ЛЕКЦИЯ 12 Группа веществ, изолируемых из биологического материала дистилляцией. Химико-токсикологическая характеристика спиртов и фенолов, изолируемых. - презентация

1 ЛЕКЦИЯ 12 Группа веществ, изолируемых из биологического материала дистилляцией. Химико-токсикологическая характеристика спиртов и фенолов, изолируемых дистилляцией. Процессы метаболизма, механизмы токсичности, симптомы отравлений. Экспертиза алкогольного опьянения. Экспертная оценка содержания этанола при химико- токсикологическом исследовании внутренних органов и биожидкостей. Методы анализа, применяемые в диагностике алкогольного опьянения и судебно-химической экспертизе. Токсикологическое значение спиртов Метиловый спирт: -растворитель, -исходное сырье для синтеза лекарственных веществ, красителей, -для производства формальдегида, применяемого при изготовлении пластмасс, -в качестве антифриза и стеклоочистителя -для денатурирования этанола. Амиловый (изоамиловый) спирт: -р астворитель, -для синтеза сложных органических веществ, -главная составная часть сивушного масла - побочного продукта спиртового брожения. Этиловый спирт: -р астворитель, -для синтеза органических веществ, в пищевой, фармацевтической, парфюмерной промышленности -добавка к моторным топливам для повышения октанового числа и снижения концентрации вредных веществ в выхлопных газах, -чаще выступает не как яд, а как отягчающее обстоятельство, являясь косвенной причиной большого числа смертельных исходов, -сопутствует различным ядовитым и сильнодействующим веществам в случае отравления с целью самоубийства, либо преступного отравления

2 Токсичность спиртов Токсичность возрастает с увеличением числа атомов углерода, примерно 3:1 (правило Ричардсона). Исключением является поведение первых членов гомологических рядов, которые отличаются очень высокой токсичностью. Токсикокинетика спиртов Всасывание (резорбция). Че рез 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. При приеме натощак максимальная концентрация этанола в крови наблюдается через 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, 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. Выделение (элиминация). Про текает 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.

3 Метаболизм (биотрансформация) Окисление первичных спиртов происходит по схеме: спирт альдегид кислота, вторичных: спирт кетон кислота Первая стадия окисления спиртов ( принимают участие 4 ферментные системы): 1.Алькогольдегидрогеназа (АДГ) R-CH 2 -OH + НАД + R-CH=O + НАДН +H + 2. Микросомальная этанолокисляющая система (МЭОС) R-CH 2 -OH + НАДФН + H + + O 2 R-CH=O + НАДФ + + 2H 2 O 3.Каталаза R-CH 2 -OH + H 2 O 2 R-CH=O + 2H 2 O 4.Ксантиноксидаза Второй этап биотрансформации (метаболизм альдегидов осуществляется тремя группами ферментов): 1. Альдегиддегидрогеназами R-CH=O + НАД + (НАДФ + ) + H 2 O R-CH 2 -COOH + НАДН (НАДФН) + 2H + 2. Альдегидоксидазами 3. Альдегидлиазами Третий и последующие этапы. Образующиеся кислоты могут подвергаться дальнейшей ферментной биотрансформации, вступать в реакции конъюгации, включаться в обменные процессы, и выводиться из организма, главным образом с мочой

4 Токсич еское действие спиртов 2 фазы: резорбции и элиминации Содержание алкоголя в крови в фазе резорбции Количество содержания этанола в организме в момент окончания приема спиртных напитков А = Р · r · (C t + β 60 · T) Где Р – масса тела, кг, C t – концентрация алкоголя в крови в момент исследования, Т – время, ч, прошедшее после приема спиртных напитков до исследования, r - фактор редукции этанола, β 60 - фактор элиминации

5 Механизм токсического действия и патогенез интоксикации этанолом Взаимодействие этанола с некоторыми рецепторами и его клинические последствия

6 Механизм токсического действия и патогенез интоксикации этанолом Участие цинка в этанол-зависимых нейротоксических процессах

7 Метиловый спирт Основные пути биотрансформации метилового спирта

8 Метиловый спирт Механизмы окулотоксического действия метанола

9 Объекты исследования и пробоподготовка При смертельном отравлении - кровь и моча, реже ткани мозга, легких, печени, почек, редко - глубокие мышцы бедра При диагностике состояния алкогольного опьянения в наркологической практике - выдыхаемый воздух, слюна, кровь, моча. Правила отбора проб для исследования 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 цитрата натрия 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. В случае если обследуемый не согласен с правильностью произведенного отбора пробы персоналом кабинета, он может: – оставить запись в рабочем журнале; – потребовать повторного взятия пробы (безотлагательно); – сделать заявление в вышестоящие органы.

10 Сопроводительная документация: Направление на химико-токсикологическое исследование Справка о доставке проб на химико-токсикологическое исследование заполняются по установленным формам и передаются в химико- токсикологическую лабораторию (ХТЛ) вместе с пробами. Клиническая диагностика. П роводится на основании оценки психической сферы и поведения, выявления неврологических и сердечно-сосудистых нарушений. Как правило, при алкогольном опьянении отмечаются три симптомокомплекса: Простые типы опьянения. 1. Алкогольная эйфория. Она возникает после приема сравнительно небольших доз алкоголя и непродолжительна - длится 1-3 часа. Основные признаки - повышенная речевая и моторная активность, расторможенность поведения. 2. Дисфорическое состояние - раздражительность, недовольство. Больные угрюмы, озлоблены, возможно агрессивное поведение 3. Состояние психомоторной заторможенности: вялость, медлительность, сонливость, нарушение мышления и памяти. Такие расстройства часто возникают после употребления больших доз алкоголя. В зависимости от характера и выраженности клинических проявлений выделяются следующие степени опьянения: 1.Легкая степень 2. Средняя степени 3. Тяжелая степень 4. Алкогольная кома

11 Алгоритм действий при острой алкогольной интоксикации

12 МЕТОДЫ АНАЛИЗА В СУДЕБНО-ХИМИЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЕ ОТРАВЛЕНИЙ И ЭКСПЕРТИЗЕ АЛКОГОЛЬНОГО ОПЬЯНЕНИЯ 1. Реакция этерификации 2. Реакция окисления Реакции отличия: 1) для СНзОН - окисление до Н 2 СО с последующим его обнаружением цветными реакциями. 2) для С 2 Н 5 ОН - реакция образования кристаллического осадка йодоформа. 3) для С 5 Н 11 ОН - реакция отличия высших спиртов (С 3 -C 5 ) от низших (СНзОН и С 2 Н 5 ОН) - взаимодействие с ароматическими альдегидами - салициловым, п- диметиламинобензальдегидом и другими (реакция Комаровского). Предварительные пробы К 1 мл мочи добавляют 10% раствор дихромата калия в 50% растворе серной кислоты - раствор окрашивается в зеленый цвет. Дополнительные пробы: кровь (5 мл) или мочу (10 мл) подвергают перегонке с водяным паром, а затем проделывают реакцию образования йодоформа на этанол и реакцию окисления метанола до формальдегида. Методы определения алкоголя в выдыхаемом воздухе I. Проба Рапопорта A.M. II. Индикаторные трубки Мохова-Шинкаренко и «Контроль трезвости». III.Термокаталитический метод.

13 КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СПИРТОВ Метод биохимический (энзимный, ферментативный, метод АДГ) Судебно-химическая оценка метода. Метод чувствителен (0,1-0,2%) на уровне естественного содержания этанола в организме, специфичен, позволяет проводить серийные анализы, однако требует специального оборудования и особо чистых ферментов (АДГ и ДПН), в связи с чем в нашей стране не нашел применения. Метод газожидкостной хроматографии (ГЖХ) основан на переведении этанола в более летучее соединение - этиловый эфир азотистой кислоты (этилнитрит). Достоинства метода ГЖХ. Высокая разделяющая способность Универсальность метода. Возможность качественного и количественного определения в одной пробе. Высокая чувствительность (10 -5 – г). Возможность выполнения анализа в малом объеме образца (0,5-2 мл биожидкости). Точность метода (ошибка не превышает 1-2%). Экспрессность (время определения 3-5 минут) Простота и легкость выполнения. Доказательность и объективность.

14 Оценка результатов количественного определения этанола в крови человека Содержание этанола в крови, промилле Степень опьяненияПризнаки Менее 0,3 Отсутствие влияния алкоголя 0,3-0,5 Незначительное влияние алкоголя Вождение автотранспорта запрещено 0,5-1,5Легкая степень опьянения Легкое нарушение координации движении 1,5-2,5Опьянение средней степени Возбуждение, иногда опасное для окружающих, шатающаяся походка, неясная речь, нарушение психики и ориентировки, иногда резкая сонливость 2,5-3,0 Сильное опьянение Ступор (оглушение), снижение болевой чувствительности до полной анестезии. Начальные признаки острого отравления. Возможен смертельный исход. 3,0-5,0Тяжелое отравление алкоголем, возможно наступление смерти Кома, опасное для жизни состояние. Свыше 5,0 Смертельное отравление

15 Одноатомные фенолы Токсикологическое значение - для изготовления искусственных смол конденсацией с формальдегидом -являются исходным продуктом для синтеза некоторых органических красителей, салициловой кислоты, пикриновой кислоты -применяются для дезинфекции и дезинсекции -используются в качестве инсектицидов -используются в качестве антиоксидантов, -используются в качестве химических реактивов и т. д. Токсикокинетика Быстро всасывается. Из организма выводятся с мочой в связанном с серной и глюкуроновой кислотами состоянии: В виде сложных эфиров выводится до 80% от введенной дозы. Небольшая часть фенола (~10%) окисляется до двухатомных фенолов (орто- и пара-соединений). Темно-зеленая окраска мочи отравленных фенолом объясняется биотрансформацией фенола в гидрохинон, а затем в хингидрон:

16 Одноатомные фенолы Симптомы отравления Жжение и боль в желудке и кишечнике, рвота беловатыми хлопьевидными массами, понос, иногда с примесью крови, ощущается запах фенола изо рта и от рвотных масс. Моча больного, отравленного фенолом, имеет оливковый или черно-оливковый цвет. При вскрытии трупов ощущается запах фенола, слизистая оболочка рта, пищевода и желудка покрыта молочно-мутного цвета пятнами, жесткими на ощупь. Отмечаются белковое, а затем жировое перерождение паренхиматозных органов, мелкие кровоизлияния во внутренних органах и в тканях мозга. Смертельная доза фенола при приемах внутрь 8-15 г. Качественное обнаружение 1. Образование трибромфенола. Реакция имеет отрицательное судебно-химическое значение. В организме: некоторое количество фенола (гомолога - пара-крезола (СН-С 6 Н 4 ОН)) образуется в кишечнике из белка под влиянием бактерий и при гниении трупа. Например, из тирозина HO-C 6 H 4 -CH 2 -CHNH 2 -CO-OH В бензольном кольце боковая цепь – -СН 2 -СНNH 2 -СООН окисляется, превращаясь в карбоксил, последнее соединение под влиянием фермента карбоксилазы разлагается и дает фенол: 2. Реакция с хлоридом железа (III). Имеет положительное судебно-химическое значение.

17 Одноатомные фенолы Количественное определение 1.При достаточном количестве фенола – гравиметрическое определение в виде трибромфенола: 2.При малых количествах - объемное броматометрическое определение: