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.