

zawsze bardzo trudna.

Materiał sekcyjny



Ustalenie stanu trzeźwości osoby w momencie
zgonu z reguły nie jest tak dokładne jak w
przypadku osoby żyjącej.



Procesy i reakcje chemiczne zachodzące w
zwłokach są bardzo skomplikowane, a ponadto
ulegają ciągłym zmianom ze względu na
możliwość ich wzajemnego oddziaływania.



Krew sekcyjna przeważnie zawsze skażona
jest różnego rodzaju drobnoustrojami

,

które rozwijając się w niej, wywołują zmiany.

Materiał sekcyjny



Zachodzący rozkład gnilny jest
niepożądany, ponieważ w jego wyniku
mogą zachodzić dwa różne procesy:



zanikanie obecnego początkowo we krwi
alkoholu, np. pod wpływem bakterii
utleniających w temp. pokojowej etanol do
kwasu octowego



powstawanie alkoholu, zwłaszcza z
obecnej we krwi glukozy w krwi.

Materiał sekcyjny



W okresie agonii stężenie glukozy we krwi
może wzrosnąć dość znacznie, co powoduje
zwiększone wytwarzanie alkoholu (do 1 ‰
lub więcej)



Alkohol endogenny

– alkohol powstały w

okresie agonii



Należy zatem dążyć do;



możliwie szybkiego badania próby krwi po zgonie



dodanie do niej np.

fluorku sodu

blokującego

fermentację alkoholową

Materiał sekcyjny



Oprócz zasadniczego czynnika
wpływającego na stężenie etanolu we
krwi sekcyjnej, jakim jest fermentacja
alkoholowa, istnieją jeszcze inne
czynniki, mogące mieć wpływ na wynik
oznaczania etanolu, mianowicie czynniki
obniżające stężenie etanolu.



Obniżenie stężenia etanolu we krwi
można obserwować w dwóch
momentach.

Materiał sekcyjny



Po raz pierwszy

dochodzi do obniżenia

stężenia etanolu w zwłokach a ciągu

pierwszych kilkudziesięciu godzin po zgonie.



Spadek ten sięga ok.

20%

wartości

wyjściowej.



Najbardziej prawdopodobną przyczyną tego

zjawiska jest zmniejszenie się zawartości

wody we krwi żył obwodowych.



Normalna zawartość wody w krążącej krwi

wynosi średnio 83%, zawartość wody we krwi

pobranej z kończyn 30 godzin po zgonie

wynosi 75%, a po 50 godzinach może

zmniejszyć się nawet do 70%.

Materiał sekcyjny



Po raz drugi

obniżenie się stężenia

etanolu w gnijącej krwi obserwuje się
po ok. 2 tygodniach przechowywania
krwi in vitro (nawet w lodówce).



W tym okresie rozpoczyna się powolny
spadek stężenia etanolu zależny
prawdopodobnie od jego bakteryjnego
rozkładu.

Wiarygodność
wyników

Próba krwi musi być pobrana z naczyń
obwodowych

, a nie z obszaru jam ciała

(jama brzuszna, klatka piersiowa).
Fermentacja treści żołądkowej zalegającej w
przewodzie pokarmowym dostarcza
znacznych ilości alkoholu

nawet do

kilkudziesięciu promili

, który – bądź w drodze

dyfuzji lub przemieszczania się z wodą –
dostaje się do krwi.

Wiarygodność
wyników



Pobieranie próby krwi, która wyciekła
na zewnątrz naczyń krwionośnych w
wyniku ich uszkodzenia, jest
niedopuszczalne

.



Alkohol z tak rozlanej krwi szybko paruje, co
prowadzi do uzyskania błędnych wyników;
ponadto, zachodzi niebezpieczeństwo
zanieczyszczenia próby krwi substancjami z
podłoża, które mogą mieć wpływ na wynik.

Wiarygodność
wyników



Należy także wziąć pod uwagę fakt, że woda
zawarta w tkankach zwłok opada na
zasadzie siły ciężkości w kierunku niżej
położonych części ciała; objawem tego jest
występowanie plam opadowych.

Wraz z

wodą przemieszcza się również zawarty
w niej alkohol

. W związku z tym, według

oszacowań, zawartość alkoholu we krwi
pobranej ze zwłok po upływie 24 godzin od
zgonu jest niższa o ok. 10% od wartości
pierwotnej.

Wiarygodność
wyników



Nie można również pominąć wpływu
zachowanej jeszcze przez jakiś czas po
zgonie aktywności układów
detoksykacyjnych.



Dokładność wyniku badania krwi
sekcyjnej w odniesieniu do jego
stężenia w chwili zgonu jest zatem
mniejsza i ma charakter szacunkowy.

Wiarygodność
wyników



W celu uzyskania w miarę wiarygodnych

wyników niezbędne jest przeprowadzenie

badań innych materiałów poza krwią:



moczu



ciałka szklistego gałki ocznej



przychłonki (perylimfy) z ucha środkowego



mazi stawowej



Ciałko szkliste i przychłonka są dobrze

izolowane od toczących się w początkowej

fazie procesów gnilno-fermentacyjnych.

Wiarygodność
wyników



Dobrą metodą do analizy materiału
sekcyjnego, a zwłaszcza krwi, jest
metoda chromatografii gazowej - pozwala
ona wykryć obecność wyższych alkoholi
świadczących o przebiegu fermentacji
alkoholowej materiału sekcyjnego.



Metoda enzymatyczna jest wystarczająco
wiarygodna w przypadku analizy
materiału sekcyjnego na zawartość
alkoholu.

Wiarygodność
wyników



Przy ocenie wyników analiz zasadnicze znaczenie

ma uwzględnienie obecności

alkoholu

endogennego

(stężenie może wynosić ok.

0.5‰

).



Najwięcej wątpliwości interpretacyjnych dotyczy

wartości zawartych w przedziale stężeń od

0.6‰

do 1.2‰

, ze względu na występowanie w tych

przypadkach sumy stężeń alkoholu endogennego i

konsumpcyjnego przy stosunkowo niewielkiej

wartości tego drugiego stężenia.



Dysponowanie w tym zakresie stężeń wyłącznie

wynikiem badania próby krwi bez możliwości

skorelowania go z zawartością alkoholu w próbce

moczu lub ciałka szklistego gałki ocznej powoduje,

że jednoznaczna ocena stanu trzeźwości osoby w

chwili zgonu jest niemożliwa.

Wiarygodność
wyników



Alkohol po jego spożyciu pojawia się nieco później niż we

krwi w:



moczu



ciałku szklistym gałki ocznej



mazi stawowej



perylimfie



Wynika to z przedłużonej w czasie dyfuzji i zróżnicowania

fazy wchłaniania.



W przypadkach, kiedy dysponujemy wynikami analizy prób

krwi, ciałka szklistego gałki ocznej i moczu, możemy z

bardzo dużym prawdopodobieństwem określić fazę

przemiany alkoholu (wchłanianie, eliminacja) w chwili zgonu.



W fazie wchłaniania stężenie w płynach ustrojowych jest

mniejsze od stężenia we krwi, podczas gdy w fazie eliminacji

stosunek ten jest odwrotny. W wielu wypadkach jest to

bardzo istotny czynnik w opiniowaniu toksykologiczno-

sądowym.

Wiarygodność
wyników



Ciałko szkliste

, ze względu na swoje

anatomiczne wyizolowane położenie
oraz płynny charakter, stanowi bardzo
dogodny materiał sekcyjne do
oznaczania alkoholu, zwłaszcza w
przypadkach, kiedy nie można uzyskać
krwi do analizy z powodu
wykrwawienia lub daleko posuniętego
rozkładu zwłok.

Wiarygodność
wyników



Wynik

analizy moczu

pobranego pośmiertnie - w

porównaniu z wynikiem badania krwi, ułatwia on

określenie fazy zatrucia, a także odznacza się stabilnością

poziomu alkoholu, ponieważ nie zawiera substancji

niezbędnych do wytwarzania się alkoholu endogennego.



Na podstawie samego wyniku analizy moczu nie można w

sposób jednoznaczny wnioskować o stężeniu alkoholu we

krwi i oceniać stanu trzeźwości osoby w chwili zgonu.

Można bowiem się zdarzyć, że w próbie moczu

stwierdzimy alkohol, natomiast do momentu zgonu uległ

on już całkowitej eliminacji z krwi, względnie zgon nastąpił

we wczesnej fazie wchłaniania i mocz będzie wolny od

alkoholu, zaś w próbie krwi będziemy stwierdzać jego

obecność.



Jak zaznaczono, próba krwi i moczu w przypadkach

materiału sekcyjnego stanowi prawidłowy zestaw

do oceny stanu trzeźwości w chwili zgonu.

Ocena stanu
trzeźwości



Przestępstwa drogowe - ustalenie stanu trzeźwości

kierującego pojazdem w momencie zdarzenia.



Zachodzi zatem konieczność przeprowadzenia

rekonstrukcji poziomu (stężenia) alkoholu we krwi

badanego na podstawie wyniku analizy i pewnych

znanych prawidłowości przemian alkoholu w

organizmie.



Takiej wiedzy, jak dotychczas, nie udało się

osiągnąć w sposób zadowalający. Bardzo przydatne

jest w miarę dokładne ustalenie „scenariusza”

picia alkoholu przez osobę podejrzaną

obejmującego rodzaj, ilość i czas konsumpcji

napoju oraz wypełnienie żołądka (pusty/pełny).

Rachunek
retrospektywny



Rachunek retrospektywny

-przeprowadzenie pewnych
uproszczonych obliczeń, które
umożliwią określenie zbliżonego do
rzeczywistego stężenia alkoholu we
krwi w krytycznym momencie.

Rachunek
retrospektywny



Przyjmuje się, że profil przemian alkoholu w fazie

eliminacji ma charakter prostoliniowy, tzn., że

spadek stężenia alkoholu w ciągu godziny jest

stały.



Maksymalne stężenie alkoholu we krwi będące

wynikiem konsumpcji określonej ilości alkoholu

może być obliczone przy przyjęciu następujących

założeń:



spożyty alkohol został całkowicie wchłonięty z

przewodu pokarmowego do krwiobiegu, zanim

nastąpiła jakakolwiek znacząca jego eliminacja (co

nie występuje w praktyce)



alkohol rozpuszcza się równomiernie w całej wodzie

zawartej w organizmie



całkowita zawartość wody w ustroju jest znana

Rachunek
retrospektywny



Obliczenia oparte na wartościach średnich i na

założeniach przyjętych przez biegłego

sądowego posiadają zatem charakter

modelowy, który jedynie w przybliżeniu

odzwierciedla stan faktyczny.



Obliczenia należy traktować wyłącznie w

kategoriach prawdopodobieństwa.



Obliczenia retrospektywne zawsze mają

charakter probabilistyczny, przybliżając jedynie

omawiane zdarzenie przy założeniu jego

typowości populacyjnej i nie mogą być

traktowane jako pełnowartościowy dowód w

sprawie, a stanowią jedynie pomocny element

dla potrzeb organów procesowych.

Rachunek
prospektywny



Rachunek prognostyczny
(prospektywny)

– obliczenie zawartości

alkoholu we krwi na podstawie zeznań
świadków



Nie ma wartości naukowej wymaganej w
opiniowaniu sądowo-lekarskim,
stanowiąc szczególnie trudne
zagadnienie zwłaszcza w zakresie
właściwego zrozumienia opinii przez jej
odbiorców.