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 78C
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. 34C 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.