Токсикологическая химия

 

В последние годы наблюдается значительный рост числа интоксикаций, обусловленных употреблением спиртных напитков и суррогатов алкоголя. Это связано с резким повышением уровня алкоголизации населения, ростом количества некачественных спиртных напитков и употреблением с целью опьянения технических спиртсодержащих жидкостей. Смертельные отравления алкоголем и его суррогатами прочно занимают первое место и почти в 3 раза превышают по количеству летальных исходов следующие за ними интоксикации наркотиками.

 

4.4.1.ТОКСИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ  СПИРТОВ в первую очередь связано  с их влиянием на ЦНС. Все спирты являются ядами ЦНС, так как обладают наркотическим действием и ослабляют процессы возбуждения.

 

Метиловый спирт избирательно поражает зрительный нерв и сетчатку глаз, что в 50% случаев приводит к слепоте. Обладает кумулятивными свойствами. Смертельная доза от 30 до 100 г, наступление слепоты возможно от принятия 7-8 г чистого спирта. При отравлении метанолом латентный период составляет 3-4 дня, но иногда смерть наступает очень быстро, в течении 30 минут, причем состояния опьянения при этом может и не быть.

 

Амиловый спирт обладает наркотическим действием поражая ЦНС, а также сильным местным раздражающим действием, вызывая некроз слизистых оболочек. Смертельная доза при приеме внутрь 10-15 г. При судебно-химическом исследовании органов трупа наводящим указанием является специфический запах изоамилового спирта, исходящий от биологического материала.

 

Этиловый спирт при приеме внутрь (острая интоксикация) вызывает вначале возбуждение, а затем угнетение и паралич ЦНС. Относится к веществам наркотического действия и вызывает пристрастие - алкоголизм. Наркотический эффект этанола зависит от скорости всасывания (резорбции), фазы интоксикации (стадии резорбции и элиминации), от концентрации в крови, толерантности. При длительном воздействии (хроническая интоксикация) на организм этанол может привести к тяжелым функциональным расстройствам нервной систем (алкогольные психозы - «белая горячка»: бред, галлюцинации с устрашающими видениями), вызвать поражение органов пищеварения, сердечно-сосудистой системы, жировое перерождение печени (цирроз) и т.д. Известно, что алкоголь влияет на потомство, приводя к рождению детей с умственными и физическими недостатками.

 

В последнее время обнаружено мощное токсическое воздействие этанола на биоритмы человека. При нарушении нормального хода этих биологических часов происходит рассогласование суточных ритмов - так называемая ресинхронизация, при этом у человека падает умственная и физическая работоспособность, нарушается сон, аппетит, изменяется обмен веществ. Исследования установили очень важный факт: вызываемые алкоголем нарушение психофизиологического состояния человека сохраняются и после полного выведения спирта из организме. Только на третьи сутки после приема алкоголя восстанавливаются разрушенные им суточные биоритмы.

 

Смертельная доза этанола при однократном приеме составляет 4-12 г на килограмм массы тела, то есть для взрослого человека она составляет около  300 мл чистого 96% спирта (без учета толерантности).

 

Алкогольная кома развивается при концентрации спирта в крови 3 г/л (3%>), абсолютно смертельная концентрация в крови - 5-6 г/л (5-6 %).

 

Токсикокинетика спиртов

Всасывание (резорбция). В организм спирты попадают через желудочно-кишечный тракт и легкие. Всасывание начинается быстро, уже во рту и пищеводе, но основная масса спирта всасывается в желудке или кишечнике. Механизм всасывания спирта - простая диффузия, молекулы его транспортируются в кровь в неизмененном виде. Скорость всасывания зависит от концентрации и количества принятого спирта, от степени и характера наполнения желудка и кишечника. При приеме натощак максимальная концентрация этанола в крови наблюдается через 40-80 мин ( в среднем около 1 часа), при полном желудке - через 1,5-2,5 часа.

 

Транспорт (распределение). Через кровь этанол распространяется по органам и тканям, обильно снабжаемым кровью, и концентрируется в тканях пропорционально содержанию в них воды. Наибольшие количество спирта содержатся в биологических жидкостях (кровь, моча, спинномозговая жидкость) и головном мозге. Несколько меньше его в тканях, мышцах, и минимальное количество - в жировой ткани. Небольшие количества этилового спирта могут присутствовать в биоматериале вследствие естественных процессов при гниении крови и других органов трупа.

 

Метаболизм (биотрансформация). После всасывания спирты подвергаются в организме процессам биотрансформации в основном через окисление до соответствующих альдегидов и кислот, конечными продуктами превращения которых являются СО2 и Н2О.

 

Так, метанол окисляется до формальдегида, а затем до муравьиной кислоты:

СН3ОН    →        Н2СО     →      НСООН    →      СО2 + Н2О

Этанол на 90% и более окисляется до ацетальдегида и уксусной кислоты:

С2Н5ОН      →        СН3СОН    →          СНзСООН       →       СО2+Н2О

Катализирует процесс фермент алькогольдегидрогеназа (АДГ), акцептором Н2 служит коэнзим никотинамид-аденин-динуклеотид (НАД).

 

Этот процесс протекает в основном в печени, меньше в легких, почках, мышечной ткани. У хронических алкоголиков процессы биохимического окисления спирта протекают, кроме того, в мышцах с помощью фермента каталазы, поэтому такие люди выносят большие дозы алкоголя.

 

Скорость метаболизма зависит, главным образом, от времени, очень незначительно - от концентрации спирта. У взрослого человека скорость метаболизма спирта около 10 мл/час, суточный метаболизм - 400-500 мл.

 

Метанол окисляется в организме значительно медленнее, его можно обнаружить в крови на 3-4 день после смерти.

 

Выделение (элиминация) спирта протекает по механизму простой диффузии и происходит через легкие, кожу, почки, кишечник, слюнные железы в виде метаболитов. Только 10% этанола выделяется в неизмененном виде, из них 7% - через легкие, 2-2,5% - почками.

 

Длительность нахождения (и обнаружения) алкоголя в организме человека обусловлена, в основном, количеством выпитого алкоголя и может быть определена с учетом скорости окисления, которая составляет 7-10 г алкоголя в час. Если в 100 мл водки содержится 40 мл алкоголя, тогда алкоголь может определяться в выдыхаемом воздухе, слюне и крови в течение 4-5 часов с момента употребления этой дозы напитка. В моче алкоголь может быть определен  и позднее, так как в составе мочи он находится в мочевом пузыре долгое время до опорожнения пузыря. При приеме больших количеств алкоголя он содержится в организме до суток и более. При этом в конце этого срока к непосредственному действию алкоголя присоединяется влияние продуктов его распада, а также изменения внутренней среды организма, вызываемые интоксикацией алкоголем, такие как, например, гипогликемия и метаболический ацидоз. Именно этим объясняются симптомы, наблюдаемые после алкогольной интоксикации в период, когда алкоголя в организме уже нет: утомляемость, жажда, дрожание конечностей, головная боль, потливость, сердцебиение, колебание артериального давления, неустойчивое, а, нередко, и депрессивное настроение.

 

 

 

Объекты исследования и пробоподготовка

 

Наиболее важными объектами для судебно-химической экспертизы служат кровь и моча, реже ткани мозга, легких, печени, почек, редко - глубокие мышцы бедра. Желудок не может быть взят в качестве объекта исследования, так как возможно образование спирта естественным путем при брожении углеводов или при гнилостных процессах его содержимого. Содержание эндогенного алкоголя в крови находится в пределах 0,008-0,4%. При диагностике состояния алкогольного опьянения в наркологической практике объектами служат выдыхаемый воздух, слюна, кровь, моча.

 

Правила отбора проб для исследования

 

1. О правилах изъятия  и направления на судебно-химическую  экспертизу внутренних органов трупа, мы уже говорили.

 

2. При отборе жидких  биологических сред у живых  лиц также необходимо соблюдать  определенные требования, а именно:

 

Моча отбирается в сухой стерильный флакон «под пробку». Флакон тотчас же закрывают пробкой. Отбор пробы мочи должен производиться в условиях, исключающих подмену или замену ее другими жидкостями.

 

Слюна отбирается в стерильный сухой флакон из-под пенициллина в количестве 5 мл и тут же закрывается пробкой.

 

Перед отбором пробы крови в сухой стерильный флакон из-под пенициллина закапывают 1-2 капли гепарина или 0,8 мл 3,8%-го раствора натрия цитрата и встряхиванием флакона смачивают его стенки.

 

Кровь в количестве 5 мл отбирается пункцией кубитальной вены при строгом соблюдении асептических условий самотеком во флакон, обработанный гепарином или цитратом. Флакон тотчас же закрывают стандартной резиновой пробкой, фиксируют пробку и содержимое флакона перемешивают. Кожа в месте пункции предварительно обрабатывается раствором сулемы 1:1000 или риванолом 1:500. Дезинфекция кожи спиртом, эфиром, настойкой йода не допускается.

 

У всех флаконов с отобранными пробами фиксируют пробки алюминиевыми колпачками с помощью приспособления для обжима колпачков, обеспечивающего герметизацию флакона, и ставят их в холодильник. В случае герметизации другим способом флаконы должны быть опечатаны. На каждый флакон наклеивается этикетка с указанием номера пробы (по регистрационной книге), даты, времени забора пробы, фамилии освидетельствуемого, фамилии медицинского работника, подготовившего пробу.

 

Биосреды должны исследоваться позднее суток с момента их отбора. Допускается их хранение в холодильнике при температуре -4° С в течение 5 суток.

 

 

4.4.2. ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ. МЕТОДЫ АНАЛИЗА В СУДЕБНО-ХИМИЧЕСКОЙ  ЭКСПЕРТИЗЕ ОТРАВЛЕНИЙ И ЭКСПЕРТИЗЕ АЛКОГОЛЬНОГО ОПЬЯНЕНИЯ

ЭКСПЕРТИЗЕ ОТРАВЛЕНИЙ И ЭКСПЕРТИЗЕ АЛКОГОЛЬНОГО ОПЬЯНЕНИЯ

 

При судебно-химических исследованиях для доказательства спиртов используют их общие свойства (химизм всех реакций приведен в ниже в данном электронном методическом пособии):

 

1. Реакция этерификации  основана на способности спиртов  вступать в реакцию образования  сложных эфиров при взаимодействии  с органическими кислотами в  присутствии концентрированной  серной кислоты.

 

Из реакций образования сложных эфиров аналитическое значение для СНзОН имеет реакция образования метилсалицилата, С2Н5ОН - этилацетата и этилбензоата, C5H11OH - амилацетата.

 

Продукты реакции определяют только по запаху, что снижает аналитическое значение реакции, так как большую роль играет субъективный фактор исследователя.

 

Реакция образования сложных эфиров высокочувствительна, но не специфична, поэтому ей придается отрицательное судебно-химическое значение. При положительном результате реакции необходимо подтвердить наличие того или иного спирта дополнительными испытаниями.

 

2. Реакция окисления  основана на способности спиртов  окисляться до соответствующих  альдегидов, которые обнаруживаются  по запаху или по реакции  окрашивания.

 

Метанол окисляется до формальдегида, который обнаруживают по наиболее чувствительным для него реакциям окрашивания с кодеином в концентрированной серной кислоте и с фуксинсернистой кислотой (сине-фиолетовое окрашивание).

 

Поскольку метанол определяют по продукту его окисления -формальдегиду, исследуемый отгон необходимо предварительно проверить на отсутствие формальдегида, чтобы избежать ошибки переоткрытия метанола.

 

В отсутствие формальдегида реакция имеет положительное судебно-химическое значение для метанола и позволяет обнаружить метанол в присутствии других спиртов.

 

Этиловый спирт окисляется до ацетальдегида , а изоамиловый спирт - до изовалерианового альдегида, которые обладают характерным запахом и определяются по его наличию.

 

В судебно-химических исследованиях иногда приходится решать задачу обнаружения какого-либо спирта при возможном присутствии других. Для этого должны быть использованы специфичные реакции, позволяющие отличить спирты друг от друга при их совместном присутствии.

 

Реакциями отличия служат:

 

1) для СНзОН - как уже  говорилось, окисление до Н2СО  с последующим его обнаружением цветными реакциями.

 

2) для С2Н5ОН - реакция  образования кристаллического осадка  йодоформа.

 

3) для C5H11OH  реакция отличия  высших спиртов (С3-C5) от низших (СН3ОН  и С2Н5ОН) - взаимодействие с ароматическими  альдегидами - салициловым, п-диметиламинобензальдегидом и другими (реакция Комаровского).

 

Таким образом, при судебно-химических исследованиях доказательство этанола в дистилляте строится на общих реакциях и реакции образования йодоформа. Этой реакции придается отрицательное судебно-химическое значение, то есть по ней можно делать вывод только о необнаружении этанола. Исследование на этанол обязательно начинается с йодоформной пробы, а при положительном ее результате требуется выполнить все остальные реакции.

 

Заключение о нахождении этанола делается по комплексу положительных результатов всех реакций.

 

4.4.2.1. МЕТИЛОВЫЙ СПИРТ (метанол, древесный спирт, карбинол) СН3ОН

 

Представляет собой бесцветную жидкость с характерным запахом, смешивается во всех соотношениях с водой, эфиром, этиловым и другими

 

спиртами; хороший растворитель жиров, липидов, масел и других органических веществ. По запаху и вкусу напоминает этанол. Горит бледным пламенем,