PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI Ing. Eliška Bradková Ústav soudního lékařství a toxikologie Studničkova 4, Praha 2 [email protected]

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Toxikologie je věda o poškození živého organismu následkem působení jedů a jejich metabolitů. • Úkolem toxikologie je: • -identifikovat jed • -zjistit účinky jedů s cíli: diagnostickými preventivními terapeutickými forenzními

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Pojmy: • JED • OTRAVA • PŘEDÁVKOVÁNÍ • Jedem je látka, která po vstřebání podílu aplikované dávky do organismu vyvolá poškození zdraví přechodné nebo trvalé a v krajním případě může způsobit také smrt.

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Otrava je chorobný stav organismu vyvolaný škodlivinou, jedovatou látkou. Noxa (škodlivina ) může být látka, která je kvalitativně organismu cizí (xenobiotikum) nebo látka, která je organismu cizí kvantitativně. Vyvolané účinky dávkou noxy souvisí se: a) způsob podání b) jednorázová dávka x opakovaná dávka c) individuální momentální zdravotní stav organismu (zdravotní stav osoby)

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI Toxicita látek se vyjadřuje obecně dávkou, potřebnou k dosažení určitého účinku (např. letální dávka ( střední LD - po které uhyne 50% pokusných zvířat) - podání více léků nebo jiných nox současně může vést ke změně účinků ve smyslu a) synergickém b) antagonistickém 50

- změna kvality účinku - změna velikosti a trvání účinku

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Mezinárodní klasifikace nemocí ( MKN-10 ) schválená Světovou zdravotnickou organizací • hodnotí otravy pro statistické účely spíše nepřímo • Jako např. sebevražda • drogová závislost • neúmyslná nesprávná aplikace látky aj. • Nikoliv jednoznačně podle jedu, který zapříčinil intoxikaci • Předávkování jednou látkou může být v různých souvislostech zařazeno pod několik kódů

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Předmět zájmu forenzní toxikologie: • vyhledávání neznámé noxy a její správná identifikace a kvantifikace pro vysvětlení toxických účinků, popř. příčiny smrti • Forenzní toxikologie je aplikace poznatků z toxikologie pro právní účely. • -zaměřuje se: • a) zkoumání biologického materiálu post mortem • b) zkoumání biologických vzorků živých osob, zejm. ve vztahu k návykovým látkám v dopravě, v pracovním procesu

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Základní předpoklad zdařilého toxikologického zkoumání je: • A) správná volba vhodných vzorků biologického materiálu k analýze • - krev, moč, žaludeční obsah, v případě osob zemřelých se provádí vyšetření parenchymatosních orgánů: jater, ledvin a sleziny • B) dostatečné množství biologického materiálu vzhledem k řešenému úkolu v konkrétním případě • Velikost odebíraného vzorku by měla být dostatečná , aby bylo možné analýzu zopakovat

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Problematika stanovení ethanolu v biologickém materiálu a používané vyšetřovací metody • Metodický pokyn s názvem: • Metodický pokyn pro postup při laboratorním stanovení alkoholu (ethylalkoholu ) v krvi

• Věstník Ministerstva zdravotnictví – září 2006, částka 7

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Ethanol v krvi se zjišťuje pro potřeby: • a) zdravotnické • b) právní • Pro potřeby zdravotnické: • Vyšetření se provádí za účelem a) diagnostickým • b) epidemiologický

• 1) u osob živých ( např. dopravní nehody, dopravní kontroly) • 2) u osob zemřelých (odběr krve při pitvě zemřelého)

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • O indikaci odběru a vyšetření krevního vzorku pro potřeby zdravotnické rozhoduje lékař. • Pro účely právní se vyšetření provádí v případech, kdy o to požádají oprávněné orgány. • O vyšetření ethanolu v krvi může požádat rovněž občan sám • Odběr krevního vzorku pro laboratorní stanovení ethanolu je oprávněn provést ze žíly lékař, popř. jiný, jím pověřený zdravotnický pracovník, za jeho přímého dohledu

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Bezprostředně před odběrem krve • • - pro účely právní • - lékař provede vyšetření cíleně zaměřené na zjištění známek účinku ethanolu •

- lékař vyplní protokol na předepsaném formuláři

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Do Protokolu – část B - lékař uvádí dobu (datum a čas) vyšetření a dobu odběru krve, použitou desinfekci . • Desinfekční prostředek nesmí obsahovat ethanol ani jiné těkavé látky • V případě odběru krve pro účely právní je odběru krve vždy přítomen žadatel ( např. policista) • Protokol – 4 vyhotovení

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Vyšetření krevního vzorku za účelem stanovené ethanolu •

•

- pro účely zdravotnické provádějí příslušné specializované laboratoře

- pro účely právní pak specializované toxikologické laboratoře • (toxikologické laboratoře Ústavu soudního lékařství)

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Vzorek krve musí být vyšetřen 2 na sobě nezávislými laboratorními metodami • - jedna musí být přísně specifická - metoda plynové chromatografie ( GC ) NEZASTUPITELNÁ • - druhá – ověřovací - nespecifická, ale přesná metoda • ( Widmarkova metoda, enzymatická apod. ) • Vyšetření GC - nutno provést nejméně 2 x z téhož vzorku krve • ověřovací zkoušku nejméně 1 x

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Výsledky stanovení se uvádějí v jednotkách g/kg • Povolená odchylka mezi výsledky obou metod: • v rozmezí koncentrací 0 – 3,0 g/kg ˂ • při hodnotách vyšších než 3,0 g/kg ˂

nebo nebo

= =

0,2 g/kg 0,3 g/kg

• v opačném případě nutné vyšetření opakovat GC 2 x , ověřovací metodu 2 x z téhož vzorku krve

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Za pozitivní průkaz požití alkoholického nápoje se pokládá hladina ethanolu v krvi vyšší než 0,20 g/kg, stanovená metodou plynové chromatografie • 3. část Protokolu: uvádí se výsledek vyšetření provedeného plynovou chromatografií = průměr ze dvou hodnot měření GC

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Metoda plynové chromatografie • -umožňuje identifikovat jednotlivé těkavé látky obsažené ve vzorku • (toxikologická laboratoř ÚSLT – vzorek biologického materiálu, např. krev)

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Princip GC: • Složky vzorku v plynném stavu jsou unášeny proudem mobilní fáze ( inertní plyn – např. dusík, helium) kolonou obsahující stacionární fázi ( kapalina, gel, elastomer). • Dochází k adsorpci jednotlivých látek a následnému uvolnění na základě nestejné rovnováhy složek mezi mobilní a stacionární fází, to se projeví odlišnou dobou zadržení jednotlivých látek v koloně. Doba zadržení závisí na struktuře chromatografovaných molekul a na způsobu jejich interakce se stacionární fází. • Teplotní program pro stanovení ethanolu - isotermický

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Na výstupu z kolony je umístěn detektor. • Jednotlivé složky vychází z kolony v definovaném čase – retenční čas látky za definovaných podmínek- do detektoru, který indikuje přítomnost látek v nosném plynu v různých časových intervalech. • Retenční čas = čas, který uplyne od doby dávkování látky (vstup látky do kolony) do doby maxima eluční vlny látky. • V detektoru FID (plameno ionizační) dochází ke spalování organických látek v plamínku vzduch-vodík za vzniku nabitých částic→ionizační proud – úměrný koncentraci složky

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Metoda plynové chromatografie v uspořádání Head Space • Vhodnou metodou pro jednoznačnou identifikace noxy – ethanolu, event. jiných těkavých toxických látek, v toxikologické praxi a následnou kvantifikaci látky je metoda plynové chromatografie v uspořádání Head Space • - stanovení těkavých látek přítomných v netěkavé matrici • - ustanovení rovnovážného stavu mezi vzorkem ( kapalina, např. krev, moč, pevná fáze) a plynnou fází v prostoru nad vzorkem v hermeticky uzavřené skleněné vialce • Výhoda GC metody v Head Space uspořádání: Do injektoru je přiváděn vzorek v plynném stavu. • Vyšetření vzorků krve je prováděno v automatizovaném režimu

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • • • • •

Zařízení: TurboMatrix Headspace Sampler -karusel pro 40 vzorků Příprava vzorků biologického materiálu: Do 20 ml skleněné vialky nadávkujeme 1 ml krve a 1 ml vnitřního standardu ( metoda vnitřního standardu pro kvantitativní stanovení ethanolu a event. jiných těkavých toxických látek). Vialku hermeticky uzavřeme. • temperování vialek se vzorkem při teplotě 60 C° po dobu 20 minut v karuselu TurboMatrix Headspace Sampler

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Kvantitativní stanovení ethanolu v krvi • - metoda vnitřního standardu • - příprava vzorků standardů ethanolu o známé koncentraci s vnitřním standardem • - příprava kontrolních vzorků ethanolu (o známé koncentraci ethanolu) s vnitřním standardem pro ověření validity kalibrace • - příprava neznámých vzorků krve ( 2 vzorky pro analýzu z 1 krevního vzorku)

• Chromatogram Standard 1

• Chromatogram Standard 2

• Chromatogram Kontrola 1

• Chromatogram Kontrola 2

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • • • • •

Widmarkova metoda - ověřovací nespecifická metoda v modifikaci dle Weyricha - úseková norma Ministerstva zdravotnictví ÚN 84 31 56 Princip metody: Ethanol oddestilovaný z krve je oxidován dvojchromanem draselným v kyselině sírové na kyselinu octovou a přebytek dvojchromanu se určí jodometricky. Reakce probíhá při teplotě 60 C°. Pro správné provedení metody je dodržení konstantní teploty nutné, při teplotě nižší než 60 C° reakce probíhá na acetaldehyd a vyšší teplotě na oxid uhličitý a vodu.

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Widmarkova metoda - nespecifická metoda • krevní vzorek vedle ethanolu obsahuje další těkavé látky, které mohou být oxidovány dvojchromanem draselným • Biologický materiál post mortem

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Dechové analyzátory a posuzování ovlivnění alkoholem • Odborné stanovisko Společnosti soudního lékařství a soudní toxikologie • Dopravní policie v souvislosti s prováděnými dopravními kontrolami řidičů a dopravními nehodami používá dechové analyzátory Dräger. • Společnost Soudního lékařství a soudní toxikologie ČLS JEP podala odborné stanovisko k vyšetřování alkoholu dechovými analyzátory

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Zjišťování koncentrace ethanolu v krvi pomocí dechových analyzátorů založených na principu měření koncentrace alkoholu ve vydechovaném vzduchu má svá omezení • dechový analyzátor neměří koncentraci alkoholu v krvi přímo • Princip přepočtu je založen na existenci poměru mezi koncentrací alkoholu ve vzduchu vydechovaném z plicních sklípků a v žilní krvi • pro výpočet je dechovým analyzátorem používána pouze jedna (statisticky nejpravděpodobnější) hodnota

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Toto principiální omezení použití dechových analyzátorů nelze odstranit ani tím, že měření je provedeno v souladu s metodikou českého metrologického institutu, z níž vychází i metodika Ministerstva dopravy • Přesto lze výsledek dechové zkoušky , pokud je prováděna v souladu s metodikou, považovat za významnou informací k posouzení případného ovlivnění osoby alkoholem • Vyšetření alkoholu dechových analyzátorem může být výrazně ovlivněno přítomností některých látek v dutině ústní ( po výplachu, užití spreje apod.). Přítomnost těchto látek může výsledek ovlivňovat až 20 minut po jejich užití.

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Pokud je koncentrace alkoholu v krvi zjištěna pouze pomocí dechového analyzátoru, pak hodnotu do 0,24 promile nelze považovat za průkaznou a v žádném případě ji nelze považovat za identickou s hladinou alkoholu v krvi. • Takto zjištěná hodnota v rozmezí 0,00 – 0,24 promile sama o sobě neprokazuje požití alkoholu vyšetřovanou osobou a tím méně její ovlivnění alkoholem • Koncentraci alkoholu v krvi pro forenzní účely lze stanovit přísně specifickým vyšetřením krve provedeným metodou plynové chromatografie v toxikologické laboratoři, která k tomu má oprávnění MZ ČR

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Množství 0,21 – 0,5 g/kg ethanolu v krvi poukazuje na to, že vyšetřovaná osoba již nějaký alkohol pila, nelze ale ještě říci, že je podnapilá. • Množství 0,5-1,0 g/kg ethanolu v krvi značí, že osoba alkohol požila a může být lehce podnapilá. Při této hladině nedochází k vážnějším poruchám jednání a při běžném vyšetření známky požití alkoholu nemusí se laikovi ( a často ani lékaři) projevovat. Tento stav nelze ještě nazvat jako lehký stupeň opilosti , ale ve většině případů ho není možné považovat za normální • Množství 1 - 1,5 g/kg ethanolu v krvi znamená lehké známky opojení, mnohomluvnost, mírně snížena soudnost, pozornost, sebedůvěra je zvýšena.

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Množství 1,5 – 2 g/kg ethanolu v krvi je střední stupeň opilosti. U lidí nezvyklých pít jsou poruchy koordinace, pozornost je snížena. Největší počet dopravních nehod je zaviněno osobami, které mají právě toto množství alkoholu v krvi. • Množství 2- 3 g/kg ethanolu v krvi se označuje jako těžký stupeň opilosti. Bývá blábolivá řeč, psychické poruchy, často neschopnost samostatné chůze. • Množství nad 3 g/kg ethanolu v krvi znamená obluzení a narkozu. Při této koncentraci jsou známy i fatalní případy. • Při poskytnuté lékařské péči přežívají pacienti i s hodnotami mnohem vyššími.

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Množství nad 4 g/kg ethanolu v krvi působí již smrt • Některá psychofarmaka (např. benzodiazepiny) a alkohol se navzájem potencují ve svých účincích. • Ethanol působí na CNS jako narkotikum. Při pravidelném pití se účinek alkoholu snižuje. Zvýšená tolerance se vysvětluje adaptací CNS, nikoliv zrychlenou eliminací. • Alkoholické nápoje obsahují často vedlejší látky, další alkoholy a aldehydy, které mohou být příznačné pro chuť nápoje. V soudní praxi se někdy posuzuje zastoupení těchto přísad v uváděném nápoji pro posouzení věrohodnosti výpovědi obviněného nebo obžalovaného.

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Ethanol je dobře rozpustný ve vodě i v tucích, rychle se dostává do krevní cirkulace • Asi 20% dávky se vstřebává již v žaludku (záleží na náplni potravou), zbytek se vstřebává v tenkém střevě • Ethanol se vstřebává ihned od začátku požívání alkoholických nápojů, odbourávání ethanolu nastává hned po vstřebání, a proto je nutné počítat odbourávání a pokles hladiny ethanolu hned od počátku pití Rychlost eliminace v závislosti na metabolismu osoby probíhá rychlostí v intervalu 0,12 až 0,20 g/kg za hodinu.

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Ukončení vstřebávání ethanolu do krve při pití koncentrovaných alkoholických nápojů závisí na velikosti náplně žaludku: • - na lačno je vstřebání ukončeno do 30 minut • - při lehké náplni žaludku do 60 minut • - pří vydatné náplni do 90 minut • po ukončení pití. • Při pití piva jsou uvedené časy delší o 30 minut. • Po ukončení vstřebání ethanolu do krve pouze jeho eliminace.

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Z výsledku stanovení koncentrace v odebrané krvi v určitém čase lze provést zpětný přepočet a vypočítat koncentraci ethanolu v krvi např. v době dopravní nehody. • Soudní znalec - na žádost Policie ČR vypracovává • znalecké posudky ve věci obviněného, který požíval alkoholické nápoje před dopravní nehodou a v určité době po dopravní nehodě mu byla odebrána krev ke zjištění ethanolu v krvi

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • V krvi musí být stanovena koncentrace ethanolu nejméně 0,21 g/kg, nižší koncentrace neprokazuje požití alkoholických nápojů. • Musí být známa přesně doba odběru krve. • Zpětný přepočet se neprovádí na dobu delší než 15 hodin, neboť vzniká značná nepřesnost • Nelze provádět zpětný přepočet na základě vyšetření dechovým analyzátorem, protože přepočet koncentrace stanovený ve vydechovaném vzduchu na koncentraci v krvi je nepřesný

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Bilanční výpočet • slouží ke zjištění koncentrace v krvi na základě množství požitého ethanolu • K výpočtu je nutné znát čas začátku a konce pití alkoholických nápojů, druh a objem požitých alkoholických nápojů, tělesná hmotnost a výška obviněného a množství a čas požité potravy • Distribuční faktor pro muže r = 0,7, pro ženy 0,6 • Vstřebávací deficit ( podíl nevstřebaného ethanolu z celkového množství požitého ethanolu) = 10%

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Vzorec pro výpočet: •

a-d Ct = ( --------------m.r

) - β60 . t

Ct - koncentrace ethanolu v krvi v čase t od počátku požívání alkoholických nápojů (g/kg) t - doba od začátku požívání alkoholických nápojů (hodiny) a - množství požitého absolutního ethanolu (g)


• • • •

d – vstřebávací deficit (g) m - hmotnost osoby (kg) r - redukční faktor β 60 - 0,12 až 0,20 g/kg / hod.

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Těkavé látky • Kromě ethanolu se v toxikologické praxi setkáváme s řadou dalších organických těkavých látek. • Akutní otrava a) po inhalaci par • b) náhodné nebo úmyslné požití tekutin obsahující tyto těkavé látky, např . organická rozpouštědla, čistící prostředky, benzínové směsi • Inhalované sloučeniny rychle dosahují vrcholové koncentrace v dobře prokrvených orgánech ( v srdci a v mozku), koncentrace v tukových tkáních jsou nižší

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Většina těkavých inhalovaných látek je zpětně vylučována dechem v původní formě, jen některé se částečně metabolizují v játrech a metabolity jsou buď vydýchány anebo vyloučeny močí • aceton – hlavní podíl je vyloučen v nezměněné formě, pouze ve stopách metabolit 2-propanol • 2 –propanol – hlavní metabolit je aceton (80-90% absorbované látky) • toluen - hlavní metabolit kyselina benzoová 80% absorbované dávky), velký podíl kyseliny se váže s glycinem v konjugát -kyselina hippurová

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Průkaz aplikace těkavé látky – identifikace látky • v krvi – průkaz původní formy (např. aceton, toluen) • v moči – průkaz metabolitů původní látky , event. původní formy látky • Jednoznačná identifikace (kvalitativní průkaz) těkavé látky v biologickém materiálu (např. krev, moč, žaludeční obsah) je možná pouze toxikologickou analýzou. • Vhodná metoda : plynová chromatografie v Head space uspořádání. • Provádí se chromatografie vzorku v plynné fázi na dvou kolonách s odlišnými polaritami, tedy s odlišnou selektivitou s detektorem FID.

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Kvantitativní stanovení těkavé látky v krvi: • Provedení kalibrace se standardy o známé koncentraci stanovované látky, ověření platnosti kalibrace pomocí kontrolních vzorků stanovované látky a analýza vzorků krve vyšetřované osoby. • Methanol • = vysoce toxická těkavá čirá kapalina alkoholového zápachu • Výskyt: např. součást rozpouštědel, ostřikovačů na autoskla, alternativní pohonná hmota. • Riziko představují nekvalitní alkoholické nápoje obsahující toxikologicky významné množství methanolu

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Methanol se rychle vstřebává ze zažívacího traktu, v séru maximum je 30-90 minut po požití. Biologický poločas v organismu 8-28 hodin (průměr 12 hodin). • - Pozvolna, 7-10-krát pomaleji než ethanol se metabolizuje v játrech na výrazně toxičtější metabolity formaldehyd a dále na kyselinu mravenčí (maximum v krvi a moči je 2.-3. den po požití). Asi 3% methanolu se vylučuje nezměněno plícemi a močí • -jako jiné alkoholy působí excitačně, po velké dávce narkoticky na CNS, ale závažnější je toxicita jeho metabolitů

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • -Kyselina mravenčí se kumuluje v sítnici a očním nervu • - Působí i trvalé poruchy zraku • Rychlou přeměnou alkoholdehydrogenázou vzniká z methanolu formaldehyd, z něho aldehyddehydrogenázou kyselina mravenčí. Ta se velmi pomalu oxiduje na CO2 a H2O. • Proto se významně kumuluje v tkáních • Min. toxická dávka čistého metanolu asi 0,1 ml/kg, v průměru se udává 10 ml pro dospělého, ale bylo popsáno oslepnutí po 10 ml a smrt dokonce po 6-10 ml. • Hladina metanolu v krvi 200 mg/l již nutně vyžaduje léčbu antidotem ( ethanol nebo fomepizol)

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Smrtelná dávka: 30-100 (-200) ml, v průměru asi 1 ml/kg čistého methanolu • Průkaz methanolu v krvi se provádí metodou GC uspořádání Head Space (ÚSLT).

• Stanovení koncentrace methanolu v krvi metodou GC, kalibrace a kontroly platnosti validace analýzou vzorků methanolu připravených ze standardů methanolu o známé koncentraci. Metoda vnitřního standardu.

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • V souvislosti s „methanolovou aférou“, týkající se ilegálně vyráběných lihovin obsahujících methanol, byl pro rychlé zjišťování koncentrace methanolu v lahvích s alkoholickými nápoji - vyvinut (VŠCHT) přístroj – mobilní Ramanův spektrometr - měření vibračních spekter. Tyto mobilní Ramanovy spektrometry má k dispozici Celní správa ministerstva financí ČR, celně technická laboratoř, která používá mobilní přístroje k měření (detekci) v terénu mimo laboratoř.

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • OTRAVY PLYNY • OTRAVY OXIDEM UHELNATÝM • Oxid uhelnatý – plyn bez barvy a zápachu, vzniká spalováním organických látek při omezeném přístupu vzduchu • Zdroje intoxikací: kouřové plyny při požárech, z vadných kamen, výfukové plyny aut, spalování zemního plynu v hořácích kotlů na teplou vodu s omezeným přístupem vzduchu- např. v koupelnách. • Toxicita spočívá ve velmi velké afinitě oxidu uhelnatého na dvojmocné železo hemoglobinu ve srovnání s kyslíkem.

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Váže se ve stejném molárním poměru jako kyslík, ale afinita • Je asi 220-krát silnější, je tedy schopen vázby na hemoglobin i ve stopových koncentracích ve vzduchu • Při otravě je omezen transport kyslíku krví • Vážnost otravy souvisí s dobou expozice a se zvýšenou potřebou kyslíku při zvýšené tělesné námaze • Pobytem ve smogovém prostředí lze dosáhnout až 10% hladiny karbonylhemoglobinu v krvi, kuřáci mohou mít také takto zvýšenou hladinu. • Stavy při koncentraci 30% COHb doprovázeny bolestmi hlavy, , závratěmi, mdlobami, ztrátou vědomí.

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Koncentrace COHb 40% a vyšší znamená ohrožení života, dostavuje se hluboké kóma, srdeční arytmie, křeče, smrt. • Účinná pomoc spočívá v rychlém ukončení expozice, vynesení pacienta na vzduch, zajištění odborné lékařské pomoci. • Laboratorní stanovení koncentrace karbonylhemoglobinu v krvi je založena na spektrofotometrických metodách. • Spektrofotometrická metoda (podle Heilmeyera): • Princip: absopční spektrum oxyhemoglobinu se liší od spektra karbonylhemoglobinu. Po zředění a hemolýze krve se změří extinkce při dvou vlnových délkách, tj. při 546 a 578 nm.

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI A546

• Z poměru absorbancí Q = A578 • se určí procento COHb.

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • PRŮKAZ NEZNÁMÝCH LÁTEK (NOX) A KONFIRMACE V TOXIKOLOGII • Léčiva a různé zneužívané návykové látky (tzv. drogy) jsou u nás v dnešní době nejčastější příčinou akutních otrav. Spektrum nox se průběhu času mění, na trh přicházejí nová léčiva, zneužívají se nové látky. • Z toho vyplývá kontinuální nutnost studia metabolismu nových léčiv a drog a aktualizace a rozšiřování toxikologického laboratorního systému.

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Dnešní systém záchytu a průkazu (identifikace) neznámých látek ( léčiv) a jejich metabolitů v biologickém materiálu je založen především na vhodných kombinacích metod imunochemických, chromatografických a hmotnostní spektrometrie. • Pro identifikaci neznámé látky má významné uplatnění potvrzení látky navzájem nezávislými metodami.

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Počátečním vodítkem jsou anamnestické údaje, v případě letálních otrav informace z ohledání místa činu, nález léků na místě činu • - akutní otravy ( náhodné nebo úmyslné ) – způsobeny lékovými přípravky event. v kombinaci s ethanolem • Např. kombinace: ethanol a benzodiazepinové deriváty, kombinace : MDMA a ketamin

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Ve skupině ilegálních drog je v popředí nálezů methamfetamin, kanabinoidy a opiáty morfinové struktury • V první fázi laboratorního vyšetření se aplikují rychlé orientační záchytové testy na skupiny látek ( např. benzodiazepiny, barbituráty, tricyklická antidepresiva). • Zásadou ovšem je, že orientační rychlý výsledek nesmí být nesprávně a neoprávněně interpretován jako výsledek úplný a konečný. • Existují screeningové výsledky falešně pozitivní (které lze vyvrátit potvrzovací specifickou metodou) nebo falešně negativní (nedostatečná citlivost testu na některou látku)

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Na rychlé imunochemické testy navazuje systematický analytický postup, který zahrnuje citlivé a specifické metody. • Tyto metody vyžadují extrakci látek (nox) ze vzorku biologického materiálu speciálními postupy • Návazné chromatografické metody – chromatografie na tenké vrstvě, chromatografie v kombinaci s hmotností spektrometrií • Tyto postupy jsou časově náročnější, ale lze jimi zachytit mnohem širší spektrum extraktivních látek • Navíc jednotlivé noxy (původní formu látky) a jejich metabolity od sebe separují a mohou je jednoznačně identifikovat

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • V případě, že je podezření na původce otravy je dostatečně specifikováno ( např. vyplývá z předchozích vyšetření neznámých nox), lze přistoupit k cíleným analýzám a ke kvantitativnímu stanovení látek v krvi • Z forenzního hlediska pozitivní orientační záchyt, např. budivých aminů, vyžaduje specifické potvrzení a rozlišení pomocí chromatografických metod , popř. GC/MS, zda jde např. o zneužívání ilegálního methamfetaminu nebo o konzumaci legálních léčiv obsahujících např. phentermin nebo efedrin a nebo zda nejde o falešně pozitivní záchyt způsobený zcela jinou interferující látkou

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Chromatografické metody mohou být provedeny ve screeningovém uspořádání, pro detekci širokého okruhu potencionálních neznámých nox, anebo cíleně zaměřené pro konfirmaci a stanovení specifické noxy • Po úspěšné detekci a jednoznačné identifikaci noxy v biologické matrici může následovat stanovení její koncentrace kvantitativní validovanou metodou • Vyžadovaným toxikologických standardem dneška pro záchyt, identifikaci stop organických látek a jejich metabolitů v biologických tekutinách(např. krev, moč) a tkáních je aplikace tandemových metod plynové chromatografie s hmotnostní spektrometrií nebo kapalinové chromatografie s hmotnostní spektrometrií

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Chromatografie na tenké vrstvě TLC/CR-screening • - spojení chromatografie na tenkých vrstvách se systémem barevných reakcí použitých pro detekci • Princip metody: • - dvojnásobný, popř. vícenásobný záchyt léčiv a jejich metabolitů po chromatografickém dělení • Metoda vychází z hodnocení nálezu léčiv a metabolitů v extrakčních frakcích získaných za různého pH a dále z hodnocení poloh skvrn zachycených látek vzhledem k pěti standardům současně chromatografované směsi

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • TLC/CR – screening je jednotnou metodou záchytu pro řadu toxikologicky významných léčiv včetně jejich metabolitů v biologickém materiálu ( moč, žaludeční obsah, parenchymatosní orgány - u osob zemřelých) • Je otevřeným systémem, který může být rozšířen o libovolný počet dalších léčiv a jejich metabolitů • Je metodou informativní, která umožňuje předpoklad identity na základě posouzení vlastností zachycených látek ze 3 principielně různých hledisek: z hlediska ionizace při extrakci za různého pH, z hlediska pohyblivosti při chromatografii a z hlediska detekčních možností

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Za určitých okolností je metodou specifickou. A to v případech, kdy léčivo – původní forma- s větším počtem barevných reakcí je provázeno stejně reagujícími metabolity seskupenými do typických sestav, takovýto záchyt jako celek je jednoznačně specifický • TLC/CR-screening se blíží systematicky prováděnému identifikačnímu pochodu • I. Extrakční frakce – ExK - obsahuje léčiva kyselého charakteru (např. barbituráty a jejich metabolity, metabolity kyseliny acetylsalicylové včetně původní formy, paracetamol) a prvý podíl léčiv neutrálních ( např. guaifenesin) a prvý podíl slabých basí, které se chovají jako léčiva neutrální (benzodiazepinové deriváty, kofein a jeho metabolity)

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • II. Extrakční frakce – ExA - obsahuje léčiva basická ( např. sympatomimetia, tricyklická psychofarmaka, alkaloidy) a další podíl neutrálních léčiv • III. Extrakční frakce – H – izolační technika je výhradně určena pro zpracování moči. Jejím cílem je získat léčiva a jejich metabolity vylučované ve formě konjugátů. Po extrakci moči z kyselého a alkalického prostředí se provede kyselá hydrolýza moči varem s konc. kyselinou chlorovodíkovou. Extrakce je provedena diethyletherem. Tato frakce obsahuje léčiva a jejich metabolity uvolněné z konjugačních vazeb, rovněž substituované benzofenony jako stěpné produkty metabolitů benzodiazepinových derivátů

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Stacionární fáze – nejčastěji se používá silikagel nebo modifikovaný silikagel látkami o různé polaritě • - je nanesena v tenké vrstvě na podložní desce • Mobilní fáze – jsou směsi rozpouštědel o různých polaritách, často s přídavkem amoniaku nebo kyseliny, aby se potlačila ionizace analytů, které mají povahu slabých kyselin a bazí • Po extrakci analytů ze vzorku je extrakt nanesen na start chromatografické desky

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Deska je vyvíjena v uzavřené chromatografické komoře ve směsi rozpouštědel , až je dosaženo rozdělení směsi díky rozdílným distribučním konstantám v dané mobilní a stacionární fázi • Po vyvinutí desky a jejím vysušení: • 1) detekce fluoreskující skvrny UV světle ( např. metabolity kyseliny acetylsalicylové) • 2) detekce jednotlivých skvrn na chromatografické desce systematicky aplikací různých reakčních činidel a jsou pozorovány barevné odstíny

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • 3) V každém chromatografickém běhu jsou zařazeny referenční standardy, podle nichž se kompenzuje variabilita v pohyblivosti při mírných výkyvech pracovních podmínek ( např. kolísání teploty, změny ve složení mobilní fáze) • Chromatografie na tenké vrstvě je ideální pro vzorky, kde lze očekávat vyšší koncentrace, tj. moč, žaludeční obsah, extrakty tkání- játra, ledvina, slezina). Nehodí se obvykle pro detekci nox v krvi • Meze detekce se pohybují řádově kolem 0,5 – 2 mg/l, u některých látek lze dosáhnout pomocí speciální detekce limity nižší ( např. benzofenon ACB detekce Bratton-Marshallovým činidlem mez postřehu 0,05 µg, benzofenon ANB – detekce B-M činidlem mez postřehu 0,04 µg)




PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Předpokladem konfirmace je dostupnost referenčního standardu, se kterým zmíněné chování neznámé noxy porovnáváme. • TLC je výhodné kombinovat i s jinými metodami, např.

• Pokud se např. nedaří identifikovat skvrnu na chromatogramu, lze tuto vyškrábnout, extrahovat a analyzovat získaný extrakt např. pomocí GC/MS

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Tandemové systémy s hmotnostní spektrometrií • Hmotnostní spektrometrie (MS) – je fyzikálně-chemická metoda určování hmotnosti atomů, molekul a jejich fragmentů po převedení na kladně nebo záporně nabité ionty. • Tato metoda má dobrou vypovídací schopnost o struktuře analyzovaných látek • Využití metody při stopové analýze organických látek s důrazem na zjištění jejich chemické struktury (chemické identity)

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • GC/MS – analytická technika pro kvalitativní a kvantitativní analýzu řady směsí látek. • Využití kombinace separace látek na GC koloně a jejich následná identifikace a kvantifikace pomocí MS. • MS je analytická technika, pomocí které lze stanovit strukturu látek na základě jejich hmotnostního spektra.

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • V toxikologické praxi se používá v kombinaci s plynovou chromatografií ( GC/MS ) a nebo s kapalinovou chromatografií (LC/MS) • Limitujícím požadavkem GC/MS je, aby analyt byl schopen zplynění při teplotách pod bodem jeho rozkladu • Většina organických látek (nox) je dostatečně těkavá anebo mohou být tyto vlastnosti upraveny chemickou derivatizací


PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Základní proces v hmotnostním spektrometru zahrnuje 5 etap: • 1. přívod vzorku • 2. ionizace molekul • 3. separace vzniklých iontů podle hodnoty m/z (efektivní hmota) • 4. detekce vzniklých iontů a měření jejich četnosti • 5. registrace vzniklých spekter

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • MS pracuje ve vysokém vakuu ( 10-6 torr) • zabránění rekombinaci vzniklých iontů, maximalizace počtu iontů, který dopadá na detektor • 2-stupňová evakuace A) vakuum vytvořené rotační pumpou • B) turbomolekulární pumpou • Ztráta vakua → ztráta citlivosti detekce • Vlastní hmotnostní spektrum představuje čárový graf – výška každé čáry představuje relativní četnost iontů příslušné efektivní hmoty

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Způsob ionizace : 1) nárazem elektronů – electron impact • Výsledné spektrum je reprodukovatelné a je charakteristické pro chemickou identitu látky • 2) chemická ionizace – pozitivní nebo negativní - měkčí ionizační technika • Chemická ionizace negativní umožňuje velmi citlivou detekci nepatrných stop nox s elektronegativními vlastnostmi např. benzodiazepinů

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Velká reprodukovatelnost hmotnostních spekter ( a to především EI režimu) dovoluje vytvářet rozsáhlé referenční knihovny spekter a pomocí programového vybavení počítače porovnávat spektra standardů v knihovnách s naměřenými spektry analyzovaných látek. • Základním předpokladem úspěchu je, aby referenční databáze příslušnou látku zahrnovala. • Velmi užitečné je vytvářet si postupně vlastní uživatelskou knihovnu spekter, která může doplňovat knihovny komerční • Knihovna spekter: H.H. Maurer, K. Pfleger, A.A. Weber: • Mass Spectral and GC Data

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Specifičnost spekter jednotlivých látek se může lišit případ od případu. • Např. 3,4-methylenedioxymethamfetamin v podmínkách EI fragmentuje za vzniku dominantního iontu m/z 58 , iont 58 má řada dalších látek. Více specifické spektrum je možné získat po chemické derivatizaci látky trifluoracetanhydridem




PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Metoda LC/MS – kombinace vysokoúčinné kapalinové chromatografie s hmotnostní spektrometrií • Vysoké účinnosti separace se dosahuje použitím stacionárních fází o jednotné a velmi malé velikosti částice (2-10 µm), které jsou naplněny v koloně. Mobilní fáze se pohybuje pod tlakem. Nejběžnější jsou stacionární fáze na bázi silikagelu, který je chemicky modifikován různými funkčními fázemi, jako je oktadecyl, oktyl, fenyl aj. Největší uplatnění v toxikologických analýzách nacházejí nepolární stacionární fáze s chemicky vázaným oktadecylsilanem v kombinaci s polárními mobilními fázemi. Mobilní fáze jsou směsi vody a organických rozpouštědel. Separované látky se detekují nejčastěji UV/VIS spektrofotometrickým detektorem.

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI Závislost na drogách je ztráta svobodného rozhodování závislé osoby. • Toxikomanie – se rozumí chorobné lpění na opakovaném podávání látky působící euforicky na CNS, tedy působící závislost na psychoaktivní látce. • Zákon o návykových látkách č.167/1998 Sb. a jeho další znění dělí návykové látky na omamné a psychotropní podle konvence OSN. Podle tohoto zákona jsou omamné látky (OL) roztříděny do 3 skupin a psychotropní látky (PL) do 4 skupin, a to podle stupně společenské nebezpečnosti při jejich šíření a užívání. Novela zákona č. 167/1998 Sb. → zákon č. 106/2011 Sb.

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Novela zákona č. 167/1998 Sb. – zákon č. 106/2011 Sb. – • do seznamu kontrolovaných substancí zařazeno 33 nových syntetických drog, které buď jsou nebo potenciálně mohou být zneužívány.

• Abúzus je škodlivé patologické (zne)užívání látek • Abúzus opiátů, kanabinoidů, kokainu, budivých aminů, psychedelických aminů ( např. taneční drogy)

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • • • •

OPIÁTY (zařazeny v seznamu omamných látek) - významný zástupce heroin (diacetylmorfin) - příprava nejčastěji acetylací opia Opium- zaschlá šťáva z naříznutých nezralých makovic máku setého, obsahuje řadu alkaloidů, z nichž největší zastoupení má morfin, menší kodein, papaverin, noscapin, thebain • Acetylací opia →také acetylkodein • Heroin a acetylkodein – látky velmi labilní, poměrně snadno deacetylují

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Abúzus tekutiny Brown- směs připravená nezákonnou manipulací s kodeinem s cílem vyrobit aktivnější složku hydrokodon (vedlejší produkty syntézy – dihydrokodein, zbytkový kodein a další opiátové báze) • Nález hydrokodonu v biologickém vzorku svědčí o aplikaci Brownu • Aplikovaný heroin se v organismu prakticky okamžitě mění na 6-monoacetylmorfin ( poločas asi 3 min) a postupně deacetyluje na morfin (poločas asi 40 min).

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Toxikologický důkaz konzumace heroinu se opírá o nález specifického metabolitu, tj. 6-monoacetylmorfinu, který lze prokazovat v závislosti na velikosti dávky poměrně krátce, zpravidla do 24 hodin, později se nachází jen morfin. • Morfin může vzniknout však i z jiných opiátů ( kodein, ethylmorfin) a nebo může být aplikován jako takový. • Pokud se v nálezech mezi metabolity heroinu objeví kodein, není metabolitem heroinu, ale jeho původ je v acetylkodeinu jako průvodní příměsi

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI • Po aplikaci Brown v nálezu figuruje v různém zastoupení hydrokodon a jeho metabolity, dihydrokodein a metabolity, kodein a příslušné metabolity, mezi nimi i morfin • Krev je vhodný materiál pro důkaz opiátů jen několik hodin po dávce • Moč – průkaz opiátů je možný 2-3 dny ( v závislosti na dávce a citlivosti použité metody)


DĚKUJI VÁM ZA POZORNOST

PORUŠENÍ ZDRAVÍ CHEMICKÝMI LÁTKAMI

Recommend Documents