Methanol as a marker of alcohol addiction

(1)

D ariu sz ZUBA1, Wojciech GUBAŁA1, Wojciech PIEK O SZEW SK I12, J a n u s z PA CH 3, A ndrzej PARCZEW SKI1, 4

1 I n s titu te o f F o re n sic R e se a rc h , C racow

2 D e p a r tm e n t o f C lin ic a l a n d I n d u s t r i a l T oxicology, C o lle g iu m M e d ic u m , J a g ie llo n ia n U n iv e rsity , C racow

3 T o xico lo g ica l C linic, C o lle g iu m M e d ic u m , J a g ie llo n ia n U n iv e rsity , C racow 4 F a c u lty o f C h e m istry , J a g ie llo n ia n U n iv e rsity , C racow

ABSTRACT: Blood m ethanol levels were determ ined in 138 alcohol addicts (pa

tie n ts of the Toxicological Clinic, Collegium M edicum Jagiellonian U niversity - CM U J, Cracow), four tim es during the first day of th e ir detoxification, and in 13 vol

u n tee rs who consum ed alcohol in planned experim ents. M ethanol concentrations in the blood of th e alcoholics a t the tim e of th e ir adm ission to the hospital were signifi

cantly higher, as com pared to peak concentrations obtained for people who d rin k oc

casionally (p < 0.05). Due to the m uch h igher concentration of ethanol in the alcoholics’ blood, the re su lts were stan d ard ised th rough th e division of m ethanol con

centration by ethanol concentration. The m ean value of the ratio w as also higher for the alcohol addicts, and the difference betw een m eans tu rn e d out to be statistically significant (p < 0.05). M ethanol tu rn e d out to be a sensitive an d specific m ark er for alcohol addiction. The threshold value for recognition of alcohol addiction, which am ounts to 10 mg/l, w as exceeded in ~80% p a tie n ts of th e CM U J Toxicological Clinic, w hereas it w as not observed in the control group. Blood m ethanol levels in the alcohol-addicted p articip an ts rem ained high for te n to tw enty hours after adm ission to th e hospital. This m eans th a t m ethanol is a short-term m ark er of alcoholic d is

ease. G reat differences in m ethanol elim ination were observed as well. In occasional drinkers, the m ethanol concentration rose or rem ained a t the sam e level u n til the ethanol concentration dropped below 0.2 g/l. In alcoholics, the m ethanol w as m etabo

lised concurrently w ith ethanol oxidation. The elim ination ra te of the m ethanol d e

pended on its actu al concentration an d w as independent of ethanol concentration.

KEY WORDS: M ethanol; Alcoholism; M arker; Addiction; SPME.

Z Z a g a d n ie ń N a u k S ą d o w y c h , z. X L IX , 2002, 5 9 - 73 R e c e iv e d 2 2 F e b r u a r 2001; a c c e p te d 2 A p r il 2 0 0 2

INTRODUCTION

O n e o f th e le a d in g c a u s e s o f c a r a c c id e n ts is d riv in g u n d e r th e in flu e n c e of alco h o l, a n d p e o p le w h o a r e a d d ic te d to i t c o n s titu te a s ig n if ic a n t g ro u p a m o n g th e p e r p e t r a t o r s o f s u c h o ffences. F o r t h i s r e a s o n , r e s e a r c h h a s b e e n

(2)

60 D. Zuba, W. Gubala, W. Piekoszewski et al.

c o n d u c te d fo r o v e r 10 y e a r s in to d e v e lo p in g m a r k e r s fo r a lc o h o lism w h ich , w h e n d e te r m in e d th r o u g h r o u tin e to x ico lo g ical a n a ly s is , co u ld b e u s e d to r e c o g n ise a lco h o l a d d ic ts [12, 16, 18, 21].

M e th a n o l s e e m s to b e th e m o s t in te r e s t i n g c o m p o u n d . T h e p o s s ib ility of i ts a p p lic a tio n in to x ic o lo g ic al a n d fo re n sic p r a c tis e r e s u l t s fro m th e f a c t t h a t i t is a b y -p ro d u c t o f alco h o l f e r m e n ta tio n , a n d c a n th e r e f o r e b e d e te c te d in m o s t alco h o lic b e v e ra g e s [22]. A f te r c o n s u m p tio n o f s u c h b e v e r a g e s , i t is a b s o rb e d in to t h e b o d y a n d t h e n tr a n s p o r t e d th r o u g h th e b lo o d s tr e a m to th e tis s u e s . O w in g to v e ry good s o lu b ility in w a te r , p r a c tic a lly a ll th e a b s o rb e d m e th a n o l goes in to th e b lo o d [3]. A t th e s a m e tim e , m e ta b o lis m o f m e th a n o l is in h ib ite d e v e n a t r e la tiv e ly low c o n c e n tr a tio n s o f e th a n o l in th e blood.

T h is p h e n o m e n o n is c a u s e d b y th e h ig h e r a f fin ity o f e th a n o l, t h a n m e th a n o l, t o a l c o h o l d e h y d r o g e n a s e , t h e m o s t i m p o r t a n t e n z y m e i n t h e b io tr a n s f o r m a tio n o f alco h o l. C o n s e q u e n tly , m e th a n o l c o n c e n tr a tio n s i n c re a s e in p e r s o n s c o n s u m in g a lco h o l (b e c a u se o f e n d o g e n ic p ro d u c tio n [5, 9, 19]), o r r e m a in a t th e s a m e lev el, u p to t h e tim e w h e n th e e th a n o l c o n c e n tr a tio n d ro p s be lo w 0 .2 - 0 .3 g/l [8, 10, 11, 14]. T h e p h e n o m e n o n o f th e in h ib itio n o f m e th a n o l m e ta b o lis m b y e th a n o l c a n b e u s e d to d ia g n o s e a lco h o l a d d ic tio n . W h e n p e o p le a d d ic te d to a lco h o l a r e in w h a t is k n o w n a s a n alco h o lic tr a n c e , t h e y d r in k fo r s e v e r a l d a y s, w ith no p e rio d o f s o b rie ty . D u r in g th is e n tir e tim e , m e th a n o l is n o t m e ta b o lis e d , le a d in g to a s ig n if ic a n t in c r e a s e in i ts c o n c e n tr a tio n in th e blood, a s c o m p a re d to p e o p le w h o d r in k o c c asio n ally . O v e r t e n y e a r s ago, i t w a s p ro p o s e d [2, 4] t h a t a b lo o d m e th a n o l c o n c e n tr a tio n h ig h e r t h a n 10 m g /l s h o u ld b e t r e a t e d a s a th r e s h o ld v a lu e fo r re c o g n i

tio n o f alc o h o lic d ise a se .

D e te r m in a tio n of m e th a n o l in th e b lo o d - b e s id e s e th a n o l - c a n a lso be u s e d fo r fo re n sic p u r p o s e s in o r d e r to give a n o p in io n in o th e r k in d s o f c a s e s a s w e ll [5, 6, 7, 8, 9]. F ir s t, i t c a n h e lp to a s s e s s th e c re d ib ility o f a s u s p e c t’s te s tim o n y c o n c e rn in g th e a m o u n t a n d ty p e o f alco h o lic b e v e ra g e , a s w e ll a s i ts tim e o f c o n s u m p tio n . T h e r e s u l t o f b lo o d m e th a n o l d e te r m in a tio n c a n a lso b e h e lp fu l fo r g iv in g o p in io n s in c a s e s w h e n a p e r p e t r a t o r le a v e s th e sc e n e o f a n a c c id e n t. T h e s e p e rs o n s a r e o f te n u n d e r th e in flu e n c e o f alco h o l a t th e tim e o f th e a c c id e n t, a n d th e n , in o r d e r to a v o id th e le g a l c o n s e q u e n c e s, th e y r e p o r t to th e p olice s ta tio n s e v e r a l h o u r s a f te r th e e v e n t. A n i n c r e a s e d le v e l of m e th a n o l c o u ld in d ic a te t h a t a p e r s o n c o n s u m e d a n a lc o h o lic b e v e ra g e in th e r e c e n t p a s t. F u r th e r m o r e , t h e d e te r m in a tio n c a n h e lp to a s s e s s t h e c re d ib ility o f te s tim o n y in a c a s e w h e n a p e r p e t r a t o r c la im s t h a t h e /s h e c o n s u m e d a lco h o l j u s t a f te r th e a c c id e n t b u t b e fo re s a m p le c ollection.

U n til n o w r e s e a r c h in to t h e a p p lic a tio n o f m e th a n o l a s a m a r k e r of a lc o h o l a d d ic tio n h a v e b e e n p e rf o r m e d m a in ly in G e rm a n y a n d th e U n ite d S ta te s . T h e a im o f th e s tu d y p r e s e n te d i n t h i s p a p e r w a s to a s s e s s w h e th e r or

(3)

n o t th e r e s u l t s o f r e s e a r c h p e rf o rm e d in o th e r c o u n tr ie s c a n b e a p p lie d to th e P o lish p o p u la tio n . A s is k n o w n , P o lis h c o n s u m e rs p r e f e r s tr o n g e r alcoholic b e v e ra g e s , i.e. v o d k a s, w h ic h c o n ta in le s s m e th a n o l c o m p a re d to b e e r o r w ine, b e c a u s e of th e d is tilla tio n a n d re c tific a tio n p ro c e sse s u s e d to m a k e i t [22].

MATERIAL AND METHODS

T w o g ro u p s o f s u b je c ts w e re in c lu d e d in t h e s tu d y . T h e f ir s t w a s c o m p r is e d o f 138 a c u te ly p o iso n e d p a t i e n t s o f th e T o x ico lo g ical C lin ic, C o lle g iu m M e d ic u m , J a g ie llo n ia n U n iv e r s ity , C racow , w h o o n th e b a s is o f p s y c h o lo g i

c a l a n d p s y c h ia tr ic e x a m in a tio n s w e re r e c o g n is e d a s alco h o l a d d ic ts . T h e seco n d , c o n tro l g ro u p , w a s m a d e u p o f 13 v o lu n te e r s w h o c o n s u m e d alco h o l in p la n n e d e x p e rim e n ts . T h e y w e re n o t a d d ic te d to alco h o l. T h e y c o n s u m e d 40% v/v v o d k a in a n a m o u n t o f 0.7 g p e r k g o f b o d y w e ig h t (m en), o r 0 .6 g p e r k g o f b o d y w e ig h t (w om en).

B lood s a m p le s o f a lco h o l a d d ic ts w e re c o lle c te d in to h e p a r in is e d tu b e s , fo u r tim e s d u r in g th e f ir s t d a y o f d e to x ific a tio n . T h e f ir s t s a m p le w a s t a k e n d u r in g a d m is s io n to th e h o s p ita l, a n d t h e n 6, 18 a n d 2 4 h o u r s a f te r a d m is sio n . T h e b lo o d s a m p le s o f th e p e o p le in th e c o n tro l g ro u p w e re c o lle c te d a t 30 m in in te r v a ls , tim e d fro m t h e e n d o f a lco h o lic b e v e ra g e c o n s u m p tio n , u p to th e tim e w h e n b lo o d e th a n o l c o n c e n tra tio n , c h e c k e d u s in g a b r e a th a ly s e r , d ro p p e d b elo w 0.2 g/l.

T h e m e th a n o l a n d e th a n o l c o n te n ts o f th e b lo o d w e re d e te r m in e d th r o u g h g a s c h ro m a to g ra p h y , u s in g s t a n d a r d h e a d s p a c e a n a ly s is (H S) a n d a c o m b in a tio n o f t h i s m e th o d w ith s o lid -p h a s e m ic ro e x tra c tio n (H S -S P M E ).

0.1 m l o f 1 ,1 -d im e th y le th a n o l ( in te r n a l s ta n d a r d ) a n d 0.5 m l o f s a t u r a t e d so lu tio n o f p o ta s s iu m c a r b o n a te (for H S ), o r 0.5 g o f t h is c o m p o u n d (for H S -S P M E ) w e re a d d e d to 0.5 m l s a m p le s o f b lo o d o r s ta n d a r d , in m e a s u r e m e n t v ia ls, w h ic h h a d a v o lu m e o f 22 m l (for H S ) o r 4 m l (for H S -S P M E ).

S o l i d - p h a s e m i c r o e x t r a c t i o n w a s p e r f o r m e d u s i n g 6 5 p m C a rb o - w a x /d iv in y lb e n z e n e fib re c o a tin g , a n d w a s c o n d u c te d a t 6 0 oC fo r 10 m in . T h e w o rk in g p a r a m e t e r s o f th e a p p lie d g a s c h r o m a to g r a p h s a r e lis te d in T a b le I.

RESULTS AND DISCUSSION

M eth a n ol c o n c e n tr a tio n in a lc o h o l a d d ic ts an d p e r so n s d r in k in g o c c a sio n a lly

T h e c o n c e n tr a tio n o f m e th a n o l in th e b lo o d o f p a t i e n t s a t th e T o x ico lo g i

c a l C lin ic CM U J w a s d e te r m in e d fo u r tim e s d u r in g th e f ir s t d a y o f t h e i r s ta y

(4)

62 D. Zuba, W. Gubała, W. Piekoszewski et al.

in th e h o s p ita l. T h e s ta t i s t i c a l p a r a m e t e r s d e s c rib in g c h a n g e s in i ts c o n c e n t r a t i o n a r e p r e s e n te d i n T a b le II.

TABLE I. WORKING PARAMETERS OF THE A PPLIED GAS CHROMATOGRAPHS

P a r a m e t e r M e th o d

H S H S -S P M E

C h r o m a to g r a p h P e r k in E lm e r A u to s y s te m w ith H S 4 0 a u to s a m p le r

H e w le tt P a c k a r d H P 6 8 9 0

In je c to r

te m p e r a tu r e 150oC 2 0 0 oC

C o lu m n 0.2% C a rb o w a x 1500/

G ra p h p a c k -G C

R tx -B A C l (30 m x 530 p m x 1.5 pm ) O v en

te m p e r a tu r e 50oC 70oC

C a r r ie r g a s

( h e a d p r e s s u r e ) N itr o g e n (30 k P a ) H e liu m (50 k P a ) D e te c to r

( te m p e r a tu r e ) F ID (150oC) F ID (200oC)

TABLE II. STATISTICAL PARAMETERS DESCRIBING METHANOL CONCENTRATIONS [mg/l] IN THE BLOOD OF PATIENTS FROM THE TOXICOLOGICAL CLINIC OF THE CM U J DURING THE FIRST DAY OF DETOXIFICATION

P a r a m e t e r

T im e o f b lo o d s a m p le c o lle c tio n

D u rin g a d m is s io n

D u r in g a d m is s io n (a f te r c o r

re c tio n )*

6 h a f te r a d m is s io n

M e a n 2 8 .6 9 2 0 .7 7 26 .2 9 7.30 1.43

SD 38 .7 9 12.2 36 .6 6 21 .0 3 3.33

M e d ia n 22.1 20 .8 20.3 1.2 0.45

L o w er

q u a r tile 12.0 11.0 11.5 0.4 0.2

U p p e r

q u a r tile 32.8 31.9 28.2 6.0 1.0

M in im u m 2.0 2.0 0.0 0.0 0.0

M a x im u m 32 4 .4 52.3 28 1 .9 20 1 .5 21.9

* - outliers were excluded from th e d a ta (explanation in th e text).

(5)

F o r m o s t o f th e p a tie n ts , th e p e a k m e th a n o l c o n c e n tr a tio n o c c u rre d d u r in g a d m is s io n to t h e h o s p ita l. A c c o rd in g to th e d a t a c o lle c te d in T a b le II, its le v e l r e m a in e d h ig h fro m s e v e r a l h o u r s to o v e r te n . M e th a n o l c o n c e n tr a tio n w a s c o n s id e r a b ly r e d u c e d 18 h a f te r a d m is s io n , a n d close to z ero a f te r 24 h.

T h e d e te r m in e d c o n c e n tr a tio n s w e re c o m p a re d to th e r e s u l t s o f m e th a n o l d e te r m in a tio n s in p e o p le fro m th e c o n tro l g ro u p . T h e r e s u l t s o f d e t e r m i n a tio n s d u r in g a d m is s io n to th e h o s p ita l fo r a lco h o l a d d ic ts , a n d th e p e a k b lood m e th a n o l c o n c e n tr a tio n s fo r th e c o n tro l g ro u p w e re c o m p a re d .

T h e d is tr ib u tio n o f m e th a n o l c o n c e n tr a tio n s in p a t i e n t s o f th e Toxicologi- c a l C lin ic CM U J d iffe r s ig n ific a n tly fro m n o r m a l d is tr ib u tio n . F u r t h e r m o re, th e r e w e re o u tlie r s a m o n g th e d a t a (som e r e s u l t s w e re c o n s id e ra b ly h ig h e r t h a n th e r e s t). I n o r d e r to d e te c t th e s e p o in ts , th e G ru b b t e s t w a s u s e d [13]. O n th e b a s is o f th e t e s t, th e r e s u l t s o f six p a t i e n t s w h o se in itia l m e th a n o l c o n c e n tr a tio n e x c e e d e d 55 m g /l w e re re je c te d . A fte r d o in g th is , th e m e a n m e th a n o l c o n c e n tr a tio n w a s v e ry close to th e m e d ia n . T h e a v e ra g e v a lu e o f p e a k m e th a n o l c o n c e n tr a tio n in p e r s o n s d r in k in g o c c a sio n a lly a m o u n te d to 3 .3 7 ± 1.05 m g/l, w h ile th e m e d ia n is 3.1 m g/l. T h e d iffe re n c e b e tw e e n m e th a n o l c o n c e n tr a tio n s in a lco h o l a d d ic ts a n d in so c ia l d r in k e r s , e s t im a t e d b y m e a n s o f t- S t u d e n t te s t, w a s s ta tis tic a lly s ig n ific a n t a t th e a s s u m e d c o n f id e n tia l le v e l (a = 0.05).

T h e c o m p a ris o n o f m e th a n o l c o n c e n tr a tio n s in b o th te s t e d g ro u p s d o e s n ’t t a k e in to c o n s id e r a tio n th e fa c t t h a t e th a n o l c o n c e n tr a tio n s in t h e b lo o d o f p e o p le fro m t h e c o n tro l g ro u p w e re s ig n ific a n tly lo w e r t h a n i n t h a t of p a t i e n t s a t th e T o xicological C lin ic CM U J (c o n s u m p tio n g r e a t e r a m o u n ts o f a lco h o l t h a n u s e d in th e s tu d y is n o t a d v is a b le fo r m e d ic a l re a s o n s ). C o n c e n t r a t i o n s in th e o c c a sio n a l d r in k e r s a v e r a g e d 0 .7 7 ± 0 .1 7 g/l, w h e r e a s i t w a s 3 .2 0 ± 1.12 g/l in th e h o s p ita lis e d s u b je c ts . T h u s , m e th a n o l c o n c e n tr a tio n in t h e blo o d o f th e p a t i e n t s a t th e T o x ico lo g ical C lin ic CM U J w a s e s tim a te d a t t h e m o m e n t w h e n m e a n e th a n o l c o n c e n tr a tio n a m o u n te d to 0 .8 g/l. T h e a v e ra g e m e th a n o l c o n c e n tr a tio n w a s 16.5 m g/l, a n d i t w a s five tim e s h ig h e r t h a n th e m e a n o b ta in e d fo r th e c o n tro l g ro u p .

T h e r e s u l t s w e re a lso s ta n d a r d is e d b y d iv is io n o f b lo o d m e th a n o l c o n c e n t r a t i o n (B M C ) b y b lo o d e th a n o l c o n c e n tr a tio n (B E C ). T h e o b ta in e d v a lu e s of th e B M C /B E C r a tio fo r b o th g ro u p s in r e la tio n s h ip to e th a n o l c o n c e n tr a tio n a r e s h o w n in F ig u r e 1.

T h e s t a n d a r d i s a t i o n o f th e r e s u l t s c o n firm e d t h a t m e th a n o l c a n b e a p p lie d a s a m a r k e r o f alco h o lic d is e a s e . F o r a la r g e g ro u p o f th e p a t i e n t s a t th e T o x ico lo g ical C lin ic CM U J , th e c o n c e n tr a tio n r a tio le v e ls w e re h ig h e r t h a n in o c c a sio n a l d r in k e r s . T h e m e a n v a lu e o f th e B M C /B E C co effic ien t fo r a lc o  h o l a d d ic ts a m o u n te d to 7.53 x 10-3 ± 5 .2 6 x 10-3, a n d fo r th e c o n tro l g ro u p to 4 .4 9 x 10-3 ± 1.41 x 10-3. T h e d iffe re n c e t u r n e d o u t to b e s ta tis tic a lly s ig n if i

c a n t a t th e a s s u m e d c o n fid e n tia l le v e l (a = 0.05).

(6)

BEC [g/l]

Fig. 1. Blood m ethanol concentration (BMC) to blood ethanol concentration (BEC) ratio in relatio n to ethanol concentration for alcohol addicts and persons drinking oc

casionally.

W h e th e r o r n o t m e th a n o l c o n c e n tr a tio n s d e p e n d o n a c tu a l e th a n o l c o n c e n tr a tio n w a s a lso e s tim a te d . T h e P e a r s o n ’s r c o r r e la tio n co effic ien t w a s u s e d a s a m e a s u r e of d e p e n d e n c y [13]. T h e c o n c e n tr a tio n le v e ls o f th e s e co m p o u n d s tu r n e d o u t to b e u n r e la te d , th e r co effic ien t v a lu e fo r th e g ro u p o f a d  d ic te d p e r s o n s a m o u n te d to 0 .0 4 (p > 0.1), a n d 0 .3 4 (p > 0.1) fo r th e c o n tro l g ro u p . T h e in d e p e n d e n c e o f m e th a n o l c o n c e n tr a tio n fro m a c tu a l e th a n o l c o n c e n tr a tio n is f a v o u ra b le , i n t e r m s o f th e p o s s ib ility fo r i ts a p p lic a tio n a s a m a r k e r o f alco h o lic d ise a se .

T h e o b ta in e d v a lu e s o f m e th a n o l c o n c e n tr a tio n s w e re c o m p a re d to th e th r e s h o ld v a lu e fo r re c o g n itio n o f alco h o lic d is e a s e p ro p o s e d in th e li t e r a t u r e (10 m g/l). F o r th e g ro u p o f p a t i e n t s a t th e T o x ico lo g ical C lin ic C M U J , th e v a lu e w a s e x c e e d ed in 76.8% o f c a s e s d u r in g a d m is s io n to th e h o s p ita l, in 80.0% o f c a s e s a f te r 6 h, in o n ly 23.3% a f te r 18 h , a n d 6.0% a f te r 24 h. T h e se v a lu e s in d ic a te t h a t m e th a n o l is a s e n s itiv e , a lb e it s h o r t- te r m m a r k e r of a l coholic d is e a s e . I t s c o n c e n tr a tio n is e le v a te d o n ly fo r s e v e r a l to tw e n ty h o u r s a f te r th e e n d o f alco h o lic b e v e ra g e c o n s u m p tio n . I n th e g ro u p o f p e rs o n s d r in k in g o c c a sio n a lly , n o n e o f th e r e s u l t s e x c e e d ed th e th r e s h o ld v a lu e . T h is in d ic a te s m e th a n o l’s good s p e c ific ity a s a m a r k e r o f alco h o lic d is e a s e . T h e r a is e d v a lu e s a r e c o m p a ra b le o r h ig h e r in r e la tio n to c u r r e n tly u s e d m a r k e rs , e.g. a c tiv itie s o f g a m m a - g l u t a m y l - t r a n s f e r a s e (G G T P ), a s p a r t a t e a m in o tr a n s f e r a s e (A spA T), a la n in e a m in o tr a n s f e r a s e (AlAT) o r a lk a lin e p h o s p h a te (AP) [16].

(7)

E lim in a tio n o f m e th a n o l in a lc o h o l a d d ic ts a n d p e r so n s d rin k in g o c c a sio n a lly

B o th m e th a n o l a n d e th a n o l e lim in a tio n p ro c e e d th r o u g h th e s a m e m e t a bolic r o u te s . A s m e n tio n e d in th e in tr o d u c tio n , th e m e ta b o lis m o f m e th a n o l is s to p p e d b e c a u s e o f th e h ig h e r a f fin ity o f A D H to e th a n o l, a s w e ll a s th e s ig n if ic a n tly h ig h e r le v e l o f t h i s c o m p o u n d in blood. T h e a n a ly s is o f c h a n g e s in m e th a n o l a n d e th a n o l c o n c e n tr a tio n s o v e r tim e , o b ta in e d fo r th e t e s t e d c o n tr o l g ro u p , le a d s to th e s im ila r c o n c lu sio n s. W h e n b lo o d e th a n o l c o n c e n tr a tio n e x c e e d ed 0.2 g/l, m e th a n o l w a s n o t m e ta b o lis e d in a n y o f th e s u b je c ts.

B e c a u s e th e e x p e r im e n ts w e re n o t c a r r ie d o u t a t e th a n o l c o n c e n tr a tio n s lo w e r t h a n t h i s v a lu e , i t w a s im p o s s ib le to p e rfo r m p h a r m a c o k in e tic s c a lc u la tio n s .

B lood s a m p le s fro m t h e p a t i e n t s o f th e T o x icological C lin ic CM U J w e re c o lle c te d fo u r tim e s . T h is a llo w e d fo r t h e a s s e s s m e n t o f c h a n g e s i n m e th a n o l c o n c e n tr a tio n s o v e r tim e fo r t h e a d d ic te d s u b je c ts . F ig u r e 2 p r e s e n ts th e c h a n g e s in c o n c e n tr a tio n s fo r in d iv id u a l s u b je c ts d u r in g th e f ir s t 18 h o u r s o f h o s p ita lis a tio n (tw o tim e r a n g e s w e re d is tin c t).

A s c a n b e s e e n in F ig u r e 2, d u r in g j u s t th e f ir s t 6 h o u r s a f te r a d m is s io n , w h e n th e m e a n e th a n o l c o n c e n tr a tio n w a s h ig h e r t h a n 1.5 g/l, m e th a n o l w a s m e ta b o lis e d in a s ig n if ic a n t g ro u p o f t h e p a t i e n t s (49 p e rs o n s , 40.8% ). M e th a n o l c o n c e n tr a tio n in c r e a s e d in fo u r p a tie n ts , w h ic h c o u ld in d ic a te t h a t th e y w e re a d m itte d to th e h o s p ita l s h o r tly a f te r c o n s u m p tio n (th e y w e re in th e p h a s e o f e th a n o l a b s o rp tio n ). D u r in g t h e n e x t 12 h o u r s o f h o s p ita lis a tio n , m e th a n o l w a s m e ta b o lis e d m u c h f a s t e r a n d in a g r e a t e r n u m b e r o f p a tie n ts . T h e o x id a tio n o f m e th a n o l to o k p la c e , d e s p ite th e p r e s e n c e o f e th a n o l in th e body.

T h e c h a n g e s o f m e th a n o l c o n c e n tr a tio n in a ll p a t i e n t s o f th e T oxicological C lin ic CM U J in b o th tim e in te r v a ls , c o u n te d p e r h o u r, w e re c o m p a re d . T h e d e c re a s e o f m e th a n o l c o n c e n tr a tio n d u r in g th e f ir s t 6 h (d 0-6) a v e r a g e d to 0 .5 6 m g /l/h . I t s le v e l in in d iv id u a l s u b je c ts d e p e n d e d o n m e th a n o l c o n c e n t r a t i o n a t th e tim e o f a d m is s io n B M C 0 (d 0-6 = - 0 .5 2 + 0 .0 2 0 B M C 0, r = 0.73, p < 0.0 0 0 1 ), a n d w a s in d e p e n d e n t o f e th a n o l c o n c e n tr a tio n d u r in g a d m is s io n B E C 0 (d0-6 = 1.06 - 0 .1 8 B E C 0, r = -0 .1 9 , p > 0 .0 1 ). T h e d e c re a s e o f m e th a n o l c o n c e n tr a tio n c a lc u la te d fo r th e tim e in te r v a l b e tw e e n 6 a n d 18 h a f te r a d m is s io n to th e h o s p ita l, d 6-18, a v e r a g e d 1.59 m g /l/h , a n d th e o b ta in e d v a lu e s fo r in d iv id u a l s u b je c ts d e p e n d e d o n a c tu a l m e th a n o l c o n c e n tra tio n , B M C 6, (d 6-18 = 0 .1 7 + 0 .0 4 7 B M C 6, r = 0.83, p < 0 .0 0 0 1 ) a n d w a s in d e p e n d e n t o f e t h a  n o l c o n c e n tra tio n , B E C 6 (d 6-18 = 2.31 - 0 .5 4 B E C 6, r = - 0 .2 2 , p > 0.01).

T h e r e s u l t s s h o w n ab o v e in d ic a te t h a t , in a lco h o l a d d ic ts , m e th a n o l m e ta b o lis m c a n p ro c e e d in d e p e n d e n tly o f e th a n o l o x id a tio n . I n t h i s g ro u p , to a m u c h g r e a t e r e x te n t t h a n in h e a lth y in d iv id u a ls , o th e r m e ta b o lic s y s te m s , e.g. th e m ic ro s o m a l e th a n o l o x id a tio n s y s te m (M E O S ) o r c a ta la s e sy ste m ,

(8)

The change of methanol concentration [mg/l/h]

Fig. 2. Changes in m ethanol concentration during th e first 18 h of hospitalisation.

The in te rv al a t w hich re su lts change as s consequence of random fluctuations was m arked w ith dashed lines.

p r e s u m a b ly t a k e p a r t in th e m e ta b o lis m o f a lco h o l [2, 4, 15]. T h e c h a r a c t e r is tic o f th e s e s y s te m s is m u c h s m a lle r s e le c tiv ity in r e la tio n to th e A D H s y s te m . T h e p h e n o m e n o n o f th e a c tiv a tio n o f o th e r m e ta b o lic s y s te m s fo r th e o x id a tio n o f alc o h o l is c o n firm e d b y a v e ry h ig h a v e ra g e o f th e e th a n o l e lim in a tio n co effic ien t (P60), w h ic h a m o u n te d to 0 .2 6 4 ± 0 .0 7 4 g/l x h (m e d ia n 0 .2 5 8 g/l x h ) fo r th e t e s te d g ro u p o f alco h o l a d d ic ts . T h e o b ta in e d v a lu e s of e lim in a tio n co efficien t w e re h ig h e r in m o st c a s e s t h a n is a s s u m e d in r e t r o sp e c tiv e c a lc u la tio n s of e th a n o l c o n c e n tra tio n . O f th e te s te d g ro u p , in 101 p a t ie n ts (83.5% ) th e v a lu e of e th a n o l e lim in a tio n co efficien t ex c eed ed 0.2 g/l x h.

T h is m e a n s t h a t in re tro s p e c tiv e c a lc u la tio n s of e th a n o l c o n c e n tra tio n , th e fa c t t h a t a p e rs o n a d d ic te d to alcohol c a n e lim in a te e th a n o l m u c h m o re r a p

(9)

id ly sh o u ld b e t a k e n in to c o n s id e ra tio n . T h e p h e n o m e n o n o f a c c e le ra tio n of e th a n o l e lim in a tio n in alcoholics h a s b e e n o b serv ed b y o th e r a u th o r s [1 ,1 8 ,2 0 ].

CONCLUSIONS

1. T h e th r e s h o ld v a lu e fo r re c o g n itio n o f a lco h o l a d d ic tio n (blood m e t h a n o l c o n c e n tr a tio n o v e r 10 m g/l), p ro p o s e d b y G e r m a n a u th o r s , c a n also b e u s e d in re fe re n c e to t h e P o lis h p o p u la tio n .

2. M e th a n o l is a s e n s itiv e a n d specific, b u t s h o r t- te r m m a r k e r o f alcoholic d is e a s e . I t s b lo o d le v e l is in c r e a s e d o n ly fo r s e v e r a l to tw e n ty h o u rs , tim e d fro m th e e n d o f c o n s u m p tio n . T h e re fo re , a n in c r e a s e d le v e l o f m e th a n o l in d ic a te s alco h o lic p ro b le m s in a t e s te d p e rs o n , w h e r e a s a low le v e l o f t h i s c o m p o u n d d o e s n o t p ro v e t h a t a t e s t e d p e r s o n is a d d ic te d to alcohol.

3. T h e p e rf o r m e d s tu d y r e v e a le d t h a t m e th a n o l m e ta b o lis m in a lc o h o l-a d d ic te d p e r s o n s m ig h t p ro c e e d c o n c u r r e n tly w ith e th a n o l o x id a tio n . T h e p h e n o m e n o n o f p a r a lle l m e ta b o lis m o f b o th ty p e s o f alco h o l d o e s n o t e x is t in p e o p le w ho d r in k o c c a sio n a lly . T h u s , th e o b s e rv a tio n o f a s ig n ific a n t d e c re a s e o f m e th a n o l c o n c e n tra tio n , a t a h ig h e th a n o l level, sh o w s t h a t e n z y m a tic s y s te m s o th e r t h a n A D H w e re a c tiv a te d . It c a n a lso in d ic a te th e f r e q u e n t c o n s u m p tio n o f alco h o l b y a te s te d p e rso n .

R eferences:

1. A d a c h i J . , M i z o i Y . , F u k u n a g a T . [ e t al.], C om parative study on ethanol elim ination and blood acetaldehyde betw een alcoholics and control subjects, Alcoholism Clinical & Experim ental Research 1989, vol. 13, pp. 601-604.

2. B a r z J . , S p r u n g R. , F r e u d e n s t e i n P. [et al.], Investigations on m e th a nol kinetics in alcoholics, B lutalkohol 1988, vol. 25, pp. 163-171.

3. B a s e l t R . C. , C r a v e y R. H. , D isposition of toxic drugs and chem icals in m an, Chem ical Toxicology In stitu te , Foster City 1995.

4. B i l z e r N . , P e n n e r s B. M. , C o n r a d A ., Die M ethanolkinetik bei chro

nischem Alkoholismus, B lutalkohol 1991, Bd 28, S. 377-392.

5. G i l g T. , v o n M e y e r L. , L i e b h a r d t E . , Form ation an d accum ulation of endogenous m ethanol u n d er the influence of ethanol, B lutalkohol 1987, vol. 24, pp. 321-332.

6. H a f f n e r H. T. , B a n g e r M. , G r a w M. [et al.], The kinetics of m ethanol elim ination in alcoholics and the influence of ethanol, Forensic Science In tern a  tional 1997, vol. 89, pp. 129-136.

7. H a f f n e r H. T. , B a t r a A. , W e h n e r H. D. [et al.], M ethanol levels and m ethanol elim ination in alcoholics, B lutalkohol 1993, vol. 30, pp. 52-62.

(10)

8. H a f f n e r H. T. , B e s s e r e r K. , G r a w M. [et al.], M ethanol elim ination in non-alcoholics: inter- and in train d iv id u al variation, Forensic Science In tern a  tional 1997, vol. 86, pp. 69-76.

9. H a f f n e r H. T. , G r a w M. , B e s s e r e r K. [et al.], Endogenous m ethanol:

v a riab ility in concentration and ra te of production. Evidence of a deep com part

m ent?, Forensic Science International 1996, vol. 79, pp. 145-154.

10. H a f f n e r H. T. , W e h n e r H. D . , S c h e y t t K. D. [et al.], The elim ination kinetics of m ethanol and th e influence of ethanol, International Jo u rn a l o f Le

g a l Medicine 1992, vol. 105, pp. 111-114.

11. I f f l a n d R. , B a l l i n g P . , Ö h m i c h e n M. [et al.], M ethanol, Isopropanol, n-Propanol - endogene B ildung u n te r Ä thanoleinfluß, B lu ta lko h o l 1989, Bd 26, S. 87-97.

12. J o n e s A. W. , S t e r n e b r i n g B ., K inetics of ethanol and m ethanol in alco

holics during detoxification, Alcohol & Alcoholism 1992, vol. 27, pp. 641-647.

13. K o b u s P . , P i e t r z y k o w s k i R. , Z i e l i ń s k i W ., S taty sty k a z pakietem

„S tatistica”, Fundacja „Rozwój SGGW”, W arszaw a 1998.

14. M a j c h r o w i c z E . , M e n d e l s o n J . H. , Blood m ethanol concentrations d u r ing experim entally induced ethanol intoxication in alcoholics, Jou rn a l ofPhar- macology & Experim ental Therapeutics 1971, vol. 179, pp. 293-300.

15. M u s s h o f f F . , D a l d r u p T. , B o n t e W. [et al.], E thanolunabhängige M ethanolelim ination bei chronischen Alkoholikern, B lutalkohol 1995, Bd 32, S. 317-336.

16. M u s s h o f f F . , D a l r u p T ., D eterm ination of biological m ark ers of alcohol abuse, Jo u rn a l o f Chromatography B 1998, vol. 713, pp. 245-264.

17. O l s e n H . , S a k s h a u g J . , D u c k e r t F. [et al.], E thanol elim ination-rates determ ined by b re a th analysis as a m ark er of recent excessive ethanol con

sum ption, Sca ndinavian Jo u rn a l o f Clinical Laboratory Investigation 1989, vol. 49, pp. 359-365.

18. S c h m u t t e P . , B i l z e r N. , P e n n e r s B. M ., Some aspects concerning the kinetics of th e congener m ethanol an d propanol-1 in absence of ethanol, B lutalkohol 1988, vol. 25, pp. 137-142.

19. S t o e h l m a c h e r P ., M ethanol from ethanol?, B lutalkohol 1995, vol. 32, pp. 193-207.

20. W i n e k C. L . , M u r p h y K. L ., The ra te and kinetic order of ethanol elim ina

tion, Forensic Science International 1984, vol. 25, pp. 159-166.

21. Z u b a D. , C h l o b o w s k a Z. , P a r c z e w s k i A ., A nalysis of volatile organic com pounds in blood of people consum ing alcoholic drinks by m eans of gas chro

m atography, Problems o f Forensic Sciences 1998, vol. 38, pp. 36-54.

22. Z u b a D. , C h l o b o w s k a Z. , P a r c z e w s k i A ., Identification of alcoholic beverages on the basis of qu an titativ e analysis of im purities, Problems o f Fo

rensic Sciences 1997, vol. 35, pp. 42-58.

(11)

D ariu sz ZUBA, Wojciech GUBAŁA, W ojciech PIEKOSZEW SKI, Ja n u s z PACH, A ndrzej PARCZEWSKI

WPROWADZENIE

Prow adzenie pojazdów m echanicznych pod wpływem alkoholu je st je d n ą z n a j

ważniejszych przyczyn wypadków drogowych. W śród sprawców tego typu zdarzeń d u żą grupę stan o w ią osoby od niego uzależnione. Dlatego od k ilk u n a stu la t prow a

dzone s ą b ad an ia n ad opracow aniem takich m arkerów choroby alkoholowej, dzięki oznaczeniu których — podczas rutynow ej analizy toksykologicznej — można by rozpoz

nać osoby uzależnione od alkoholu [12, 16, 18, 21].

Związkiem, który w zbudza najw iększe zainteresow anie, je st m etanol. Możliwość jego w ykorzystania w praktyce toksykologiczno-sądowej w ynika z faktu, że stanowi p rodukt uboczny procesu ferm entacji alkoholowej, dzięki czemu można go wykryć w większości napojów alkoholowych [22]. Po spożyciu takich napojów je st on w chła

niany do organizm u, a n astęp n ie w raz z k rw ią przenoszony do poszczególnych tk a nek. Ze względu n a bardzo d obrą rozpuszczalność w wodzie praktycznie cała ilość wchłoniętego m etanolu przechodzi do krw i [3]. Jednocześnie już przy stosunkowo niskim jego stężeniu we krw i zaham ow any zostaje m etabolizm m etanolu. Zjawisko to je st spowodowane je st wyższym powinowactwem etanolu niż m etanolu do dehyd

rogenazy alkoholowej, najważniejszego enzym u odpowiedzialnego za biotransform a- cję alkoholi. W konsekwencji u osób spożywających alkohol stężenie m etanolu w zras

ta (ze względu n a jego endogenną produkcję [5, 9, 19]) lub pozostaje n a stałym po

ziomie do czasu, gdy stężenie etanolu nie spadnie poniżej 0,2-0,3 g/l [8, 10, 11, 14].

Zjawisko blokow ania m etabolizm u m etanolu przez etanol może być w ykorzystane do diagnozowania choroby alkoholowej. Osoby uzależnione od alkoholu, będąc w tzw.

ciągu alkoholowym, p ijąpo kilka lub kilkanaście dni bez fazy trzeźw ienia. Przez cały ten czas m etanol nie je st m etabolizowany, co prowadzi do znacznego podwyższenia stężenia tego zw iązku we krw i w porów naniu do osób pijących okazjonalnie. K ilka

naście la t tem u zaproponowano, aby stężenie m etanolu we krw i powyżej 10 mg/l traktow ać jako w artość progow ą rozpoznaw ania choroby alkoholowej [2, 4].

O znaczenie m etanolu we krw i — obok oznaczania etanolu — może być w ykorzys

tan e do celów sądowych również przy opiniow aniu w innego ty p u spraw ach [5, 6, 7, 8, 9]. Po pierwsze, może pomóc przy ocenie wiarygodności zeznań osoby podejrzanej co do ilości, rodzaju oraz czasu konsum pcji napoju alkoholowego. W ynik oznaczenia m etanolu we krw i może być także p rzydatny przy opiniow aniu w spraw ach, w k tó rych spraw ca w ypadku zbiegł z m iejsca zdarzenia. Osoby te często zn ajd u ją się pod wpływem alkoholu w chwili wypadku, a w celu uniknięcia konsekwencji praw nych zgłaszają się n a p osterunek policji po kilku lub k ilk u n a stu godzinach po zdarzeniu.

Podwyższony poziom m etanolu mógłby wskazywać, że dan a osoba w nieodległej przeszłości spożywała napój alkoholowy. Ponadto oznaczenie to może pomóc ocenić

(12)

wiarygodność zeznań w przypadku, gdy spraw ca tw ierdzi, że spożył alkohol już po w ypadku, ale przed pobraniem próby krwi.

B adania n ad w ykorzystaniem m etanolu jako m a rk era choroby alkoholowej pro

wadzone były dotychczas głównie w Niemczech i S tanach Zjednoczonych. Celem b a dań przedstaw ionych w niniejszej pracy była ocena, czy w yniki uzyskane w innych k rajach można odnieść również do polskiej populacji. J a k wiadomo, polscy k o n su menci p re feru ją mocne alkohole (wódki), które ze względu n a stosowane procesy d e

stylacji i rektyfikacji zaw ierają znacznie mniej m etanolu w sto su n k u do piwa czy w ina [22].

MATERIAŁ I METODY

B adaniam i objęto dwie grupy probantów. P ierw szą tworzyło 138 ostro zatrutych alkoholem pacjentów K liniki Toksykologii Collegium M edicum U niw ersytetu J a giellońskiego w Krakowie, którzy n a podstaw ie bad ań psychologicznych i psy ch iat

rycznych zostali uznani za osoby uzależnione od alkoholu. D ru g ą grupę (kontrolną) stanowiło 13 ochotników, którzy spożywali alkohol w planow anych eksperym entach.

Osoby te nie były uzależnione od alkoholu. Konsumowali oni wódkę (40% v/v) w ilości 0,7 g etanolu/kg m asy ciała (mężczyźni) lub 0,6 g etanolu/kg m asy ciała (kobiety).

Próby krw i od osób uzależnionych były pobierane do heparynizow anych probó

wek czterokrotnie w trakcie pierwszej doby detoksykacji. Pierw sza próba pobierana była podczas przyjęcia do szpitala, a n astępnie po 6, 18 i 24 godzinach od przyjęcia.

Krew od osób stanow iących grupę k o n tro ln ą pobierano w odstępach trzydziestom i- nutow ych od czasu zakończenia konsum pcji napoju alkoholowego do czasu, gdy s tę żenie etanolu we krw i (kontrolowane za pom ocą an alizato ra wydychanego po

w ietrza) spadło poniżej 0,2 g/l.

Zaw artość m etanolu oraz etanolu we krw i wyznaczano m etodą chrom atografii gazowej, wykorzystując k lasyczną analizę fazy nadpowierzchniowej (HS) oraz po

łączenie tej metody z m ik ro ek strak cją do fazy stałej (HS-SPME). Do 0,5 ml próbki krw i lub wzorca um ieszczonych w naczyńku pomiarowym (o pojemności 22 ml w metodzie HS oraz 4 ml w metodzie HS-SPME) dodawano 0,1 ml roztworu 1,1-dim etyletanolu (wzorzec wew nętrzny) oraz 0,5 ml nasyconego roztw oru w ęglanu p o tasu (w metodzie HS) lub 0,5 g tego zw iązku (w metodzie HS-SPM E). Do m i k r o e k s t r a k c j i do f a z y s t a ł e j s t o s o w a n o p o k r y c i e w ł ó k n a 65 p m Carbowax/divinylbenzene, ekstrakcję analitów prowadzono w tem p eratu rze 60oC przez 10 m inut. P a ra m e try pracy użytych chrom atografów gazowych podano w tabeli I.

WYNIKI I ICH OMÓWIENIE

S tę ż e n ia m e ta n o lu u osób u z a le ż n io n y c h i p iją cy ch o k a zjo n a ln ie

Stężenie m etanolu we krw i pacjentów Kliniki Toksykologii CM U J wyznaczano czterokrotnie podczas pierwszej doby ich pobytu w szpitalu. P a ra m e try statystyczne opisujące zm iany stężenia tego zw iązku podano w tabeli II.

(13)

U większości pacjentów m aksym alne stężenie m etanolu we krw i występowało przy ich przyjęciu do szpitala. J a k w ynika z danych zebranych w tabeli II, jego w y

soki poziom utrzym yw ał się od kilku do k ilk u n astu godzin. Po 18 godzinach od przy jęcia dochodziło do znacznego obniżenia stężenia m etanolu, a po 24 godzinach jego stężenie było zbliżone do zera.

Wyznaczone stężenia porównano z w ynikam i oznaczeń m etanolu u osób z grupy kontrolnej. W porów naniu wykorzystano wyniki oznaczeń przy przyjęciu do szpitala (osoby uzależnione) oraz m aksym alne stężenia m etanolu we krw i (grupa kontrolna).

Rozkład stężeń m etanolu u pacjentów K liniki Toksykologii CM U J znacznie odbiegał od rozkładu norm alnego, a ponadto wśród danych znajdow ały się wyniki zde

cydowanie odbiegające od pozostałych. Do ich w ykrycia wykorzystano te s t G rubba [13]. W oparciu o te n te s t usunięto dane 6 pacjentów (u których początkowe stężenie m etanolu przekraczało 55 mg/l) i po w ykonaniu tej operacji średnie stężenie m e ta nolu było bardzo bliskie w artości m ediany. Ś rednia w artość m aksym alnego stężenia m etanolu u osób pijących okazjonalnie wyniosła 3,37 ± 1,05 mg/l, zaś m ediana - 3,1 mg/l. Różnica między stężeniam i m etanolu u osób uzależnionych oraz pijących okazjonalnie, oceniona za pom ocą te stu t-S tu d en ta, była statystycznie isto tn a przy przyjętym poziomie istotności (a = 0,05).

Porów nanie stężeń m etanolu w obu badanych grupach nie uw zględnia faktu, że stężenie etanolu we krw i osób z grupy kontrolnej były znacznie niższe niż u pacjen

tów K liniki Toksykologii CM U J (konsum pcja większych ilości alkoholu niż stosow a

ne w badan iach je st niew skazana ze względów medycznych). Średnie stężenie u osób pijących okazjonalnie wyniosło 0,77 ± 0,17 g/l, podczas gdy u osób hospitalizow anych 3,20 ±1,12 g/l). Dlatego oszacowano stężenie m etanolu we krw i pacjentów Kliniki Toksykologii CM U J w chwili, gdy średnie stężenie etanolu wyniosło 0,8 g/l. Średnie stężenie m etanolu wyniosło 16,5 mg/l, a zatem było pięciokrotnie wyższe niż średnia uzy sk an a dla grupy kontrolnej. Zastosow ano rów nież standaryzację wyników poprzez podzielenie stężenia m etanolu we krw i (BMC) przez stężenie etanolu we krw i (BEC). U zyskane w artości ilorazu BM C /BEC dla obu grup w zależności od stężenia etanolu przedstaw iono na rycinie 1.

S tandaryzacja wyników potw ierdziła zasadność stosow ania m etanolu jako m a r

k e ra choroby alkoholowej. D la dużej grupy pacjentów K liniki Toksykologii CM U J poziomy ilorazu stężeń były wyższe niż u osób pijących okazjonalnie. Średnia w artość w spółczynnika B M C /BEC dla osób uzależnionych wyniosła 7,53 x 10-3

± 5,26 x 10-3, a dla grupy kontrolnej 4,49 x 10-3 ± 1,41 x 10-3. Różnica ta okazała się statystycznie isto tn a przy przyjętym poziomie istotności (a = 0,05).

Oszacowano również, czy stężenie m etanolu zależy od aktualnego stężenia etan o lu. Jako m iarę zależności zastosowano współczynnik korelacji P earsona r [13]. Po

ziomy stężeń tych związków okazały się nieskorelow ane, w artość w spółczynnika r dla grupy osób uzależnionych wyniosła 0,04 (p > 0,1), n ato m iast dla grupy kontrolnej 0,34 (p > 0,1). Niezależność stężeń m etanolu od aktualnego stężenia etanolu je st ko

rz y stn a z p u n k tu w idzenia możliwości zastosow ania m etanolu jako m a rk era choroby alkoholowej.

U zyskane w yniki stężeń m etanolu porównano z proponow anąw lite ra tu rz e w a r

tością progow ą rozpoznaw ania choroby alkoholowej (10 mg/l). Dla grupy pacjentów K liniki Toksykologii CM U J w artość ta została przekroczona w 76,8% przypadków przy przyjęciu do szpitala, 80,0% przypadków po 6 godzinach i tylko w 23,3% po

(14)

18 godzinach oraz 6,0% po 24 godzinach. W artości te w skazują, że m etanol jest czułym, aczkolwiek krótkoterm inow ym m arkerem choroby alkoholowej. Jego s tę żenie je st podwyższone tylko przez kilkanaście godzin od zakończenia konsum pcji napoju alkoholowego. W grupie osób pijących okazjonalnie żaden wynik nie p rze

kroczył w artości progowej, co świadczy o dużej swoistości m etanolu jako m ark era choroby alkoholowej. Powyższe wielkości sąporów nyw alne lub wyższe w odniesieniu do obecnie stosowanych m arkerów , takich ja k np. aktyw ności gam m a-glutam y- lo-transferazy (GGTP), am inotransferazy asparaginow ej (AspAT), am inotransferazy alaninowej (AlAT) czy fosfatazy zasadowej (AP) [16].

E lim in a c ja m e ta n o lu u osób u z a le ż n io n y c h oraz p iją cy c h o k a z jo n a ln ie E lim inacja m etanolu oraz etanolu z organizm u człowieka przebiega z w ykorzys

tan iem tych sam ych szlaków metabolicznych. J a k wspom niano we w stępie, ze wzglę

du na wyższe powinowactwo ADH do etanolu oraz znacznie wyższy poziom tego zw iązku we krwi, m etabolizm m etanolu zostaje zaham ow any. Do podobnych w nios

ków prowadzi analiza zm ian stężeń m etanolu i etanolu w czasie uzyskanych dla b a danej grupy kontrolnej. U żadnego z probantów m etanol nie był eliminowany, gdy stężenie etanolu we krw i przekraczało 0,2 g/l. Poniew aż nie prowadzono ekspery

mentów przy stężeniach etanolu niższych od tej wartości, niemożliwe było w ykona

nie obliczeń farm akokinetycznych.

C zterokrotne pobranie prób krw i od pacjentów K liniki Toksykologii CM U J poz

woliło n a oceną zm ian stężeń m etanolu w czasie u osób uzależnionych. N a ryci

nie 2 przedstaw iono, ja k zm ieniały się te stężenia dla poszczególnych pacjentów w czasie pierwszych 18 godzin hospitalizacji (z rozróżnieniem n a dwa przedziały cza

sowe).

J a k widać n a rycinie 2, już w trakcie pierwszych 6 godzin od przyjęcia do szpitala, gdy średnie stężenie etanolu było wyższe niż 1,5 g/l, u dość dużej grupy pacjentów (49 osób, 40,8%) następow ał m etabolizm m etanolu. U czterech pacjentów stężenie m etanolu w zrastało, co może świadczyć, że do szpitala zostali przyjęci w niedługim czasie od zakończenia konsum pcji (byli w fazie w chłaniania alkoholu). W ciągu ko

lejnych 12 godzin hospitalizacji m etanol m etabolizowany był już znacznie szybciej i u znacznie większej liczby pacjentów. U tlenianie m etanolu miało miejsce mimo obecności etanolu w organizmie.

W przypadku każdego z pacjentów Kliniki Toksykologii CM U J porównano zm iany stężenia m etanolu w obu przedziałach czasowych w przeliczeniu n a 1 godzi

nę. Średni spadek stężenia m etanolu podczas pierwszych 6 godzin (d0-6) wyniósł 0,56 mg/l/h; jego wielkość u poszczególnych pacjentów zależała od stężenia m etanolu przy przyjęciu BMC0(d0-6= -0 ,5 2 + 0,020 BM C 0, r = 0,73,p < 0,0001) a nie zależała od stężenia etanolu przy przyjęciu B E C 0 (d0-6 = 1,06 - 0,18 B E C 0, r = -0,19, p > 0,01).

Ś rednia w artość spadku stężenia m etanolu obliczona dla przedziału czasu od 6 do 18 godziny od przyjęcia do szpitala (d6-18) wyniosła 1,59 mg/l/h; uzyskane w a r

tości w przypadku pacjentów zależały od aktualnego stężenia m etanolu BM C6 (d6-18 = 0,17 + 0,047 BM C 6, r = 0,83, p < 0,0001), a nie zależały od stężenia etanolu B E C 6 (d6-18 = 2,31 - 0,54 B E C 6, r = -0,22, p > 0,01).

Powyższe w yniki św iadczą o tym , że u osób uzależnionych m etabolizm m etanolu może zachodzić niezależnie od u tle n ia n ia etanolu. Prawdopodobnie w m etabolizm ie alkoholi u tej grupy osób w znacznie większym stopniu, w porów naniu do osób

(15)

zdrowych, b io rąu d z iał inne system y m etaboliczne, np. u k ład MEOS - m ikrosom alny system u tlen ien ia alkoholu czy system k atalazy [2, 4, 15]. C echą ch arak tery sty czn ą tych układów je st znacznie m niejsza ich selektywność w stosunku do etanolu w porów naniu z układem ADH. Zjawisko w łączania się innych systemów m etabo

licznych do utlen ien ia alkoholi potw ierdza bardzo wysoka średnia w artość współ

czynnika elim inacji etanolu (P60), k tó ra dla badanej grupy osób uzależnionych wynio

sła 0,264 ± 0,074 g/l x h (m ediana 0,258 g/l x h). O trzym ane w artości współczynnika elim inacji były w większości przypadków wyższe niż przyjm uje się w obliczeniach retrospektyw nych stężenia etanolu. W badanej grupie u 101 pacjentów (83,5%) w artość w spółczynnika elim inacji etanolu przekraczała 0,2 g/l x h. Oznacza to, iż w obliczeniach retrospektyw nych stężenia etanolu powinno uwzględniać się fakt, że jeśli osoba je st uzależniona od alkoholu, to elim inacja etanolu może zachodzić u niej znacznie szybciej. Zjawisko zw iększania szybkości elim inacji etanolu u alkoholików zostało zaobserwowane również przez innych autorów [1, 18, 20].

WNIOSKI

1. W artość progowa rozpoznaw ania uzależnienia od alkoholu (stężenie m etanolu we krw i powyżej 10 mg/l), zaproponow ana przez autorów niemieckich, może być również stosow ana w odniesieniu do polskiej populacji.

2. M etanol je st czułym i swoistym, aczkolwiek krótkoterm inow ym m arkerem choroby alkoholowej. Jego poziom we krw i je st podwyższony tylko przez kilka lub kilkanaście godzin od zakończenia konsumpcji. Zatem podwyższony po

ziom m etanolu w skazuje n a problem y alkoholowe u badanej osoby, n ato m iast niski poziom tego zw iązku nie dowodzi, że dan a osoba nie je st uzależniona.

3. Przeprow adzone b ad a n ia wykazały, że m etabolizm m etanolu u osób u zależ

nionych może zachodzić równocześnie z utlenieniem etanolu. Zjawisko rów no

ległego m etabolizm u obu alkoholi nie w ystępuje u osób pijących okazjonalnie.

Zatem zaobserwowanie istotnego spadku stężenia m etanolu przy wysokim po

ziomie etanolu w skazuje n a uaktyw nienie innych systemów enzym atycznych niż u k ład ADH, co również może wskazywać n a c zęstą konsum pcję alkoholu przez b a d a n ą osobę.