WPŁYW SPOŻYWANIA ALKOHOLU ETLYLOWEGO NA WYNIKI BADAŃ LABORATORYJNYCH:
GAMMAGLUTAMYLOTRANSPEPTYDAZY I ŚREDNIEJ OBJĘTOŚCI KRWINKI CZERWONEJ
MAŁGORZATA SZYSZKOWSKA
ZAKŁAD DIAGNOSTYKI LABORATORYJNEJ, MIKROBIOLOGII I KOAGULOLOGII
WOJEWÓDZKI SZPITAL SPECJALISTYCZNY IM. STEFANA KARD. WYSZYŃSKIEGO W LUBLINIE
PRACA W RAMACH SPECJALIZACJI Z LABORATORYJNEJ TOKSYKOLOGII MEDYCZNEJ
WYKAZ SKRÓTÓW
AC – cykloza adenylowa
ADH – dehydrogenaza alkoholowa
ALDH – dehydrogenaza aldehydowa
ALT – aminotransferaza alaninowa
AST – aminotransferaza asparaginianowa
CDT – desialowana transferyna
CYP2E1 – cytochrom P450 2E1
EtG – glukuronian etylu
EtS – siarczan etylu
FAEE – estry etylowe kwasów tłuszczowych
FAS – zespół poalkoholowego uszkodzenia płodu
GC – chromatografia gazowa
GGTP – gammaglutamylotranspeptydaza
5-HIAA – kwas 5-hydroksyindolooctowy
5-HTOL – 5-hydroksytryptofol
MAO – oksydaza monoaminowa
MEOS – mikrosomalny system utleniania etanolu
MCV – średnia objętość krwinki czerwonej
NAD+ – forma utleniona dinukletudu nikotynoamidoadeninowego
NADH – zredukowana forma dinukleotydu nikotynoamidiadeninowego
NPY- neuropeptyd Y
PEtH – fosfatydyloetanol
WSTĘP
Alkohol jest jednym z najstarszych i najczęściej nadużywanych środków uzależniających, powodujących szereg działań ubocznych. Według raportu Światowej Organizacji Zdrowia w grupie państw uprzemysłowionych alkohol to drugi w kolejności, po tytoniu, czynnik utraty zdrowia. Do najważniejszych niekorzystnych skutków nadużywania alkoholu należą: udary mózgu, choroba niedokrwienna serca, nadciśnienie, cukrzyca, rak wątroby, rak jamy ustnej, gardła i przełyku, marskość wątroby, padaczka.(4)
Pomimo, iż alkohol etylowy jest legalną i społecznie akceptowalną używką, jego nadużywanie stwarza szereg problemów, nie tylko dla jednostki, ale również dla całego społeczeństwa. Ofiary śmiertelne i ranni w wypadkach komunikacyjnych spowodowanych przez nietrzeźwych kierowców, agresywne zachowania, problemy w rodzinie, a także pogorszenie wydajności pracy, to najczęstsze problemy związane z nadużywaniem alkoholu. Najbardziej specyficzną i prostą metodą dowiedzenia niedawnej konsumpcji etanolu jest potwierdzenie jego obecności w płynach ustrojowych osoby badanej. Głównym ograniczeniem jest w tym przypadku szybkość, z jaką alkohol etylowy jest usuwany na drodze metabolicznej z organizmu człowieka, a co za tym idzie jego stosunkowo krótki czas detekcji. Obecnie równolegle do oznaczenia alkoholu w płynach ustrojowych, wykorzystuje się markery jego spożycia, które w lepszy sposób obrazują ostrą, jak i przewlekłą konsumpcję alkoholu etylowego. Obecność w ustroju markerów spożycia alkoholu jest skutkiem zaburzeń funkcji biochemicznych oraz procesów metabolicznych spowodowanych przez etanol, prowadzących do zmian ilościowych i jakościowych naturalnie występujących metabolitów bądź syntezy nowych związków. W praktyce markery spożycia alkoholu dzieli się na markery ostrej konsumpcji (testy potwierdzające pojedyncze jego spożycie) oraz markery konsumpcji przewlekłej (potwierdzenie chronicznego spożywania alkoholu etylowego lub nie przestrzeganie abstynencji alkoholowej). Stosowanie markerów spożycia alkoholu etylowego stanowi cenną alternatywę i uzupełnienie tradycyjnych badań stosowanych w praktyce klinicznej i sądowo-lekarskiej.(1)
Głównym źródłem alkoholu etylowego są różnego rodzaju napoje alkoholowe. Należy jednak pamiętać, że etanol to również jeden z najczęściej stosowanych rozpuszczalników w przemyśle. Jest on używany do ekstrakcji i syntezy związków organicznych w przemyśle chemicznym i farmaceutycznym. (10,12)
Etanol dobrze się wchłania z przewodu pokarmowego. Z pustego żołądka wchłanianie następuje w ciągu 1-2 godzin. Obecność treści pokarmowej opóźnia ten proces do 6 godzin. Alkohol rozmieszcza się we wszystkich tkankach i narządach, przenika przez barierę krew-mózg. Większość wchłoniętego alkoholu ulega utlenieniu w wątrobie ( 90-98%), a 2-10% ulega wydaleniu przez nerki i płuca w postaci niezmienionej. Przyjmuje się, że szybkość biotransformacji etanolu u dorosłego człowieka wynosi średnio 7g/h.(10) Wchłanianie i przemiana alkoholu u mężczyzn i kobiet przebiega inaczej. Przy tej samej ilości wypitego alkoholu jego poziom we krwi u kobiet będzie wyższy niż u mężczyzn. Różnice między kobietami a mężczyznami w pomiarach stężenia alkoholu przypisuje się mniejszej ilości wody w organizmie kobiecym, co oznacza, że ta sama ilość alkoholu przypada u kobiet na mniejszą ilość wody. Innym czynnikiem, który wpływa na uwarunkowane płcią różnice w zawartości alkoholu we krwi, jest niższa u kobiet aktywność dehydrogenazy alkoholowej (ADH). Połączenie wymienionych czynników sprawia, że kobiety są bardziej niż mężczyźni podatne na uszkodzenia wątroby i serca spowodowane piciem alkoholu.(12)
Główną drogą biotransformacji jest utlenianie do aldehydu octowego katalizowane przez dehydrogenazę alkoholową. Zasadniczy metabolizm etanolu zachodzi na drodze kolejnych oksydacji w wątrobie, najpierw przez ADH do aldehydu octowego, a następnie przez dehydrogenazę aldehydową do kwasu octowego. Każdy etap metabolizmu wymaga obecności formy utlenionej dinukleotydunikotynoamidoadeninowego(NAD+), który jest redukowany do dinnukletydu nikotynoamidoadeninowego (NADH), co zmienia potencjał oksydoredukcyjny w komórce. Zahamowaniu ulegają enzymy wymagające NAD+, z tego powodu dochodzi do akumulacji mleczanów. W metabolizmie uczestniczy również mikrosomalny system utleniania etanolu (microsomal ethanol oxidazing system – MEOS), wątrobowy system cytochromu P-450-CYP2E1, który odgrywa istotną rolę w metabolizmie przy wyższych stężeniach etanolu we krwi lub w alkoholizmie. (10,12)
Etanol działa depresyjnie na ośrodkowy układ nerwowy. Małe stężenia alkoholu etylowego we krwi działają pobudzająco, wzrost stężenia we krwi nasila działanie depresyjne. Przyjmuje się, że efekt ten jest spowodowany zakłóceniami funkcji i struktury błon komórkowych w o.u.n. przez lipofilne cząsteczki etanolu. Wywołuje to depresję układu siateczkowego pobudzającego, a co za tym idzie w konsekwencji utratę kontroli nad wieloma funkcjami. Etanol wykazuje silne działanie hepatotoksyczne i zakłóca bilans energetyczny. Alkohol etylowy dostarcza znacznych ilości energii, przy zachowaniu prawidłowego odżywiania, dodatkowa energia dostarczana przez etanol może być przyczyną otyłości i stłuszczenia wątroby. Jeżeli alkohol zastępuje część energii z innych źródeł, może to prowadzić do niedożywiania i niedoboru niezbędnych dla organizmu składników, tj. witamin i mikroelementów. Wykazano, że etanol zakłóca wchłanianie i metabolizm witaminy A, D, kwasu foliowego, a także powoduje rozkład fosforanu pirodoksalu.(7,12) Etanol został uznany za kokancerogen u człowieka, co oznacza, że sam nie inicjuje procesu nowotworowego, jednak wchodzi w interakcje z innymi kancerogenami, stymulując powstawanie zmian nowotworowych.(1,12)
Nadużywanie alkoholu etylowego przez kobiety w ciąży może być przyczyną wystąpienia tzw. zespołu poalkoholowego uszkodzenia płodu (Fetal Alcohol Syndrome-FAS). Zespół ten charakteryzuje się niedorozwojem umysłowym noworodka, małogłowiem i upośledzoną koordynacją ruchową.(3)
Zatrucia, w wyniku spożywania alkoholu etylowego możemy podzielić na zatrucia ostre i przewlekłe.
Przebieg zatrucia ostrego zależy od dawki alkoholu etylowego.
Zatrucie lekkie – przy stężeniu alkoholu we krwi 0,5-1,5 g/L (0,5-1,5 %0) charakteryzuje się pobudzeniem, niewielkim upośledzeniem widzenia, koordynacji mięśniowej i ruchowej oraz wydłużonym czasem reakcji. Kliniczne objawy zatrucia występują u 25% osób tej grupy.
Zatrucie umiarkowane, przy stężeniu alkoholu we krwi 1,5- 3,0 g/L (1,5- 3,0 %0), powoduje wyraźne upośledzenie widzenia, percepcji zmysłowej oraz koordynacji mięśniowej. Obserwuje się wydłużenie czasu reakcji oraz bełkotliwą mowę. 50-95 % osób z tej grupy wykazuje kliniczne objawy zatrucia.
Zatrucia ciężkie, przy stężeniu 3,0-5,0 g/L ( 3,0-5,0 %0), to wyraźne zaburzenia koordynacji i widzenia. Może rozwinąć się hipoglikemia i hipotermia, występuje sztywność kończyn, drgawki i szczękościsk z możliwą utratą przytomności.
Śpiączka występuje przy stężeniu alkoholu etylowego powyżej 5,0 g/L (5,0%). Obserwuje się utratę przytomności, osłabienie odruchów oraz całkowite zniesienie reakcji na bodźce zewnętrzne.(12)
Oznaczenie alkoholu etylowego w laboratorium medycznym jest badaniem diagnostycznym, mającym na celu pomoc lekarzowi we właściwej ocenie stopnia zatrucia pacjenta tym ksenobiotykiem. Wynik badania diagnostycznego ma, coraz częściej, dla pacjenta konsekwencje prawne , ponieważ może on być wykorzystany przez organy uprawnione do prowadzenia dochodzenia bądź śledztwa jako dowód wskazujący, że osoba badana znajdowała się w chwili popełnienia czynu ” w stanie nietrzeźwości” lub ” w stanie po użyciu alkoholu „. Mimo, iż przepisy prawne oraz zasady badań w przypadku osób podejrzanych o popełnienie przestępstwa lub wykroczenia po spożyciu alkoholu, jak też pracowników niedopuszczonych do pracy z powodu uzasadnionego podejrzenia, że stawili się do pracy w stanie po użyciu alkoholu albo spożywali alkohol podczas wykonywania swojej pracy, są odmienne od regulacji dotyczących oznaczeń w laboratoriach medycznych, to jednak niejednokrotnie sądy akceptują wyniki takich oznaczeń jako wskazanie określonego stanu nietrzeźwości. (14,15) Coraz częściej, aby zapobiegać i prawidłowo kontrolować problemy związane z nadużywaniem alkoholu, stosuje się markery jego spożycia, które w sposób wiarygodny obrazują historię konsumpcji, jak również pozwalają na ocenę ryzyka rozwoju choroby alkoholowej oraz pomagają w ocenie postępów jej leczenia.
W toksykologii sądowej, badaniom poddaje się płyny ustrojowe osoby podejrzanej o popełnienie przestępstwa bądź wykroczenie (najczęściej krew i mocz) pod kątem obecności etanolu, aby ustalić jego stężenie podczas popełnienia czynu zabronionego.
Jako, że etanol w ciągu kilku do kilkunastu godzin jest wydalany z organizmu, szanse na jego wykrycie maleją wraz z upływem czasu i nierzadko zdarza się, iż pobranie próbki krwi lub moczu przeprowadzone jest po całkowitym jego wyeliminowaniu z ustroju. Przyczyniło się to do rozwoju wiedzy na temat tzw. markerów ostrego spożywania alkoholu etylowego, weryfikując historię jego niedawnego spożywania. Obecność w organizmie markerów spożycia alkoholu jest skutkiem zaburzeń w procesach metabolicznych spowodowanych przez etanol, prowadzących do zmian ilościowych i jakościowych występujących naturalnie lub syntezy nowych związków. Zwykle markery spożycia etanolu dzieli się ze względu na ich czas półtrwania, a co za tym idzie tzw. okno detekcji, czyli czas w jakim mogą być wykryte w organizmie po spożyciu alkoholu etylowego.
Markery ostrego spożycia etanolu – testy potwierdzające jego pojedyncze spożycie, to takie markery jak etanol, metanol, aldehyd octowy, stosunek 5-hydroksytryptofolu do kwasu 5-hydroksyindolooctowego (5-HTOL/5-HIAA), glukuronian etylu (EtG), siarczan etylu (EtS) oraz estry etylowe kwasów tłuszczowych( FAEE).
Markery przewlekłego spożycia etanolu – pojawiające się w wyniku zaburzenia prawidłowych procesów metabolicznych bądź uszkodzenia tkanek na skutek przewlekłego spożywania etanolu to np.:fosfatydyloetanol (PEtH), gammaglutamylotranspeptydaza (GGT) ,aminotransferaza alaninowa (ALT), aminotransferaza asparginianowa (AST), desjalowana transferyna (CDT), średnia objętość erytrocytu (MCV). (5,14,15)
W ostatnich latach zwraca się uwagę na tzw. markery predyspozycji do wystąpienia uzależnienia od alkoholu etylowego, takie jak oksydaza monoaminowa (MAO), cykloza adenylowa (AC) oraz neuropeptyd Y (NPY).(5)
Markery spożycia alkoholu służą coraz częściej w ocenie roli alkoholu w przebiegu procesu chorobowego, kontroli efektywności terapii odwykowej, we wczesnym rozpoznaniu nawrotów picia oraz w medycynie sądowej do oceny trzeźwości osoby w chwili zgonu bądź zdarzenia.(14,15)
Markery ostrej konsumpcji etanolu
Najbardziej specyficzną i prostą drogą potwierdzenia niedawnej konsumpcji etanolu jest jego wykrycie w płynach ustrojowych badanego. W wielu przypadkach głównym ograniczeniem tej metody jest szybkość, z jaką alkohol etylowy jest metabolizowany i wydalany z organizmu, a co za tym idzie jego stosunkowo krótkie okno detekcji. (5)
Oznaczenia alkoholu etylowego we krwi, surowicy, osoczu lub moczu wykonywane w laboratorium medycznym, muszą być zgodne z obowiązującą metodyką opisaną w literaturze, opracowaną przez producenta odczynników lub opracowaną i zwalidowaną w laboratorium medycznym.(11)
Metodą z wyboru, służącą do rutynowych oznaczeń stężeń alkoholi alifatycznych (metanol, etanol, glikol etylenowy) jest chromatografia gazowa (GC). O szerokim zastosowaniu tej metody decydują: łatwość przygotowania próbek do analizy, szybkość wykonania oznaczenia, czułość pomiaru oraz duża selektywność. Do wykonania oznaczenia we krwi metodą chromatografii gazowej stosuje się różne techniki. Najpopularniejszą jest analiza fazy gazowej nad roztworem (head space).(1)
W szpitalnych laboratoriach analitycznych najpowszechniej wykorzystywaną metodą dla oznaczenia alkoholu etylowego we krwi jest metoda enzymatyczna. Podstawą tej metody jest utlenienie etanolu do aldehydu octowego z udziałem substratu NAD+. Przebieg reakcji można ocenić za pomocą pomiaru spektrofotometrycznego produktu redukcji NADH, którego poziom jest determinowny wartością stężenia alkoholu etylowego (12). Zaletą tej metody jest duża czułość , prostota wykonania analizy oraz niski jej koszt.
Jeżeli alkohol etylowy został zmetabolizowany i wydalony z organizmu, zasadne wydaje się przeprowadzenie badań w kierunku obecności markerów ostrego spożycia etanolu. Dobry wskaźnik obrazujący spożycie alkoholu powinien charakteryzować się: okresem półtrwania dłuższym niż substancja macierzysta (tj. dobrą wykrywalnością w płynach ustrojowych po całkowitym wyeliminowaniu etanolu z organizmu), wyraźnym wzrostem stężenia po jednorazowym spożyciu oraz brakiem kumulacji w tkankach przy wielokrotnej ekspozycji.
METANOL
Obecność metanolu w płynach ustrojowych można wytłumaczyć jego podażą w napojach alkoholowych jak również endogenną syntezą (do 0,1 mg/dL). Napoje alkoholowe są mieszankami alkoholu etylowego i wody, a dodatkowo zawierają inne składniki, w tym metanol. Podwyższony poziom metanolu we krwi, utrzymujący się przez dłuższy czas po spożyciu znacznych ilości napojów alkoholowych, jest wynikiem konkurencji z etanolem o miejsce wiązania ADH, podczas ich metabolizmu. Etanol wykazuje 10-krotnie większe powinowactwo do enzymu, przez co hamuje oksydację metanolu, prowadząc do jego kumulacji, trwającej dopóki stężenie etanolu nie spadnie poniżej 100 mg/dL (1,9).Stężenie metanolu we krwi po ostrej konsumpcji alkoholu może wynieść do 0,5 mg/dL, a czas potrzebny do osiągnięcia stężenia fizjologicznego mieści się w przedziale około 10-12 godzin, po wyeliminowaniu etanolu. W przypadku przewlekłego nadużywania alkoholu, metanol osiąga znacznie wyższe stężenia (przekraczające 1,0 mg/dL), a jego eliminacja może trwać kilka dni. Ze względu na to, iż podwyższony poziom metanolu utrzymuje się po osiągnięciu przez etanol wartości fizjologicznej, oznaczony we krwi lub w moczu może być wskaźnikiem niedawnej jego konsumpcji, jak i jego nadużywania. (1,8)
STOSUNEK 5-HYDROKSYTRYPTOFOLU DO KWASU 5-HYDROKSY INDOLOOCTOWEGO
Gdy człowiek jest zdrowy, serotonina jest metabolizowana do kwasu 5-HIAA oraz do dominującego metabolitu 5-HTOL. Alkohol etylowy proporcjonalnie do dawki przesuwa metabolizm w kierunku tworzenia większej ilości 5- HTOL-u, który to uważa się za czuły wskaźnik nawrotów picia oraz niedawnej konsumpcji. Wzrost stężenia 5-HTOL i obniżenie się 5-HIAA mogą być badane w moczu i krwi i wykorzystane do określenia wskaźnika 5-HTOL/5-HIAA. Przy dużej czułości (wykrywa konsumpcję już od 20 g alkoholu/dobę) oraz T1/2 około 15 godzin, wskaźnik może być przydatny w detekcji nadużywania nawet po 6-15 godzinach od eliminacji alkoholu ze krwi, a więc po około 24 godzinach od konsumpcji.(14)
Około 1% wchłoniętego etanolu wydalane jest w postaci tzw. metabolitów nieoksydacyjnych tj.: FAEE, EtG, EtS oraz PEth. Pomimo, iż stężenie wymienionych metabolitów jest bardzo niskie, stanowią one grupę specyficznych wskaźników konsumpcji etanolu. Ich okres półtrwania wynosi 1 do 7 dni, co doskonale wypełnia okno detekcji pomiędzy krótkotrwałymi markerami ostrej konsumpcji (etanol, metanol, współczynnik 5-HTOL/5-HIAA), a markerami o długim okresie półtrwania (MCV, GGT, CDT, AST, ALT)(14,15). Znaczenie nieoksydacyjnych metabolitów etanolu znacznie wzrasta wraz z rozwojem technik pozwalających na ich oznaczenie.(14)
GLUKURONIAN ETYLU
Etyloglukuronid jest nielotnym, rozpuszczalnym w wodzie, stabilnym, bezpośrednim metabolitem alkoholu etylowego, który może być oznaczany w różnych płynach ustrojowych, tkankach i we włosach. Powstaje w wyniku reakcji sprzęgania etanolu z aktywnym kwasem glukuronowym z udziałem glukuronylotransferazy, przed wszystkim w wątrobie. Pomiar stężenia EtG w moczu umożliwia wiarygodną ocenę spożycia alkoholu w dłuższym okresie. Dzieje się tak , ponieważ etyloglukuronid pojawia się w organizmie po około godzinie od spożycia alkoholu i można go oznaczać w moczu do 4 dni. Etyloglukuronid plasuje się pomiędzy krótko- a długowykrywalnymi markerami i z uwagi na wysoką specyficzność jest bardzo obiecującym markerem do oceny konsumpcji alkoholu oraz kontrolowania abstynencji. (6)
Markery przewlekłego spożywania alkoholu etylowego
Uzyskanie potwierdzenia nałogowego spożywania alkoholu etylowego napotyka często trudności, ponieważ osoba uzależniona nie podaje ilości rzeczywistych wypijanych napojów alkoholowych, a może powstrzymywać się od spożywania alkoholu na tyle długo, by wynik oznaczenia był negatywny. W takich przypadkach pomocne mogą być markery przewlekłego spożywania alkoholu etylowego. Pojawiają się one we krwi dopiero po kilku tygodniach, a nawet miesiącach nawracających epizodów nadmiernego spożywania etanolu, prowadząc do modyfikacji struktury i właściwości fizykochemicznych niektórych związków, jak również zaburzeń w przebiegu szlaków metabolicznych.
TRANSFERYNA DESIALOWANA
W warunkach fizjologicznych transferyna posiada od 4 do 6 reszt kwasu sialowego w cząsteczce, a procent występowania tzw. transferyn desialowanych (asialo-, mono-, sialo-, disialotransferaz), zawierających odpowiednio mniej reszt , jest bardzo niski. Nadmierna podaż alkoholu przyczynia się do zwiększenia ilości ubogowęglowodanowych izoform transferyny. Podniesienie poziomu CDT we krwi następuje po minimum tygodniowym spożywaniu co najmniej 50-80 g alkoholu dziennie. W okresie abstynencji wartości te normalizują się w przeciągu 14-17 dni (średni czas półtrwania CDT, a wypicie w tym czasie nawet małej ilości etanolu, prowadzi do ponownego wzrostu poziomu CDT. Dopiero kilkutygodniowe odstawienie alkoholu pozwala na powrót transferyny desialowanej do wartości fizjologicznych. Jednak istnieją czynniki, które mogą dawać fałszywie dodatnie lub fałszywie ujemne wartości desialowanej transferyny. Należy do nich polimorfizm genetyczny, niealkoholowe choroby wątroby, niedobór żelaza. Przedstawiając poziom CDT w odniesieniu do całkowitej ilości transferyny, jako wskaźnik CDT/ transferyna całkowita można znacznie poprawić specyficzność markera. ( 8,14)
AMINOTRANSFERAZA ASPARGINIANOWA
AMINOTRANSFERAZA ALANINOWA
AST oraz ALT są enzymami wątrobowymi, odpowiedzialnymi za metabolizm aminokwasów. ALT występuje w cytozolu komórek wątroby, natomiast AST w 80% jest zlokalizowana w mitochondriach, a pozostały procent znajduje się w cytozolu hepatocytów. Aktywność pozawątrobowa AST zaznacza się w mięśniach szkieletowych, sercu, nerkach, mózgu oraz trzustce. Głównym zadaniem tych dwóch enzymów jest transfer grup aminowych na alfa-ketokwasy odbywający się przy udziale fosforanu pirydoksalu, pełniącego funkcję koenzymu. U osób przewlekle nadużywających alkoholu występuje niedobór tego związku, czego skutkiem jest zahamowanie aktywności ALT, prowadzące do wzrostu aktywności AST. Należy jednak pamiętać, że również inne czynniki mogą mieć wpływ na te transaminazy, dlatego badania te należy łączyć z innymi badaniami biochemicznymi. (8,14)
GAMMAGLUTAMYLOTRANSPEPTYDAZA
Jest to enzym biorący udział w przenoszeniu reszt gamma-glutamylowych glutationu na akceptory peptydowe, zaangażowanym w syntezę glutationu oraz transport aminokwasów. Występuje przede wszystkim w hepatocytach i komórkach przewodów żółciowych, skąd uwalniany jest w razie uszkodzenia. We krwi osób zdrowych występują tylko śladowe ilości GGT, natomiast podwyższony poziom enzymu można obserwować m. in. w wyniku uszkodzenia wątroby, spowodowanej długotrwałym obciążeniem etanolem. W przypadku osób nadużywających alkoholu, po minimum 5-tygodniowym okresie konsumpcji powyżej 60 g etanolu na dobę, poziom GGT wzrasta, przekraczając nawet 10-krotnie zakres referencyjny. Okres półtrwania GGT wynosi od 14 do 26 dni, tak więc powrót do wartości fizjologicznych po zaprzestaniu picia następuje po 4-5 tygodniach (14). Główną zaletą oznaczeń ,GGT jest niski koszt i możliwość jego wykonania w większości laboratoriów. Wadą jest dosyć niska swoistość markera spowodowana możliwością podniesienia aktywności enzymu przez inne czynniki uszkadzające wątrobę. Specyficzność GGT jako markera choroby alkoholowej zmniejsza się u osób otyłych, w wielu schorzeniach wątroby, cukrzycy, zapaleniu trzustki, zaburzeniach lipidowych, zespole nerczycowym, zatruciach niektórymi lekami i zmienia się z wiekiem. Powrót aktywności GGT do normy po okresie abstynencji jest silnym wskaźnikiem nadużywania alkoholu. (2,4,8,15)
ŚREDNIA OBJĘTOŚĆ KRWINKI CZERWONEJ
Zwiększona objętość krwinek czerwonych , określana mianem makrocytozy, występuje u 4% dorosłej populacji, z tego w 65% związana jest z nadużywaniem alkoholu.(5,6,8) Bezpośrednia przyczyna tego zjawiska nie jest dokładnie poznana, przypuszcza się, że hematotoksyczne działanie wykazuje sam etanol, jak również jego metabolity. Ich oddziaływanie na erytrocyty opiera się w zwiększeniu przepuszczalności błon, zaburzaniu struktury metabolizmu komórek, w ostateczności prowadzące do osłabienia ich trwałości i zwiększonej podatności na hemolizę. Swój udział we wzroście MCV ma także niedobór kwasu foliowego, będący skutkiem nadmiernych ilości etanolu w organizmie. Do wzrostu MCV dochodzi zwykle po minimum miesiącu intensywnej konsumpcji tj. ponad 60 g alkoholu dziennie, a jego wartość jest skorelowana z ilością i częstością picia. Główną zaletą MCV jako markera przewlekłej konsumpcji alkoholu jest to, iż na jego podstawie można wykazać intensywną konsumpcję etanolu nawet po kilku miesiącach od zaprzestania jego spożywania. Mimo, iż marker wykazuje się wysoką specyficznością, jego wyłączne zastosowanie jako wskaźnika przewlekłej konsumpcji alkoholu jest ograniczone. Istnieje bowiem szereg innych przyczyn, które mogą powodować wzrost MCV np. palenie papierosów, niedobór kwasu foliowego i witaminy B12, B6, niedoczynność tarczycy, leki. W porównaniu do GGT specyficzność MCV jest większa, dlatego też często jest on wykorzystywany w kombinacji z innymi markerami jako wskaźnik przewlekłego nadużywania alkoholu. (1,5,6)
CEL PRACY
Przystępując do badania populacji pacjentów leczonych w Szpitalnym Oddziale Ratunkowym Wojewódzkiego Szpitala Specjalistycznego im. Stefana Kard. Wyszyńskiego w Lublinie postawiono sobie za cel pracy ocenę wartości parametrów gammaglutamylotranspeptydazy oraz średniej objętości krwinki czerwonej jako tradycyjnych markerów nadużywania alkoholu etylowego u pacjentów oddziału ratunkowego.
MATERIAŁ I METODY
Badania przeprowadzono wśród pacjentów Szpitalnego Oddziału Ratunkowego WSS w Lublinie. Badania alkoholu etylowego, gammaglutamylotranspeptydazy i średniej objętości krwinki czerwonej wykonano u 3365 pacjentów w okresie od 1 stycznia 2015 roku do 31 grudnia 2015 roku.
Oznaczenia wyżej wymienionych parametrów wykonano w Zakładzie Diagnostyki Laboratoryjnej, Mikrobiologii i Koagulologii Wojewódzkiego Szpitala Specjalistycznego w Lublinie.
Oznaczenia alkoholu etylowego wykonywano w surowicy krwi na analizatorze biochemicznym Cobas 6000 z wykorzystaniem odczynników firmy Roche metodą enzymatyczną z dehydrogenazą alkoholową.
Oznaczenia aktywności GGT wykonywano w surowicy krwi na analizatorze biochemicznym Cobas 6000 z wykorzystaniem odczynników firmy Roche metodą enzymatyczno-kolorymetryczną z glicynoglicyną w modyfikacji Szasza.
Oznaczenia MCV wykonywano we krwi pełnej (pobranej na wersenian EDTA) na analizatorze hematologicznym Pentra DX firmy Horiba z wykorzystaniem pomiaru bezpośredniego.
Oznaczenia tych wszystkich parametrów wykonano zgodnie z obowiązującą metodyką opisaną w literaturze. Metody są kalibrowane i kontrolowane zgodnie z wymaganiami producenta oraz zasadami działania laboratorium medycznego (Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 21 stycznia 2009 roku w sprawie standardów jakości dla medycznych laboratoriów diagnostycznych i mikrobiologicznych. Dz.U.2009, Nr.22 Poz.128).
Laboratorium ZDLMiK bierze udział w międzylaboratoryjnych i międzynarodowych systemach kontroli jakości wyżej wymienionych badań.
Akceptacja i zatwierdzanie badań było wykonywane przez diagnostę o odpowiednich kwalifikacjach.
Oznaczenia alkoholu etylowego w laboratorium diagnostycznym WSS w Lublinie we krwi są prowadzone zgodnie z rekomendacjami Komisji ds. diagnostyki toksykologicznej KIDL z 2016roku.
OMÓWIENIE WYNIKÓW I DYSKUSJA
W roku 2015 intoksykacji alkoholem etylowym uległo 3365 osób, z czego 21,7% stanowiły kobiety (tj.731 pacjentek), a 78,3% stanowili mężczyźni( tj. 2634 pacjentów). Stosunek badanych kobiet do mężczyzn wyniósł 1:3,6. U pacjentów przebywających na oddziale ratunkowym SOR, wykonano założone w pracy parametry. Dokonano podziału pacjentów w zależności od stężenia spożytego alkoholu. Oceny pacjentów dokonano tylko na podstawie badań laboratoryjnych, nie oceniano ich pod względem klinicznym, gdyż taka możliwość w laboratorium diagnostycznym nie istnieje. Laboratorium analityczne dysponuje jedynie materiałem biologicznym pobranym od pacjenta.
Zakres przedziału referencyjnego dla MCV dla kobiet i mężczyzn jest jednakowy i wynosi od 80 do 99 fL(7).
Zakres przedziału referencyjnego dla GGT jest zależny od płci i dla kobiet wynosi on od 5 do 40 U/L, natomiast dla mężczyzn od 6 do 60 U/L(8).
| STĘŻENIE
ETANOLU g/L |
KOBIETY
ilość |
KOBIETY
średnie stężenie etanolu g/L |
MĘŻCZYŻNI
ilość |
MĘŻCZYŹNI
średnie stężenie etanolu g/L |
| 0,5 – 1,5
g/L |
10,00%
n=73 |
0,71 | 21,00%
n= 551 |
0,96 |
| 1,5 – 3,0
g/L |
51,70%
n= 378 |
1,5 | 44,00 %
n= 1163 |
2,15 |
| 3,0 – 5,0
g/L |
38,30 %
n= 280 |
3,72 | 27,20 %
n= 714 |
4,02 |
| >5,0
g/L |
0,00%
n= 0 |
– | 7,80%
n= 206 |
5,27 |
TAB.1 PODZIAŁ OSÓB BADANYCH ZE WZGLĘDU NA PŁEĆ ORAZ STĘŻENIE ETANOLU
Stwierdzenie obecności alkoholu etylowego w płynach ustrojowych nie wskazuje jeszcze na uzależnienie. Interpretacja jego stężenia w zależności od obserwowanych objawów klinicznych może je jednak sugerować. Uważa się, że wysokie stężenia alkoholu etylowego we krwi mogą stanowić przesłankę do wysunięcia podejrzenia uzależnienia, ponieważ odzwierciedlają bardzo dobrą jego tolerancję.(1,9) Stężenie alkoholu we krwi powyżej 1,5 g/L, bez ewidentnych objawów zatrucia, wskazuje na wysoką tolerancję, charakterystyczną dla osób go nadużywających. Wartości przekraczające 3,0 g/L, wskazują na uzależnienie od alkoholu, ponieważ u osób nieuzależnionych dużo niższe stężenia etanolu uniemożliwiają kontynuację picia. Przydatność oznaczenia etanolu jako biomarkera zespołu zależności alkoholowej jest znacznie ograniczona jego dosyć szybką eliminacją a organizmu, która następuje w tempie około 1g/1godz./10 kg m.c..(10)
| STĘŻENIE
ETANOLU g/L |
KOBIETY
% wartości podwyższonych wartości GGT |
KOBIETY
średnia aktywność GGT |
MĘŻCZYŹNI
% wartości podwyższonych wartości GGT |
MĘŻCZYŹNI
średnia aktywność GGT |
| 0,5 – 1,5
g/L |
29%
n=21/73 |
27 | 34%
n=187/ 551 |
39 |
| 1,5 – 3,0
g/L |
34%
n= 129/378 |
34 | 39%
n=454/ 1163 |
56 |
| 3,0 – 5,0
g/L |
37%
n= 141/280 |
84 | 46%
n=328/ 714 |
108 |
| >5,0
g/L |
0%
n= 0 |
– |
97%
n=200/ 206 |
984 |
n- liczba osób z podwyższonymi wartościami GGT do całkowitej liczby osób z danego przedziału
TAB.2 PODZIAŁ OSÓB BADANYCH ZE WZGLĘDU NA PŁEĆ ORAZ AKTYWNOŚĆ GAMMAGLUTAMYLOTRANSPEPTYDAZY (GGT)
| STĘŻENIE
ETANOLU g/L |
KOBIETY
% wartości zwiększonego MCV |
KOBIETY
średnia wielkość MCV |
MĘŻCZYŹNI
% wartości zwiększonego MCV |
MĘŻCZYŹNI
średnia wielkość MCV |
| 0,5 – 1,5
g/L |
38%
n=28/73 |
89,0 |
41%
n= 226/551 |
91,0 |
| 1,5 – 3,0
g/L |
41%
n= 155/378 |
94,0 |
44%
n= 512/1163 |
94,0 |
| 3,0 – 5,0
g/L |
43%
n=120/ 280 |
106,4 |
47%
n=336/ 714 |
104,5 |
| >5,0
g/L |
0%
n= 0 |
– |
63%
n= 130/206 |
108,0 |
n- liczba osób z podwyższonymi wartościami MCV do całkowitej liczby osób z danego przedziału
TAB.3 PODZIAŁ OSÓB BADANYCH ZE WZGLĘDU NA PŁEĆ ORAZ WIELKOŚĆ ŚREDNIEJ OBJĘTOŚCI KRWINKI CZERWONEJ (MCV)
Spożywanie alkoholu może mieć istotny wpływ na poziom różnych składników biochemicznych w surowicy pacjentów. Tempo przemian alkoholu zależy przed wszystkim od długotrwałego bądź sporadycznego jego przyjmowania, jak również od ilości i stężenia. Istotnie wyższe średnie aktywności badanych wskaźników tj. MCV i GGT obserwowano w grupie osób, u których stwierdzono najwyższe stężenia alkoholu etylowego. U pacjentów Szpitalnego Oddziału Ratunkowego („pacjenci jednorazowi”) nie ma żadnej możliwości oceny zachowania się badanych wskaźników po okresie abstynencji. Obydwa parametry nie są przydatne w badaniach populacyjnych. Jednakże badania morfologii krwi pełnej i oznaczanie aktywności surowiczej GGT są powszechnie dostępne i tanie, w odróżnieniu od nowych markerów nadużywania alkoholu, które to nie są oznaczane rutynowo, ale pozostają raczej w sferze akademickich badań. Wydaje się , że obydwa parametry mogłyby posłużyć za punkt wyjściowy do pogłębienia diagnozy problemów alkoholowych u pacjentów na szpitalnych oddziałach ratunkowych.
Nadużywanie alkoholu stanowi poważny problem społeczny. Właściwa diagnoza osób uzależnionych jest podstawą wprowadzenia skutecznej terapii. Ukrywanie przez osoby nadużywające alkoholu ilości wypijanych napojów alkoholowych, to duży problem utrudniający efektywne leczenie odwykowe osób uzależnionych. Zastosowanie w takich przypadkach procedur analitycznych opierających się kompleksowym oznaczeniu, oprócz oznaczenia alkoholu etylowego, biochemicznych markerów ostrej i przewlekłej konsumpcji, pozwalałoby na uzyskanie pełniejszej historii jego spożywania. Jednakże niewątpliwym ograniczeniem w szerszym stosowaniu szerokiej gamy markerów pozostaje wymóg dysponowania kosztownym sprzętem analitycznym, który jest niezbędny do wykonania powyższych analiz.
Omówione w pracy wskaźniki mogą być pomocne w ocenie zmian narządowych wywołanych przewlekłym piciem alkoholu, jednakże nie mogą być podstawą w jednoznacznym orzeczeniu choroby alkoholowej.
LITERATURA
- Czech E., Hartleb M.: Tradycyjne i nowe wskaźniki biologiczne spożywania alkoholu w ilościach szkodliwych dla zdrowia. Alkoholizm i Narkomania, 2007, 20(1),103-118
- Guder W.G. i inni: Próbki: od pacjenta do laboratorium. Wpływ zmienności przedlaboratoryjnej na jakość wyników badań laboratoryjnych, 2012
- Klecka M.: Ciąża i alkohol. W trosce o twoje dziecko, 2006
- Lis K.: Wpływ spożywania alkoholu etylowego na wyniki badań laboratoryjnych. Alkoholizm i Narkomania, 2007, tom 22, nr 1, 65-73
- Łukasik-Głębocka M.: Ocena alkoholemii w ostrych zatruciach etanolem i alkoholowych zespołach abstynencji w zależności od stanu klinicznego i wartości wybranych parametrów biochemicznych – rozprawa doktorska, uniwersytet Medyczny w Poznaniu, 2014
- Małkowska A., Szutowski M.: Wartość diagnostyczna etyloglukuronidu (EtG) jako wskaźnika konsumpcji etanolu. Alkoholizm i Narkomania 2009, tom 22 nr 2, 189-201
- Mariańska B.: Badania laboratoryjne w hematolgii, 2011
- Naskalski J.W.: Diagnostyka laboratoryjna z elementami biochemii klinicznej,2009
- Niemiela O.: Biomarkers i alcoholism. ClimChem Acta 377:39-49
- Pach J.: Zarys toksykologii klinicznej, 2009, 429-435
- Oznaczanie alkoholi niespożywczych oraz metabolitów alkoholi we kri i moczu pacjentów w medycznym laboratorium diagnostycznym. Oznaczanie etanolu w krwi i moczu pacjentów w laboratorium medycznym. Rekomendacje Komisji ds. diagnostyki toksykologicznej KIDL, Grupy Roboczej ds. Toksykologii Kolegium Medycyny Laboratoryjnej, Konsultanta Krajowego w dziedzinie toksykologii Klinicznej i Krajowej Izby Diagnostów laboratoryjnych,2016
- Seńczuk W.: Toksykologia współczesna, 2005, 503-505,748-760
- Ślósarska M.: Metabolizm alkoholu. Alkohol i Nauka, 1999, nr 4. źródło Alcohol Alert 1997,nr 35, Nationale Institute on Alcohol Abuse and alcoholism.
- Waśkiewicz N.i inni: Biomarkery nadużywania alkoholu. Część I Biomarkery tradycyjne i ich interpretacja. Psychiatria Polska, 2010,tom XLIV, nr 1, 127-136
- Waśkiewicz N. i inni : Biomarkery nadużywania alkoholu. Część II Nowe biomarkery i ich interpretacja. Psychiatria Polska, 2010, tom XLIV, nr 1,137-146
Dodaj komentarz