Концентрация эндогенного этанола (обзор литературы)

Publication in electronic media: 23.02.2011 under http://journal.forens-lit.ru/node/193

Химико-токсикологическая лаборатория ГУЗ Наркологическая клиническая больница № 17 ДЗ г. Москвы.

Этанол является естественным метаболитом животного организма, а также синтезируется дрожжевым грибком Candida albicans, который может входить в состав микрофлоры кишечника. Этанол дрожжевого происхождения, строго говоря, не является эндогенным¹ для животного организма, однако наличие этого источника этанола у здоровых людей не доказано [8, 26, 18]. Независимо пути образования этанол определяется в крови и других тканях человека, не принимавшего алкоголь.

Представления об уровне эндогенного этанола (ЭЭ) менялись с развитием методов исследования. Ранее считалось, что концентрация ЭЭ составляет в крови от 0,002 до 0,4 г/л [1, 6, 25]. Эти результаты получены при использовании химических методов исследования (Видмарка, Никлу, фотоколориметрического и т.д). Хорошо известно, что эти методы недостаточно специфичны, т.к. в реакции окисления, помимо этанола, участвуют другие спирты, а также альдегиды и кетоны, вызывая такое же изменение окраски раствора, как и реакция с этанолом [20]. Доказательством неспецифичности химических методов служит тот факт, что при очистке смеси от веществ, реагирующих подобно этанолу, полученные результаты находятся в диапазоне 0 - 0,000285 г/л² (табл. 1) [21]. Ферментативные методы также дают завышенные результаты, варьирующие в широких пределах как по причине недостаточной специфичности используемого фермента – алкогольдегидроненазы, - так и из-за различий в пробоподготовке материала: 0,00131 – 0,00267 г/л [7], 0,00158 – 0,071 г/л [9, 28] (табл. 1).

Наиболее избирательными современными методами являются газохроматографические (ГХ), особенно в сочетании с масс-сперктрометрией (ГХ-МС). Вследствие высокой чувствительности они позволяют определять ЭЭ не только в крови и тканях, но и в выдыхаемом воздухе (при проведении специальных процедур концентрирования этанола в пробе [24]). В частности, при анализе выдыхаемого воздуха методом ГХ концентрация ЭЭ в альвеолярной крови³ составляет 0,000216 – 0,000628 г/л [29], а по данным Джонса (A.W. Jones) - 0,0000211 – 0,002426 г/л [23]. Верхний уровень этого диапазона, однако, требует уточнения, поскольку показано, что микрофлора полости рта и носоглотки активно метаболизирует этанол и ацетальдегид [31]. Данные других авторов также не превышают 0,001 г/л (табл. 2). В целом анализ данных, полученных ГХ- и ГХ-МС-методами, значительно сужает диапазон концентраций ЭЭ: по мнению Ю.М. Островского с соавт., он составляет обычно 0,0001 – 0,0003 при наивысших значениях 0,00075 – 0,0016 г/л, а по собственным данным группы Островского - 0,000276 – 0,001242 г/л при анализе крови (табл. 1) и 0,000276 – 0,00092 г/л при анализе выдыхаемого воздуха (табл. 1, 3) [7, 8]. Данные, полученные ГХ-методами другими авторами, также находятся в указанном диапазоне (табл. 3), и лишь у больных алкоголизмом в состоянии ремиссии они слегка повышены (табл. 1 – 3).

К такому же выводу пришли крупнейшие специалисты в области медицинского освидетельствования Э.У. Джонс и Б.К. Логан (B.K. Logan). По их мнению, обычный уровень ЭЭ составляет 0,0001 – 0,0002 г/л [27]. В обширном литературном обзоре они указывают диапазон концентраций ЭЭ в венозной крови 0 – 0,0008 г/л, характерный как для здоровых людей, так и для больных с различными метаболическими расстройствами (диабет, гепатит, цирроз) [26]. Результаты, на 1 – 2 порядка превышающие указанный диапазон (табл. 1), эти авторы, а также Ю.М. Островский с соавт. [8] считают артефактом вследствие недостаточной специфичности методов измерения, некорректно (без должного контроля) спланированного эксперимента или иных методических ошибок. Единственным достоверным исключением Джонс и Логан признают повышенный уровень ЭЭ (>0,8 г/л) у японцев, большинство которых обладают атипичной формой ацетальдегиддегидрогеназы (с пониженной активностью), при наличии обширной дрожжевой инфекции и после приема большого количества углеводной пищи [26].

Таблица 1

Концентрация эндогенного этанола в крови человека(с) по литературным источникам

*У больных алкоголизмом.
**При метаболических расстройствах (диабет, гепатит, цирроз).
***В пересчете результатов анализа выдыхаемого воздуха на концентрацию в крови с коэффициентом пропорциональности 2100.

Таблица 2

Концентрация эндогенного этанола по литературным источникам (статистические данные)

*Данная (позднейшая по времени) работа представляет результаты скринингового обследования 1557 жителей Объединенных Арабских Эмиратов.

Таблица 3

Концентрация эндогенного этанола в выдыхаемом воздухе (с), определенная методом ГХ или ГХ-МС с предварительным концентрированием этанола, по данным разных литературных источников

*У больных алкоголизмом.
**При метаболических расстройствах (диабет, гепатит, цирроз).

Вывод

Предел количественного определения этанола в крови алкилнитритным методом ГХ составляет 0,05 г/л, а в выдыхаемом воздухе при применении разрешенных для медицинского освидетельствования алкометров – 0,05 мг/л. Иначе говоря, разрешающая способность методов, используемых при медицинском освидетельствовании, на 1 – 2 порядка превышает концентрацию ЭЭ. Таким образом, ЭЭ не определяется при медицинском освидетельствовании и, следовательно, не влияет на его результат.

¹«Эндогенный» означает «образованный в организме».
²Для удобства сравнения здесь и далее все концентрации выражены в г/л крови, если не указано иное. При пересчете г/г крови в г/мл крови плотность крови принималась равной 1,055 [2, 14, 19].
³В пересчете на концентрацию в крови с коэффициентом пропорциональности 2100.

Литература

1. Балякин В.А. Токсикология и экспертиза алкогольного опьянения // 1962, Москва, с. 94.
2. Биологический энциклопедический словарь. Под ред. М.С. Гилярова, с. 296.
3. Буров Ю.В., Тресков В.Г.,. Кампов-Полевой А.Б, Коваленко А.Е., Родионов А.П., Красных Л.М.. Уровень эндогенного этанола и алкогольная мотивация // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 1983, № 11, сс. 76 – 73.
4. Кудрявцев Р.В., Ушакова М.М. Количественное газохроматографическое определение этилового спирта в малых пробах крови и других биологических жидклстей // Судебно-медицинская экспертиза, 1980, т. 23, № 3, сс. 28 – 31.
5. Лиопо А.В. Содержание эндогенного этанола и некоторые биохимические параметры сыворотки крови больных алкоголизмом женщин // Здравоохранение Белоруссии, 1994, № 4, сс. 18 – 20.
6. Медицинское освидетельствование для установления факта употребления алкоголя и состояния опьянения (методические указания). Утверждено зам. Министра здравоохранения СССР А.М. Москвичевым 01.09.1988 г.
7. Островский Ю.М., Садовник М.И. Теоретические основы поиска средств для лечения алкоголизма // Токсикология. М., 1984, сс. 93 – 150 (Итоги науки и техники, т. 13).
8. Островский Ю.М., Сатановская В.И., Островский С.Ю. и др. Метаболические предпосылки и последствия потребления алкоголя // 1988, Минск, «Наука и техника», сс. 43 – 53.
9. Островский Ю.М., Сатановская В.И., Садовник М.И. Биологический компонент в генезисе алкоголизма // Минск, 1986, 95 с.
10. Пронько П.С. и др. Уровень эндогенного этанола в крови больных алкоголизмом // Здравоохранение Белоруссии, 1083, № 9, сс. 50 - 54
11. Пронько П.С., Красавина Л.П., Рубанович Н.Н. Содержание эндогенных летучих соединений в крови больных алкоголизмом // Вопр. Наркол., 1989, № 3, сс. 14 – 18.
12. Пронько П.С., Шишкин С.Н., Колесников В.Б., Волынец С.И., Островский Ю.М. Эндогенный этанола в крови больных алкоголизмом и здоровых лиц с отягощенной и неотягощенной наследственностью // Журнал неврологии и психиатрии им. Корсакова, 1987, т. 87, вып. 3, сс. 417 – 422.
13. Ушакова М.М., Шумайлов И.Н., Ионова К.П., Кудрявцев. Допустимая пороговая концентрация этанола при судебно-медицинской экспертизе // Судебно-медицинская экспертиза, 1987, т. 30, № 2, сс. 43 – 45.
14. Ушакова М.М., Шумайлов И.Н., Ионова К.П., Кудрявцев. Индивидуальные особенности и влияние стрессорного воздействия на концентрацию этанола в организме // Судебно-медицинская экспертиза, 1988, т. 30, № 2, сс. 43 – 45.
15. Физиология человека. Под ред. Шмидта Р. И Тевса Г. – М., «Мир», 2005, с. 753, 813, 817.
16. Шишкин С.Н., Островский Ю.М., Пронько П.С. Оптимизация метода определения эндогенного этанола в крови и тканях человека и экспериментальных животных // Вопросы медицинской химии, 1988, т. 34, № 5, сс. 219 – 133.
17. Al-Awadhi A., Wasfi I.A., Al Reyami F., Al-Hatali Z. Autobrewing revisited: endogenous cjncentration of blood ethanol in residrnts of the United Arab Emirates // Sci. Justice, 2004, v. 44, № 3, pp. 149 – 152.
18. Antoshechkin A.G. On intracellular formation of ethanol and its possible role in energy metabolism // Alcohol and Alcoholism, 2001, v. 36, № 6, pp. 608.
19. Dannecker J.R., Shaskan E.G., Phillips M. Anew highly sensitive assay for breath acetaldegyde: Detection of endogenous levels in humans // Analyt. Biochem., 1981, v. 114, pp. 1 – 7.
20. Forensic Issues in Alcohol Testing. Ed. By Karch S.B., CRC Press, 2008, p. 21 – 64.
21. Harger R.N. Perennial claims of endogenous alcohol or alcohol-like substances.// Alcohol and Traffic Safety. 1965, Bloomington: Indiana University, pp. 182 – 189.
22. Jones A.W. Extraction of low-molecular weight volatile substances in human breath: Focus on endogenous ethanol // J. Anal. Toxicol., 1985, v. 9, pp. 246 – 250.
23. Jones A.W. J. Determination of liquid/air partition coefficients for dilute solutions of ethanol in water, whole blood, and plasma // Analyt. Toxicol., 1983, v. 7, 193 – 197.
24. Jones A.W., Mardh G., Anggard E. Determination of endogenous ethanol in blood and breath by gas chromatography-mass spectrometry // Pharmacol. Biochem. Behav. – 1983, v. 18, suppl. 1, pp. 267 – 272.
25. Lester D. Endogenous Ethanol: A Review // Quart. J. Stud. Alc., 1961, v. 22, № 6, pp. 554 – 574.
26. Logan B.K., Jones A.W. Endogenous ethanol ‘auto-brewery syndrome’ as a drunk-driving defence challenge // Med. Sci, Law., 2000, v. 40, № 3, pp, 206 – 215.
27. Logan B.K., Jones A.W. Endogenous ethanol production in a Child with Short Gut Syndrome // J. of Pediatric Gastroenterology & Nutrition, 2003, v. 36, is. 3, pp. 419 – 420.
28. Ostrovsky Yu.M. Alcohol. Endogenous ethanol—Its metabolic, behavioral and biomedical significance // 1986, v. 3, pp.239 – 247.
29. Phillips M., Greenberg J. Detection of endogenous ethanol and other compounds in the breath by gas chromatography with on-column concentration of sample // Analytical Biochemistry, 1987, v. 163, is. 1, pp. 165 – 169.
30. Phillips M., Greenberg J., Martinez V. Endogenous breath ethanol concentrations in abstinent alcohol abusers and normals // Alcohol, 1988, v. 5, № 3, pp. 263-265.
31. Pikkaruinen P.H., Baraona E., Jauhonen P. et al. // Lab. and Clin. Med., 1981,v. 97, № 5, pp. 631 – 636