Alkohol etylowy - społeczny morderca? Statystyki społeczne, toksyczność oraz metody oznaczania.

Alkohol etylowy - etanol, ciecz palna, lżejsza od wody o charakterystycznej woni, ostrym, palącym smaku, t_wrzenia = 78,4°C

Występowanie, narażenie

Należy do najczęściej stosowanych rozpuszczalników w przemyśle. Używany jest też w celach konsumpcyjnych oraz jako środek dezynfekcyjny. W przemyśle gorzelniczym otrzymuje się go na drodze fermentacji skrobi ziemniaczanej, żytniej, ryżowej oraz z melasy. Syntetycznie otrzymywany jest z etylenu i acetylenu.

W mniejszym stopniu na pary etanolu narażeni są pracownicy przemysłu spirytusowo-wódczanego, browarniczego, meblarskiego, chemicznego i farmaceutycznego.

Losy w organizmie

Cząstki alkoholu etylowego są małe i hydrofilne, dzięki czemu łatwo wchłaniają się z przewodu pokarmowego (25% już w żołądku, reszta w jelitach) i pęcherzyków płucnych. Wypełnienie przewodu pokarmowego osłabia wchłanianie. Najszybciej wchłania się alkohol 15-30%. Rozprzestrzenia się do wszystkich przestrzeni wodnych organizmu. Biologiczny okres półtrwania we krwi wynosi około 74 minut, a u kobiet w ciąży 42 minuty.

Można określić ogólną retencję etanolu na podstawie stężenia we krwi jak również rzeczywistą dawkę spożytą

D = C * p * r

D dawka

C stężenie we krwi [% ]

p masa ciała [kg]

r współczynnik dystrybucji (Widmarka, średni stosunek stężeń etanolu w tkankach do stężenia we krwi, 0,7 dla mężczyzn 0,6 dla kobiet)

C₀ = C_a + βt

C₀ maksymalne stężenie ekstrapolowane (hipotetyczne w chwili zakończenia spożywania przy założeniu, że nie nastąpiła natychmiastowa resorpcja z przewodu pokarmowego)

Ca stężenie aktualne po czasie t

β współczynnik szybkości ubytku etanolu w wyniku metabolizmu i eliminacji, około 0,1g/kg*h

Biotransformacja etanolu zachodzi w 85-90% przy udziale układów enzymatycznych - dehydrogenazy alkoholowej (ADH) oraz aldehydowej (AdDH)

ADH AdDH

CH₃-CH₂-OH CH₃COH CH₃COOH

NAD NADH₂ NAD NADH₂

Duże stężenie tych enzymów znajduje się w wątrobie. Cały układ biotransformacji sprzężony jest z koenzymem NAD, który w czasie reakcji redukuje się do NADH+H.

Drugi układ, którego rola u ludzi jest nieznaczna, związany jest z aktywnością katalazową hepatocytów i wspomagany jest układem mikrosomalnych utlenień (MEOS) przy udziale i koenzymu NADPH2

katalaza

CH₃-CH₂-OH CH₃-COH + H₂O

+H₂O₂

MEOS

CH₃-CH₂-OH


+ O₂ CH₃-COH + H₂O

NADPH NADP

W przemianie tej znaczącą rolę odgrywa cytochrom P-450, które bierze udział w tworzeniu tlenu rodnikowego. Produkt ostateczny - kwas octowy uwalnianie się z komórek watrobowych i utlenia się do dwutlenku węgla i wody.

Wydalanie niezmetabolizowanego etanolu odbywa się przez nerki i płuca. W organizmie osoby dorosłej prędkość metabolizowania 7-8g/h; stężenie we krwi zmniejsza się 0,1-0,15%/h.

Mechanizm działania toksycznego

• Nagromadzenie zredukowanego nukleotydu NADH i jonów wodoru w cytozolu komórek wątroby, co prowadzi do deficytu tlenowego (hamowanie przemian redoks)

• Przeładowanie oprócz komórek wątroby całego organizmu produktami przemiany etanolu - aldehydem (aktywna trucizna protoplazmatyczna - denaturuje enzymy i białka) i kwasem octowym (szybko prowadzi do kwasicy)

Toksyczne skutki nadużywania alkoholu:

• Zaburzenia czynnościowe i zmiany patologiczne przewodu pokarmowego (nieżyty, owrzodzenia)

• Zmiany chorobowe wątroby i nerek do marskości i niewydolności

• Przyspieszenie dynamiki zmian miażdżycowych

• Ogólne wyniszczenie (7,1 kcal/g energii a przy regularnym piciu 1500 kcal/g)

Nadużywanie etanolu przez ciężarne kobiety prowadzi do „zespołu poalkoholowego uszkodzenia płodu” charakteryzującego się ograniczeniem umysłowym dziecka, mikrocefalią, nerwowością, niedowaga i niedoborem masy mięśniowej.

Interakcje

Występują z aromatycznymi nitro-, aminozwiązkami, lekami działającymi na OUN i metabolizowanymi przez wątrobę np. neuroleptyki, antydepresyjne, narkotyczne przeciwbólowe, przeciwbakteryjne, przeciwgrzybicze, salicylany, przeciwcukrzycowe

Mechanizm uzależnienia

Predyspozycje do nałogu są czynnikami genetycznymi, socjologicznymi oraz środowiskowymi. Mechanizm wiąże się z biotransformacją w ustroju, pobudzeniem i indukcją układów enzymatycznych, szczególnie ADH i AdDH. Ich duża aktywność przez pewien okres po przemianie etanolu powoduje fizyczne zapotrzebowanie organizmu na substrat, co prowadzi do objawów „głodu alkoholowego”. Sumuje się to z przyjemnymi doznaniami upojenia. Zespół abstynencji związany jest też z zaburzeniami w przemianie węglowodanowej - hipoglikemią i tłuszczowej - hiperlipemią oraz zwiększonym stężeniem amin katecholowych. Cząsteczki etanolu przenikają do neuronów w OUN powodując ich niedotlenienie.

Alkoholizm

Zespół uzależnienia alkoholowego jest typowym nałogiem. Charakteryzuje się dużą zależnością fizyczną, psychiczną, ostrymi objawami abstynencji i tolerancją. Poza skutkami toksycznymi pojawiają się zmiany osobowości oraz konsekwencje społeczne. Następuje zanik intelektu i uczuć wyższych. Osoba uzależniona staje się ciężarem. Wzrasta tez wskaźnik popełnianych przestępstw (co 3 wypadek samochodowy na świecie, w Polsce jeszcze więcej).

• Kodeks drogowy ustala granicę odpowiedzialności na 0,2% zawartości alkoholu we krwi wg prawa jest już stanem upojenia alkoholowego 0,5% wskazująca na stan nietrzeźwości

Zatrucia przewlekłe

Potrzeba organizmu do stałego przyjmowania etanolu w różnych postaciach stwarza stany upojenia i zatrucia. Alkoholizm rozpatruje się jako zatrucie przewlekłe występujące po długotrwałym doustnym przyjmowaniu alkoholu.

Zatrucia ostre

Stężenie alkoholu %	Faza	Objawy
< 0,05	-	Poziom fizjologiczny
< 0,5	-	Bez uchwytnych zmian
0,5-1,0	Dysforyczna	Poprawa samopoczucia, zaburzenia spostrzegania
1,0-2,0	Euforyczna	Odhamowanie, przedłużony czas reakcji
2,0-3,0	Ekscytacyjna	Zamroczenie alkoholowe, silne zaburzenia równowagi
3,0-4,0	Narkotyczna	Sen narkotyczny, zaburzenia oddychania i krążenia
> 4,0	Porażenna	Śpiączka, porażenie ośrodków oddychania, krążenia, zgon

Dawka toksyczna 70-100ml (1-1,5ml/kg mc)

Dawka śmiertelna doustna dla osoby dorosłej 5-8g/kg mc czystego 100% etanolu (około litr wódki), dla dzieci 3g/kg mc

Dynamika spożycia alkoholu w Polsce jest ważnym zagadnieniem społeczno-socjologicznym.

Etanol	1950	1960	1970	1980	1987	1995
Roczne spożycie w litrach	3	3,8	5,1	8,4	8,8	11
Wzrost spożycia w %	-	127	170	280	300	370

W leczeniu uzależnienia zastosowano lek (disulfiram - Desperal, Antabus, Anticol), który jest inhibitorem przemiany etanolu na poziomie AdDH - hamuje przejście aldehydu w kwas octowy. Jego nagromadzenie powoduje silne objawy zatrucia. Podawany jest doustnie lub w postaci wszywek podskórnych.

Leczenie ostrych zatruć

• Płukanie żołądka ma mała wartość ze względu na szybkie wchłanianie

• Nie adsorbuje się na węglu aktywnym

• Nie ma odtrutki

• Postępowanie objawowe - uzupełnienie elektrolitów i glukozy

• Hemodializa

Metody oznaczania

Metody analityczne (uznawane)

1. Enzymatyczna - redukcji NAD do NADH2 z udziałem ADH towarzyszy zmiana widma absorpcyjnego

2. Chromatografia gazowa - jakościowa i ilościowa, położenie wobec standardu określa tożsamość substancji i jej stężenie (detektor płomieniowo-jonizacyjny, wprowadza się do kolumny bezpośrednio lub metodą head-space powietrze znad próbki)

Inne metody (nieswoiste, pomocnicze)

1. Miareczkowe: Widmarka - dyfuzja z próbki do chromianu, którego nadmiar oznacza się jodometrycznie

2. Kolorymetryczne - a alkoholometrach (zmiana barwy próbki pod wpływem par etanolu)

2

---