ALKOHOL ETYLOWY
–
wybrane aspekty
toksykologiczne
i analityczne
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.
