Temat: Metanol, toksyczność, właściwości, działanie na organizm człowieka, metabolizm oraz metody oznaczania.
1. Metanol lub alkohol metylowy znany także pod nazwami zwyczajowymi spirytus drzewny i karbinol to najprostszy, trujący dla człowieka, związek organiczny z grupy alkoholi o wzorze CH3OH. Został odkryty w 1661 przez Roberta Boyle'a.
2. Właściwości:
a) fizyczne:
Stan skupienia: ciekły
Barwa: nie posiada
Miesza się z wodą w każdym stosunku
Jest lżejszy od wody
Temperatura topnienia = -97oC
Temperatura wrzenia = 65oC
Łatwopalny, zwłaszcza jego opar (niebieski płomień)
b) chemiczne
Jest silnie trujący
Ma charakterystyczny, ostry zapach
Jest substancją palną
Wykazuje odczyn obojętny
3. Toksyczność.
Toksyczne są przede wszystkim metabolity metanolu (aldehyd i kwas mrówkowy). Uszkadzają one bezpośrednio komórki, denaturując białka, działają też szkodliwie na nerwy, szczególnie nerw wzrokowy. Toksyczność dotyczy zatem przede wszystkim ośrodkowego układu nerwowego, nerwu wzrokowego, a także nerek, wątroby i serca. W oku, poza nerwem wzrokowym, uszkadzana jest siatkówka i rogówka. Oprócz tego kwas mrówkowy powoduje powstanie kwasicy metabolicznej.
Rozpiętość dawki śmiertelnej dla człowieka jest bardzo duża, ale przyjmuje się, że stężenie 80 mg/l w surowicy krwi stanowi istotne zagrożenie dla życia. W praktyce jednak, ze względu na szybki metabolizm metanolu spożycie nawet dużej ilości tego alkoholu nie prowadzi do tak wysokiego stężenia. Metanol jest głównie toksyczny pośrednio - w postaci kwasu i aldehydu mrówkowego. Przyjmuje się, że dawka śmiertelna metanolu to ok. 4 g na kilogram ciała, co oznacza, że do uśmiercenia przeciętnego mężczyzny (około 70 kg wagi) potrzeba około 280 g metanolu. Jednakże, ze względu na jego metabolizowanie do kwasu mrówkowego utrata wzroku może nastąpić już przy znacznie mniejszej ilości tego alkoholu.
4. Działanie na organizm człowieka.
Faza narkotyczna - nie ma jeszcze toksycznych metabolitów, objawy:
przyśpieszony oddech
bóle i zawroty głowy
nudności i wymioty.
Faza kwasicza - powstający kwas mrówkowy powoduje kwasicę metaboliczną, objawy:
bóle brzucha
skóra zaczerwieniona, spojówki przekrwione
spadek ciśnienia krwi.
Faza uszkodzenia OUN - uszkodzenie nerwów, objawy:
zaburzenia widzenia, problemy z ostrością widzenia
rozkojarzenie motoryczne
pobudzenie, a później zaburzenia świadomości do śpiączki włącznie
w końcowym stadium zniesienie odruchów fizjologicznych i porażenie ośrodka oddechowego.
Do zgonu może dojść już po kilku godzinach od wypicia większej ilości metanolu - rozwija się ciężka kwasica metaboliczna i wstrząs.
Jeżeli osoba zatruta przeżyje ten okres, a kwasica zostanie wyrównana, dochodzi do powikłań takich jak całkowita ślepota (pozagałkowe zapalenie nerwu wzrokowego), ostra niewydolność nerek, uszkodzenie wątroby, mięśnia sercowego.
5. Metabolizm.
Alkohol metylowy nie jest całkowicie spalany w organizmie człowieka, a w wyniku jego bardzo szybkiego metabolizowania powstają szkodliwe produkty: formaldehyd i kwas mrówkowy, które są bardzo toksyczne i prowadzą do kwasicy metabolicznej. Po około 2 godzinach od wchłonięcia nie występuje on prawie wcale we krwi, natomiast w organizmie obecne jest wysokie stężenie kwasu mrówkowego.
6. Metody oznaczania.
Opracowane zostały dwie chromatograficzne (GC) metody oznaczania metanolu we krwi osób spożywających napoje alkoholowe. Obie opracowane metody wykorzystują nowoczesne procedury przygotowania próbki, mikroekstrakcję do fazy stałej (ang. SPME - solid-phase microextraction) oraz analizę fazy nadpowierzchniowej (ang. Headspace analysis). Opracowanie metody SPME polegało m.in. na wyborze pokrycia włókna, optymalizacji temperatury i czasu ekstrakcji, objętości próbki oraz temperatury desorpcji analitów. Osiągnięta czułość pozwoliła na oznaczenie związków lotnych we krwi osób pijących okazjonalnie z precyzją i dokładnością wymaganą w badaniach toksykologicznych. Opracowanie metody headspace składało się z trzech etapów: optymalizacji parametrów pracy aparatu, doborze warunków rozdziału chromatograficznego, oraz modyfikacji procedury przygotowania próbki do analizy. Procedura ta pozwoliła na oznaczanie w/w związków lotnych we krwi osób uzależnionych od alkoholu.