Химико-токсикологическая химия. Хти. Этанол. Физикохимическая характеристика, механизм токсического действия, клинические признаки отравления
 Скачать 72.13 Kb.
|
|
Этанол. Физико-химическая характеристика, механизм токсического действия, клинические признаки отравления. Этанол (этиловый спирт) — одноатомный спирт с формулой C2H5OH, при стандартных условиях — летучая, горючая, бесцветная прозрачная жидкость с характерным запахом и сладковато-жгучим вкусом. Является хорошим растворителем многих органических веществ и некоторых неорганических солей. Смешивается с водой, спиртами, диэтиловым эфиром, глицерином, хлороформом, бензином. Является сырьём в производстве диэтилового эфира, хлороформа, ацетальдегида, уксусной кислоты, этилацетата и др. В медицине этиловый спирт применяют для дезинфекции, как поверхностное сосудорасширяющее средство. Значительная часть этилового спирта идет на изготовление спиртных напитков. Этиловый спирт чрезвычайно гигроскопичен, при концентрации выше 70 % (по объёму) прижигает кожу и слизистые оболочки; при приёме внутрь угнетает центры торможения мозга, вызывает опьянение, при многократном употреблении – алкоголизм. Механизмы токсического действия этанола. 1. Прямое токсическое действие этанола основано на его способности оказывать мембранотропное и конформационное действие, а также на способности непосредственно взаимодействовать с неэтерифицированными жирными кислотами. Мембранотропное действие - влияние на биологические мембраны и отсутствует способность специфически взаимодействовать с рецепторными структурами. Растворяясь в воде и частично в липидах мембран клеток и субклеточных структур, этанол вызывает флюидизацию (повышение текучести) мембран. Изменение агрегатного состояния мембран в области ионных каналов и местах фиксации белковых молекул сопровождается нарушением трансмембранного переноса ионов кальция, снижается возбудимость мембран. Конформационное действие. Этанол обладает способностью непосредственно влиять на конформацию белковых молекул, нарушая их способность к функционированию. Именно этим определяется способность этанола снижать силу сердечных сокращений. Кардиодепрессивный эффект этанола проявляется при употреблении его в дозах, вызывающих тяжелую интоксикацию. Взаимодействие с неэтерифицированными жирными кислотами. Прямое токсическое действие этанола на митохондрии обусловлено его способностью метаболизироваться в тканях, прежде всего в миокарде, с образованием эфиров жирных кислот, что в дальнейшем угнетает дыхание митохондрий и активирует перекисное окисление липидов в мембранах митохондрий. 2. Опосредованное токсическое действие этанола определяется каскадом метаболических расстройств, возникающих при его окислении, а также токсическими эффектами ацетальдегида и продуктов его метаболизма. Клинические признаки отравления. Симптомы напрямую зависят от того, какое количество алкоголя находится в крови человека. А также они делятся на следующие стадии: · лёгкая; · средняя; · тяжёлая; · коматозное состояние. 1. При лёгкой форме, человек может не определить отравление этиловым спиртом. Так как в крови содержится всего 0,2 до 0,28 промилей. Изменений в поведении человека не наблюдается. При повышении отметки в 0,9% у человека: · уровень внимания падает; · исчезает страх к боли; · нарушается координация движений; · завышенная самооценка; · ухудшение памяти; · невнимательность; · красные пятна на коже; · чрезмерное потоотделение; · гипервозбудимость. 2. При средней степени тяжести, показатели будут варьироваться от 1 до 3 промилей. Смена лёгкой стадии плавно переходит в сопровождении тошноты, рвоты, отсюда – обезвоживанием. Симптомы будут такие: · зрачки перестанут реагировать на свет; · происходит сдвиги в моторике. Походка приобретает покачивающийся и неровный вид; · становится агрессивным, может лезть на рожон, провоцировать драки и потасовки; · передвигаться только с посторонней поддержкой; · речь становится непонятной, бессмысленной; · поступки становятся недопустимыми в обществе; · непонимание места своего нахождения; · возможен ступор. 3. Если не принять меры, возможен быстрый переход в тяжёлую степень отравления. Она наиболее опасна. Уровень промилей в крови переступает порог в 3%. Характеризуется следующими симптомами: · включая все вышеописанные признаки отравления, человеку становится трудно дышать; · появляются судороги; · теряется сознание. 4. Если не оказать пострадавшему необходимую помощь, он впадёт в состояние комы. Она делится на два вида: · Поверхностная. Ей присущи нарушение в речи или полное её отсутствие. Сознание будет крайне заторможенным. На лице будет присутствовать определённая гримаса. · Глубокая. У человека, получившего отравление, окончательно исчезнет реакция на окружающее. В том числе и рефлексы. Отсутствие первой помощи и несвоевременное обращение за квалифицированной помощью могут повлечь смерть пострадавшего. Биотрансформация этанола в организме человека. Три системы обезвреживания этанола. Окисление алкоголя - сложный биохимический процесс, в который вовлекаются основные метаболические процессы клетки. Превращение этанола в печени осуществляется тремя путями с образованием токсического метаболита – ацетальдегида. Основную роль в метаболизме этанола играет цинксодержащий NAD+- зависимый фермент - алкогольдегидрогеназа, локализующаяся в основном в цитозоле и митохондриях печени (95%). В ходе реакции происходит дегидрирование этанола, образуются ацетальдегид и восстановленный кофермент NADH. Алкогольдегидрогеназа катализирует обратимую реакцию, направление которой зависит от концентрации ацетальдегида и соотношения NADH/NAD+ в клетке. С2Н5ОН + HAD+ ↔ СН3СНО + NADH + H+. Фермент алкогольдегидрогеназа – димер, состоящий из идентичных или близких по первичной структуре полипептидных цепей, кодируемых аллелями одного гена. Существуют 3 изоформы алкогольдегидрогеназы (АДГ): АДГ1, АДГ2, АДГ3, различающиеся по строению протомеров, локализации и активности. Для европейцев характерно присутствие изоформ АДГ1 и АДГ3. У некоторых восточных народов преобладает изоформа АДГ2, характеризующаяся высокой активностью, это может быть причиной их повышенной чувствительности к алкоголю. При хроническом алкоголизме количество фермента в печени не увеличивается, т.е. он не является индуцибельным ферментом. Цитохром Р450-зависимая микросомальная этанолокисляющая система (МЭОС) локализована в мембране гладкого ЭПР гепатоцитов. МЭОС играет незначительную роль в метаболизме небольших количеств алкоголя, но индуцируется этанолом, другими спиртами, лекарствами типа барбитуратов и приобретает существенное значение при злоупотреблении этими веществами. Этот путь окисления этанола происходит при участии одной из изоформ Р450 - изофермента Р450 II E1. При хроническом алкоголизме окисление этанола ускоряется на 50-70% за счёт гипертрофии ЭПР и индукции цитохрома Р450 II E1. С2Н5ОН + NADPH + Н+ + О2 → СН3СНО + NADP+ + 2Н2О. Кроме основной реакции, цитохром Р450 катализирует образование активных форм кислорода (О2-, Н2О2), которые стимулируют ПОЛ в печени и других органах. Второстепенную роль в окислении этанола играет каталаза, находящаяся в пероксисомах цитоплазмы и митохондрий клеток печени. Этот фермент расщепляет примерно 2% этанола, но при этом утилизирует пероксид водорода. СН3СН2ОН + Н2О2 → СН3СНО + 2Н2О. Алкогольдегидрогеназа, механизм действия. Изоферменты. Генетические аспекты проявления действия АлДГ. Основную роль в метаболизме этанола играет цинксодержащий NAD+- зависимый фермент - алкогольдегидрогеназа, локализующаяся в основном в цитозоле и митохондриях печени (95%). В ходе реакции происходит дегидрирование этанола, образуются ацетальдегид и восстановленный кофермент NADH. Алкогольдегидрогеназа катализирует обратимую реакцию, направление которой зависит от концентрации ацетальдегида и соотношения NADH/NAD+ в клетке. С2Н5ОН + HAD+ ↔ СН3СНО + NADH + H+. Фермент алкогольдегидрогеназа – димер, состоящий из идентичных или близких по первичной структуре полипептидных цепей, кодируемых аллелями одного гена. Существуют 3 изоформы алкогольдегидрогеназы (АДГ): АДГ1, АДГ2, АДГ3, различающиеся по строению протомеров, локализации и активности. Для европейцев характерно присутствие изоформ АДГ1 и АДГ3. У некоторых восточных народов преобладает изоформа АДГ2, характеризующаяся высокой активностью, это может быть причиной их повышенной чувствительности к алкоголю. При хроническом алкоголизме количество фермента в печени не увеличивается, т.е. он не является индуцибельным ферментом. Проблема алкоголизма в современном мире. Правила медицинского освидетельствования на состояние опьянения. Первая помощь при алкогольном отравлении. Алкоголизм – болезнь, которая типична пристрастием к алкогольным напиткам и характеризуется потерей контроля над количеством выпитого с увеличением выпиваемых доз. В свою очередь, это заболевание поражает все органы и нервную систему человека. Это психическое заболевание, в результате которого у человека сильно ухудшается здоровье, падает трудоспособность, благосостояние и нравственные ценности. Алкоголизм характеризуется ещё тем, что человек становится зависим от алкоголя. Поэтому, когда алкоголя нет, алкоголик страдает и чтобы облегчить свои страдания, он повторяет приём спирта вновь и вновь. https://base.garant.ru/71350220/53f89421bbdaf741eb2d1ecc4ddb4c33/ Приказ МЗ РФ №933н "О порядке проведения медицинского освидетельствования на состояние опьянения (алкогольного, наркотического или иного токсического)" Первая помощь Как помочь пострадавшему до приезда врачей? Неотложная первая помощь больному при отравлении метанолом состоит в максимально быстром выведении яда из организма и противодействию его метаболизму. Возможный перечень средств применения: • массивное промывание желудка, лучше через зонд; • обильное питье; • применение солевого слабительного средства; • приём этилового спирта в качестве противоядия (0,5 мл на 1 кг веса); • приём щелочных растворов (питье и внутривенное введение гидрокарбоната натрия). Количественные методы определения этанола в биологических пробах. Экспресс-анализ, алкотестеры. В настоящее время для количественного определения алкоголя в биологических жидкостях в нашей стране используются методы фотоколориметрии и газожидкостной хроматографии. Первый из них недостаточно избирателен к алкоголю, обладает значительными погрешностями, однако до сих пор используется в отдельных лечебных учреждениях в тех случаях, когда не представляется возможным анализ более избирательным и точным способом. В кабинете медицинского освидетельствования для установления факта употребления алкоголя и состояния опьянения количественное определение алкоголя в биологических жидкостях должно производиться методом газовой хроматографии. Этот метод обладает высокой специфичностью и точностью. Газовая хроматография Среди известных хроматографических методик для определения алкоголя в биологических жидкостях к настоящему времени Минздравом СССР рекомендованы к использованию две модификации нитритного метода (см. Методическое письмо № 10-95/14-32 от 22.04.68 с Дополнениями от 12.08.71 и методические указания о повышении качества исследований при количественном определении этилового спирта в крови и моче (1977 г.), а также методику, излагаемую ниже). Сущность нитритного метода заключается в превращении спиртов в алкилнитриты, более летучие, чем спирты, и в дальнейшем хроматографировании алкилнитритов. Разделенные на хроматографической колонке компоненты смеси последовательно поступают в детектор по теплопроводности - катарометр, сигналы которого регистрируются в виде ряда хроматографических пиков на хроматограмме. Идентификация веществ производится по времени их удержания, которое исчисляется от момента введения анализируемого вещества в колонку до появления максимума пика. Чувствительность для этилового спирта составляет 0,01%. Расчет концентрации этилового алкоголя производят после калибровки по методу внутреннего стандарта. Внутренним стандартом служит изопропиловый спирт. Принцип определения наличия алкоголя в организме человека основан на том, что он распространяется по всему организму и присутствует во всех клетка. Поэтому для проведения экспресс-тестов используют: мочу; слюну; выдыхаемый воздух. Алкотестеры стали довольно популярны из-за: удобства в использовании, небольшого размера и скорости определения наличия остатков спирта в выдыхаемых парах. В основе всех алкотестеров лежит датчик, реагирующий на этанол, метанол и прочие спирты в крови. Датчики, в зависимости от способа определения, подразделяются на три вида: Полупроводниковый. Самые распространенные и дешевые бытовые алкотестеры. У них погрешность определения количества спирта в выдыхаемом воздухе велика. И поэтому точность для них стоит не на первом месте. К тому же на их работу влияют условия окружающей среды. Но если пользоваться прибором постоянно, то он нуждается в калибровке. Электрохимические. Относятся к классу профессионального оборудования. Гарантируют получение качественного результата за минимальный временной промежуток. Работа не зависит от условий окружающей среды и не требуется регулировка перед использованием. Инфракрасные. Относятся к лабораторному оборудованию по причине продолжительного времени проведения исследования. Соблюдая все предписанные производителем условия, результат получается точным. Экспресс-тест. Тест на алкоголь в моче проводится тест полосками. В моче этанол появляется благодаря крови и работающим почкам, которые стараются поскорее вывести алкоголь из организма. Для проведения экспресс-анализа необходимо строго следовать инструкции, приложенной к индикаторным полоскам. вскрыв индивидуальную упаковку. Собрать небольшое количество биологического материала. На 10 секунд погрузить полоску сенсорной частью в собранную жидкость. Промокнуть на салфетке. Положить на сухую поверхность. Конечный результат будет получен после 3-х минут при использовании мочи, 5-ти минут при использовании слюны.  Метанол, ацетон, этиленгликоль. Их токсичность. Метанол—сильный яд, действующий главным образом на центральную нервную и сосудистую системы, на зрительный нерв. Метанол хорошо всасывается в организме, обладает кумулятивными свойствами; наркотические свойства выражены слабо. Метиловый спирт в организме окисляется до формальдегида и муравьиной кислоты, являющихся более токсичными, чем сам метанол. Смертельным для человека может оказаться количество, по разным источникам, 30—100 мл. Токсическая концентрация в крови составляет 300 мг/л, смертельная—800 мг/л. ПДК метанола в воздухе рабочей зоны 5 мг/м3. Этанол конкурирует с метанолом за алкогольдегидрогеназу; при введении этанола Т1/2 метанола увеличивается до 30-60 ч. Так как расщепление метанола и этанола идёт с помощью одного и того же фермента - алкогольдегидрогеназы, эти два спирта конкурируют между собой при одновременном попадании в организм. Причём связывание этилового спирта с ферментом происходит в 5-7 раз быстрее, чем метилового. Поэтому этиловый спирт является антидотом при отравлении метанолом. Острое отравление парами этиленгликоля маловероятно ввиду его малой летучести, а хронические отравления возможны. Действует главным образом на центральную нервную систему и почки, является также сосудистым и цитоплазматическим ядом, вызывает ацидоз. Проникает через кожу. Токсичен не только сам этиленгликоль, но и его метаболиты. Особенно опасен этиленгликоль при попадании в организм через рот. При питье антифризов отмечено большое количество тяжелых и смертельных отравлений. Легкое отравление могут вызвать 30—50 мл и даже меньшее количество. 100 мл этиленгликоля могут привести к смертельному исходу, если не будут приняты срочные меры детоксикации. Во время отравления ацетоном, вдыхание вещества или его употребление внутрь приводит к следующим нарушениям и оказывает негативное влияние на работу организма человека: Скоплению избытка крови в тканях. Отечности слизистых оболочек. Повышению концентрации глюкозы в организме. Некрозу тканей. Хроническое отравление ацетоном вызывает такие последствия: Нарушения функций мочевыделительной системы. Дистрофия тканей печени. Хронический тип интоксикации возникает у лиц, которые работают на предприятиях, где применяется ацетон, и не используют средства защиты от вредного воздействия вещества. |