Судебно-медицинская оценка результатов анализа химико-токсикологических исследований на ацетон

Publication in electronic media: 21.12.2011 under http://journal.forens-lit.ru/node/611
Publication in print media: Актуальные вопросы теории и практики судебно-медицинской экспертизы, Красноярск 2007 Вып. 5

И. А. Скрипко, С. А. Величко, Т. П. Прошина, Т. С. Кандыба, В. Н. Лебедев

КГУЗ "ККБСМЭ", г. Красноярск

При проведении судебно-химических исследований достаточно часто обнаруживают ацетон в содержимом желудке, что вносит определенный вопрос у судебно-медицинскиих экспертов и токсиколога о его происхождении. В отдельных случаях перед экспертами возникает вопрос необходимый для объективной оценки причин смерти - как объяснить наличие ацетона в биоматериале и расценивать ту или иную его концентрацию. Изучение литературных источников позволяет говорить о недостаточной освещенности данного вопроса.

Целью исследования является обоснование возможности присутствия эндогенного (без поступления извне) ацетона в желудке, с учетом его физико-химических, биохимических свойств, метаболизма, в частности, возможности процессов взаимопревращений ацетона и изопропилового спирта в организме.

Ацетон является естественным метаболитом организма человека и животных. Он входит в триаду соединений (бета-оксибутират, ацетоацетат и ацетон), обозначаемых, как кетоновые тела. Кетоновые тела объединяет общность происхождения, легкость взаимопревращений в организме, возможность совокупного количественного определения (в моче, крови).

В нормальных условиях содержание ацетона в сыворотке крови человека обычно не превышает бмг/л (0,006мг/мл). В организме ацетон частично подвергается превращениям, причем чем выше концентрация ацетона в крови, тем меньшая часть метаболизируется [1]. Незначительная часть ацетона, поступившего в организм, превращается в оксид углерода (IV), который выделяется с выдыхаемым воздухом. До 30% эндогенно образующегося ацетона экскретируется с мочой и выдыхаемым воздухом. Остальной ацетон подвергается окислению с последующим включением его фрагментов в процессы биосинтеза.

Учитывая физические свойства ацетона, его способность диффундировать через биомембрану по градиенту концентрации и возможность поступления ацетона в просвет желудочно-кишечного тракта из крови, можно обосновать присутствие ацетона в содержимом желудка. Следовательно, утверждение некоторых авторов (Бережной Р.В. и др.), что «...обнаружение ацетона в содержимом желудка несомненно свидетельствует об отравлении», не всегда является обоснованным.

После всасывания вещества в кровь происходит его распределение в организме, которое в основном зависит от физико-химических свойств, в частности, от его водорастворимое™, жирорастворимости и способности к диссоциации (новообразованию). Распределение вещества в организме происходит с током крови, куда оно обычно поступает независимо от пути проникновения в организм. Вещества - неэлектролиты частично растворяются в жидкой части крови, а частично проникают в эритроциты, где сорбируются на молекуле гемоглобина. Такую особенность неэлектролитов можно распространить и на эндогенный ацетон в крови. Поэтому можно заключить, что концентрация ацетона в содержимом желудка может быть несколько меньше, чем в крови, за счет процессов пассивной диффузии растворенного ацетона только из жидкой части крови. Учитывая высокую водорастворимость ацетона, он распространятся во всем водном секторе организма. Это показатель может иметь практическое значение для определения по концентрации ацетона в плазме общего количества ацетона циркулирующего в организме

По своим фармакологическим свойствам - ацетон проявляет наркотическое действие и обладает кумулятивными свойствами. Ацетон может поступать в организм с вдыхаемым воздухом, а также через пищевой канал и кожу. После поступления ацетона в кровь часть его переходит в головной мозг, селезенку, печень, поджелудочную железу, почки, легкие и сердце. Содержание ацетона в указанных органах несколько меньше, чем в крови [2]. По данным некоторых авторов, при отсутствии отравления ацетоном содержание его в суточной моче может достигать 30мг [1]. Это еще раз подтверждает сформулированное выше заключение, что концентрация ацетона в содержимом желудка может быть несколько меньше, чем в крови. Токсикологическая характеристика: В соответствии с Российским Регистром Потенциально Опасных Химических и Биологических Веществ (выборка по регистрационному № 426) и СанПин 2.1.4.1074-01 («Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества») - ацетон относится к 4 классу опасности вредных веществ, т.е. к веществам малоопасным. Его предельно допустимая концентрация (ПДК) в воде общего пользования составляет 2,2 мг/л [9, 10].

При исследовании трупа в случае отравления ацетоном не имеется каких-либо специфических изменений внутренних органов. Следует лишь обратить внимание на характерный ароматический запах, исходящий от содержимого желудка, головного мозга и других внутренних органов, а также на признаки острой смерти: выраженное венозное полнокровие и отек внутренних органов, другие циркуляторные расстройства [1].

При распознавании отравлений ацетоном, в виду того, что ацетон является продуктом обмена веществ, его определение должно быть количественным. По литературным данным, при проведении анализа рекомендуют использовать перхлорат магния в качестве средства для поглощения паров ацетона, вследствие чего определяется лишь тот ацетон, который поступает в организм извне и является причиной отравления [1].

Исследование и результаты анализа

Проведенный в судебно-химическом отделении ККБСМЭ статистический анализ всех судебно-химических исследований за период 2004-2006г.г. показал, что обнаруживаемый ацетон составляет в среднем 35,2% от общего количества всех исследований. При проведении статистического анализа исследовались все судебно-химические акты с присутствием не только одного ацетона но и ацетона совместно с другими веществами, включая лекарственные.

Для определения зависимости содержания ацетона в крови и содержимом желудка за 2004-2006 гг. проанализировано 627 анализов крови, 367 анализов содержимого желудка и 48 анализов стенки желудка. Число случаев, когда на содержание ацетона исследовалось и содержимое желудка и кровь составило 353.

Статистическая обработка представленных данных позволяет сделать следующие заключения: Выборка ассиметрично смещена в сторону значений больше среднего. Мода (наиболее часто встречающееся значение) равна для показателя содержания ацетона в крови 0,02, для содержимого желудка и для стенки желудка 0,01, медиана (делит вариационный ряд пополам) соответственно составила 0,07, 0,07 и 0,03 мг/мл (таблица 1).

Таблица 1 Характеристики содержания ацетона в крови, желудке и стенке желудка по средним величинам (мг/мл).

Рис. 1. Соотношение содержания ацетона в крови и в желудке.

Как видно из рисунка 1 явного преобладания содержания ацетона в содержимом желудка над кровью нет (р < 0,05). В 79% случаев концентрация ацетона в крови не превышала минимальный токсический порог (0,2 мг/мл) из них у 89% содержание ацетона в крови было выше. Доля лиц, у которых содержание ацетона в крови превышает его содержание в желудке составляет по накопленным за 2004-2006 гг. данным 51 процент.

Рис. 2. Персентили содержания ацетона в крови и в желудке.

При рассмотрении содержания ацетона в крови и содержимом желудка в разрезе персентилей определяется зависимость, когда до концентрации 0,17 включительно превалируют лица с более высоким содержанием в крови, что указывает на его эндогенное происхождение. Необходимо отметить, что в части судебно-химических исследований помимо ацетона обнаруживался изопропиловый спирт в крови и (или) содержимом желудка, причем в меньших концентрациях, чем ацетон (за исключением случаев явного употребления изопропилового спирта внутрь и (или) при наличии смертельных концентраций его в крови). С учетом вышеперечисленных химических свойств ацетона (окисление и восстановление) это может указывать на взаимопревращаемость данных веществ.

В условиях судебно-химического отделения ККБСМЭ было проведено исследование крови и содержимого желудка крыс на ацетон методом газовой хроматографии по стандартной методике. Исследовались 30 лабораторных крыс. Ацетон в различных концентрациях (включая не разбавленный) вводили в хвостовую вену. Введением ацетона искусственно создавалось наличие в крови эндогенного ацетона. Исследование биоматериала проводилось через 30 мин от момента введения. При этом в 100% случаях помимо ацетона в содержимом желудка определялся изопропиловый спирт. Кроме того, определялась следующая закономерность, чем больше была концентрация ацетона, которое вводилось лабораторным животным, тем больше была вероятность обнаружения изопропилового спирта в цельной крови, помимо содержания его в желудке. Для удобства изложения результатов исследований и выводов, величина площади пиков условноприравнена к концентрации веществ. С учетом этого, можно отметить, что концентрация изопропилового спирта была всегда меньше концентрации ацетона.

При введении разбавленного изопропилового спирта помимо изопропанола, в крови и в содержимом желудка обнаруживался ацетон. Необходимо отметить то, что концентрация ацетона во много раз превышала концентрацию в исследуемом биоматериале. При этом процесс восстановление ацетона до изопропанола в превышающих концентрацию изопропилового спирта происходил достаточно быстро (в течение получаса). Результаты экспериментов на лабораторных животных доказывают возможность процессов взаимопревращаемости ацетона и изопропилового спирта (Рис. 3).

Рис. 3. Результаты исследования по площади пиков.

Выводы

1. Присутствие в крови эндогенного ацетона, не исключает его обнаружение в содержимом желудка.
2. Присутствие ацетона в содержимом желудка в меньших концентрациях, чем в крови может говорить об эндогенном его происхождении.
3. Между ацетоном и изопропиловым спиртом возможны процессы взаимопревращений.
4. Присутствие изопропанола в биоматериале в меньших концентрациях, чем ацетона не исключает эндогенное происхождение изопропилового спирта из ацетона.
5. Чем выше концентрация ацетона в крови, тем больше вероятность обнаружения изопропилового спирта в цельной крови из ацетона.
   

   Список литературы

   1. Бережной, Р. В. Судебно-медицинская экспертиза отравлений техническими жидкостями /Р. В. Бережной. -М., Медицина, 1977. - С. 142 - 146.
   2. Крамаренко, В. Ф. Токсикологическая химия/В. Ф. Камаренко. -Киев, 1989, -С. 80-82, 144.
   3. Краткая химическая энциклопедия / под ред. И. Л. Кнунянц, 1961. - С. 353 - 354.
   4. Международная Ассоциация судебных токсикологов. Т. 26, № 1, 1996.
   5. Бережной, Р. В. Руководство по судебно-медицинской экспертизе отравлений /Р. В. Бережной. -М.:Медицина, 1980. -С. 47, 361 -363.
   6. Ленинджер, А. Основы биохимии/А. Ленинджер. -М.:Мир, 1985. Т. 2. -348 с.
   7. Нужный, В. П. Кетоз и ацетонемия при алкогольной интоксикации и действии тетурама. Возможные причины и механизмы развития /В. П. Нужный, А. Е. Успенский //Патологическая фи-зиол. иэксперим. терап. - 1983. -№6. -С. 78-81.
   8. Нъюсхолм, Э. Регуляция метаболизма /Э. Нъюсхолм, К. Старт.. -М.: Мир, 1977. - 407 с.
   9. Российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ. Выборка по регистрационному № 426 (ацетон).
   10. International Registry of Potentially Toxic Chemical Substances. -Geneva, UNEP/1RPTC, 1993.
   11. Leferve A., Adler H., Lieber Ch.S. Effect ofethanol on ketone metabolism //J. Clin. Invest. - 1970. -V. 49.-P. 1775-1782.