Презентация "Токсичность спиртов" по химии – проект, доклад

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: растворитель, для синтеза сложных органических веществ, главная составная часть сивушного масла - побочного продукта спиртового брожения. Этиловый спирт: растворитель, 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

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). 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. 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, 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). 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.

Метаболизм (биотрансформация) Окисление первичных спиртов происходит по схеме: спиртальдегидкислота, вторичных: спирткетонкислота Первая стадия окисления спиртов (принимают участие 4 ферментные системы): Алькогольдегидрогеназа (АДГ) R-CH2-OH + НАД+  R-CH=O + НАДН +H+ 2. Микросомальная этанолокисляющая система (МЭОС) R-CH2-OH + НАДФН + H+ + O2  R-CH=O + НАДФ+ + 2H2O 3. Каталаза R-CH2-OH + H2O2  R-CH=O + 2H2O Ксантиноксидаза Второй этап биотрансформации (метаболизм альдегидов осуществляется тремя группами ферментов): 1. Альдегиддегидрогеназами R-CH=O + НАД+ (НАДФ+) + H2O  R-CH2-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

Токсическое 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 · (Ct + β60 · T) Где Р – масса тела, кг, Ct – концентрация алкоголя в крови в момент исследования, Т – время, ч, прошедшее после приема спиртных напитков до исследования, r - фактор редукции этанола, β60 - фактор элиминации

Механизм токсического действия и патогенез интоксикации этанолом

Взаимодействие этанола с некоторыми рецепторами и его клинические последствия

Участие цинка в этанол-зависимых нейротоксических процессах

Метиловый спирт

Основные пути биотрансформации метилового спирта

Механизмы окулотоксического действия метанола

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.

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. Проводится 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

Алгоритм действий при острой алкогольной интоксикации

МЕТОДЫ АНАЛИЗА В СУДЕБНО-ХИМИЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЕ ОТРАВЛЕНИЙ И ЭКСПЕРТИЗЕ АЛКОГОЛЬНОГО ОПЬЯНЕНИЯ 1. Реакция этерификации 2. Реакция окисления Реакции отличия: 1)для СНзОН - окисление до Н2СО с последующим его обнаружением цветными реакциями. 2)для С2Н5ОН - реакция образования кристаллического осадка йодоформа. 3)для С5Н11ОН - реакция отличия высших спиртов (С3-C5) от низших (СНзОН и С2Н5ОН) - 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 Проба Рапопорта A.M. Индикаторные трубки Мохова-Шинкаренко и «Контроль трезвости». Термокаталитический метод.

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 – 10-9 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.

Оценка результатов количественного определения этанола в крови человека

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:

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 Образование трибромфенола. Реакция имеет отрицательное судебно-химическое значение. В организме: некоторое количество фенола (гомолога - пара-крезола (СН-С6Н4ОН)) образуется в кишечнике из белка под влиянием бактерий и при гниении трупа. Например, из тирозина HO-C6H4-CH2-CHNH2-CO-OH В бензольном кольце боковая цепь – -СН2-СНNH2-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.

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