Súbežné vyšetrovanie krvi a alveolárneho vzduchu v diagnostike letálnych intoxikácií oxidom uhoľnatým

Souhrn

Ide o analýzu 160 prípadov letálnych intoxikácií oxidom uhoľnatým vykonanú za obdobie 20 rokov. Prípady sú rozdelené na podskupiny podľa miesta úmrtia. Letálna koncentrácia oxidu uhoľnatého (0,075 objemových % a viac) v alveolárnom vzduchu bola zistená v 75 % prípadov. V 25 % prípadov spolupôsobili ďalšie toxické látky a faktory. Vyšetrovanie alveolárneho vzduchu by malo byť štandardným metodickým postupom v diagnostike smrteľných otráv plynnými a prchavými látkami.

Kľúčové slová:
intoxikácia oxidom uhoľnatým – dôkaz oxidu uhoľnatého v alveolárnom vzduchu – dôkaz karbonylhemoglobínu v krvi – pitva – toxikologicko-chemická analýza

Otravy oxidom uhoľnatým (CO) patria medzi najfrekventovanejšie letálne končiace inhalačné intoxikácie. K tvorbe oxidu uhoľnatého dochádza pri nedokonalej oxidácii zemného plynu, ktorého podstatnú časť tvorí metán, zmes propánu a butánu, pevného paliva (uhlia, koksu, dreva), pohonných hmôt (uhľovodíkov benzínu, nafty) a iných uhlík obsahujúcich látok.

Ide o intoxikácie v priestoroch bytov (vrátane kúpeľní), v nebytových priestoroch (garáží, kotolní), pri požiaroch havarovaných dopravných prostriedkov, banských nešťastiach a podobne. Často pri tom dochádza ku kombinovanému pôsobeniu ďalších xenobiotík, napr. etanolu, kyanovodíka, pevných splodín dymu a predovšetkým oxidu uhličitého.

Pri diagnostikovaní smrteľnej otravy CO zohráva rozhodujúcu úlohu koncentrácia karbonylhemoglobínu (COHb) v krvi stanovená kolorimetricky, najčastejšie jednou z modifikácií podľa Wolfa.

Podľa Ševčíka (1) môže byť smrteľnou už koncentrácia 50 % COHb v krvi; za jednoznačne smrteľnú je považovaná koncentrácia 70 – 80 % COHb v krvi. Problematikou zisťovania letálnych koncentrácií COHb v krvi sa zaoberali v súvislosti s úmrtiami pri požiaroch aj Brita Teige, Jou Lundewal a Evi Fleischer (2), ktorí analyzovali 147 prípadov úmrtí pri požiari, pričom zistili koncentráciu COHb v krvi v rozmedzí 40 – 85 %. Podľa Whirta a Hechta (3) je koncentrácia 0,075 objemových % (obj. %) CO v ovzduší smrteľná a závisí iba na čase inhalácie.

MATERIÁL A METÓDY

Dokazovanie COHb v krvi bolo realizované kolorimetricky metódou podľa Wolfa v modifikácii podľa Porubského (4). K analýze bola odoberaná krv z lakťovej žily intoxikovaného.

Koncentrácia CO v alveolárnom vzduchu bola zisťovaná detekčnými trubičkami na CO – typ 0,001 % (výrobca: Sklárny Kavalier, závod Votice) a detekčnými trubičkami nemeckej firmy Dräger. Alveolárny vzduch bol izolovaný pôsobením vákua (5,6). Evakuovaný vzduch z pľúcneho tkaniva prechádzal cez detekčnú náplň trubičiek. K analýze boli použité vzorky hmotnosti 50 g z dolného laloka pravého krídla pľúc. K bilančným prepočtom koncentrácie CO v alveolárnom vzduchu v objemových % bolo potrebné zistiť:

• hmotnosť vzorky v gramoch
• objem vzorky pred evakuáciou
• objem vzorky po evakuácii
• koncentráciu CO zistenú detekčnými trubičkami

Príprava štúdie

V rámci predbežného experimentu boli analyzované vzorky zo všetkých piatich lalokov pľúc. Výsledky analýz ukázali, že najvyššia koncentrácia CO v alveolárnom vzduchu sa zistila v dolných lalokoch pľúc, pričom dolný lalok pravých pľúc obsahoval priemerne až o 1/3 vyššiu koncentráciu CO ako dolný lalok ľavých pľúc.

Vlastná štúdia

K analýze sledovaných prípadov boli použité na základe výsledkov predbežného experimentu iba dolné laloky pravých pľúc. Z objemového rozdielu vzorky pľúcneho tkaniva pred evakuáciou a po nej bol zistený objem izolovaného alveolárneho vzduchu. Nasledoval bilančný prepočet koncentrácie CO v alveolárnom vzduchu z hodnoty zaregistrovanej na detekčnej trubičke. Izolácia alveolárneho vzduchu evakuáciou bola spočiatku realizovaná na prístroji československej proveniencie UZBL1 (univerzálne zariadenie pre biologické materiály); neskôr bolo k evakuácii použité membránové čerpadlo (7).

V rámci štúdie bolo podrobených analýze 160 prípadov smrteľných otráv oxidom uholnatým v období 20 rokov. Súbor tvorilo 118 mužov (74 %) a 42 žien (26%). Prípady boli rozdelené do skupín podľa miesta a okolností, za ktorých došlo k úmrtiu do nasledovných skupín:

• nedokonalé spaľovanie zemného plynu v byte
• nedokonalé spaľovanie pevného paliva v byte
• požiar v byte bez vzniku popálenín
• požiar v byte so vznikom popálenín
• nedokonalé spaľovanie zemného plynu v kúpeľni
• nedokonalé spaľovanie zemného plynu v kotolni
• nedokonalé spaľovanie pohonných hmôt v garáži
• požiar motorového vozidla pri dopravnej nehode
• banské nešťastie

Zistené výsledky analýz krvi na obsah COHb a analýz alveolárneho vzduchu na obsah CO boli prehľadne rozdelené do tabuliek podľa jednotlivých skupín. Kvôli prehľadnosti je v každej skupine uvedených iba 5 prípadov jednotlivcov alebo dvojíc. V tabuľkách je uvedený vek a pohlavie obetí, koncentrácie COHb v ich krvi a objemové % CO v alveolárnom vzduchu.

VÝSLEDKY

Úmrtia pri nedokonalom spaľovaní zemného plynu v byte

K intoxikáciám z nedokonalého spaľovania zemného plynu v byte došlo v 35 prípadoch (z toho v 14 prípadoch išlo o osoby ženského pohlavia); veková štruktúra bola 7 – 82 rokov. Koncentrácia COHb v krvi bola zistená v rozmedzí 35 – 87 % a koncentrácia CO v alveolárnom vzduchu v rozmedzí 0,04 – 0,22 objemových %. Priemerná koncentrácia COHb v krvi bola 64 % a CO v alveolárnom vzduchu 0,09 objemových %. V tabuľke 1 a 2 sú uvedené úmrtia jednotlivcov a dvojíc.

Úmrtia pri nedokonalom spaľovaní pevného paliva v byte

K letálnym intoxikáciám CO spôsobeným nedokonalým spaľovaním pevného paliva v bytoch došlo v 9 prípadoch; v 3 prípadoch išlo o osoby ženského pohlavia, v jednom prípade išlo o chorobný stav 80-ročného muža (COHb v krvi 60 %; CO v alveolárnom vzduchu 0,02 obj. %). Koncentrácia COHb v krvi sa pohybovala v rozsahu 21 – 68 % (priemer 49 %), obsah CO v alveolárnom vzduchu bol 0,02 – 0,19 obj. % (priemer 0,074); veková štruktúra 40 – 91 rokov (tabuľka 3).

Úmrtia pri požiari v byte bez vzniku popálenín

Pri letálnych intoxikáciách CO pri požiaroch v byte bez popálenín bolo zaregistrovaných 33 prípadov. V 6 prípadoch išlo o osoby ženského pohlavia. Koncentrácia COHb v krvi sa pohybovala v rozmedzí 12 – 77 % a koncentrácia CO v alveolárnom vzduchu od 0,01 do 0,54 obj. %, veková štruktúra 2 – 92 rokov. Priemerná koncentrácia COHb v krvi bola 49 % a CO v alveolárnom vzduchu 0,1 objemových % (tabuľka 4).

Úmrtia pri požiari v byte so vznikom popálenín

V tejto skupine bolo analyzovaných 9 prípadov. Išlo o 5 osôb ženského a 4 osoby mužského pohlavia. Zistená bola koncentrácia COHb v krvi v rozmedzí 13 – 77 % (priemerná 35 %) a obsah CO v alveolárnom vzduchu v rozmedzí 0,02 – 0,16 obj. % (priemerný 0,078) (tabuľka 5).

Úmrtia pri nedokonalom spaľovaní zemného plynu v kúpeľni

Bolo vyšetrených 27 prípadov letálnych intoxikácií spôsobených nedokonalým spaľovaním zemného plynu v kúpeľni. Išlo o 11 osôb ženského a 16 osôb mužského pohlavia; vek obetí bol od 5 do 72 rokov; rozsah koncentrácie COHb v krvi bol 34 – 87 %; rozsah koncentrácie CO v alveolárnom vzduchu bol 0,03 – 0,22 obj. %. Priemerná koncentrácia COHb v krvi bola 57 % a CO v alveolárnom vzduchu 0,08 obj. % (tabuľka 6).

Úmrtia pri nedokonalom spaľovaní zemného plynu v kotolni

Pri nedokonalom spaľovaní zemného plynu v kotolniach došlo k 9 smrteľným otravám CO. Išlo o osoby mužského pohlavia vo veku 32 – 70 rokov. Koncentrácia COHb v krvi bola zistená v rozsahu 44 – 80 %; koncentrácia CO v alveolárnom vzduchu sa zistila v rozsahu 0,04 – 0,24 obj. %. Priemerná koncentrácia COHb bola 62 % a CO 0,10 obj. % (tabuľka 7).

Úmrtia pri nedokonalom spaľovaní pohonných hmôt v garáži

Bolo zaregistrovaných 31 úmrtí; v 4 prípadoch išlo o osoby ženského a 27 prípadoch o osoby mužského pohlavia. Koncentrácia COHb v krvi bola zistená v rozmedzí 50 – 87 % a CO v alveolárnom vzduchu v rozmedzí 0,05 – 0,41 obj. %. Priemerná koncentrácia COHb predstavovala hodnotu 74 % a priemerná koncentrácia CO v alveolárnom vzduchu predstavovala hodnotu 0,16 obj. % (tabuľka 8).

Úmrtia pri požiari motorového vozidla pri dopravnej nehode

V súvislosti s dopravnými nehodami, ktoré skončili smrťou účastníkov pri požiari motorového vozidla sme vyšetrovali 2 prípady. V prvom prípade išlo o 23-ročného muža; zistená koncentrácia COHb v krvi bola 22 %; koncentrácia CO v alveolárnom vzduchu bola 0,03 obj. %, na bezprostrednej príčine smrti sa podieľali aj utrpené popáleniny. V druhom prípade dopravnej nehody osobného motorového vozidla, pri ktorej zahynuli 4 účastníci nehody nebola zisťovaná koncentrácia CO v alveolárnom vzduchu; boli zistené popáleniny. Koncentrácie COHb a kyanidových iónov v krvi sú uvedené v tabuľke 9.

Úmrtia pri banskom nešťastí

V súvislosti s banským nešťastím v r. 1990 v Ostrave bol dokazovaný CO v alveolárnom vzduchu. Vo vzorkách pľúcneho tkaniva označených číslicami 1, 2, 3, 5, 13 a 19 bol zistený v alveolárnom vzduchu CO v koncentráciách uvedených v tabuľke 10.

DISKUSIA

Výsledky štúdie poukazujú na významnú a nezastupiteľnú úlohu toxikologicko-chemickej analýzy alveolárneho vzduchu v rámci doplňujúcich laboratórnych vyšetrení pri pitve v diagnostike prípadov smrteľných otráv kysličníkom uhoľnatým. Chýba možnosť komparácie výsledkov s prácami iných autorov, nakoľko autori v dostupnej literatúre nezistili zverejnenie prác podobného obsahu a rozsahu. Význam analýzy alveolárneho vzduchu v prípadoch smrteľných otráv spôsobených inými plynmi a prchavými látkami napr. sírovodíkom, v prípadoch úmrtí v nedýchateľnom prostredí (inertné plyny, dusík, oxid uhličitý, parafíny) potvrdili aj v minulosti publikované práce (8,9).

Prístrojová nenáročnosť a časová operatívnosť izolácie alveolárneho vzduchu a jeho analýzy (menej ako 1 hodina) sú závislé na použití viacúčelových a špecifických analyzátorov. Pre tento účel je potrebné vybaviť toxikologicko-chemické laboratóriá plynovým chromatografom s elektrónovým záchytom a možnosťou priameho dávkovania biologických materiálov.

ZÁVER

V predkladanej práci bola experimentálne a prakticky overená možnosť dôkazu xenobiotík v tomto prípade kysličníka uhoľnatého v ďalšom biologickom materiáli – v alveolárnom vzduchu. Dôležitým faktom je, že v 160 prípadoch letálnych intoxikácií sa uskutočnil dôkaz kysličníka uhoľnatého v alveolárnom vzduchu. Letálna koncentrácia kysličníka uhoľnatého (0,075 obj. % a viac) bola zistená v 75 % prípadov. Pri nižších koncentráciách kysličníka uhoľnatého sa zúčastňoval vplyv iných faktorov – zvýšená koncentrácia kysličníka uhličitého, prítomnosť kyanovodíka, ovplyvnenie etanolom, účinok pevných častí dymu, prítomnosť popálenín tela a podobne. Bolo zistené, že pri letálnych koncentráciách kysličníka uhoľnatého je najvhodnejším materiálom pre odber dolný lalok pravého krídla pľúc. Pri smrteľných otravách dvojíc boli zistené rozdielne koncentrácie kysličníka uhoľnatého v alveolárnom vzduchu, čo potvrdzuje fakt, že priebeh intoxikácie a doba smrti závisí aj od zdravotného stavu jedinca. Pri požiaroch v bytoch a v motorových vozidlách je potrebné dokazovať v alveolárnom vzduchu zároveň aj kyanidové ióny.

Cieľom práce je okrem odborného prínosu aj medializácia metódy smerovaná k orgánom činným v trestnom konaní, ktorým môže byť nápomocná pri objasňovaní príčin najmä hromadných nehôd a objektivizácii zisťovania miery zavinenia.

ZOZNAM SKRATIEK:

CO – oxid uhoľnatý

COHb – karbonylhemoglobín

obj. % - objemové percento

UZBL – univerzálne zariadenie pre biologické látky

M – muž

Ž – žena

a. v. – alveolárny vzduch

CN - kyanidy

PREHLÁSENIE

Autor práce prehlasuje, že v súvislosti s témou, vznikom a publikáciou tohto článku nie je v konflikte záujmov a vznik ani publikácia článku neboli podporené žiadnou farmaceutickou firmou. Toto prehlásenie sa týka i všetkých spoluautorov.

Adresa pre korešpondenciu:

doc. MUDr. Jozef Šidlo, CSc., MPH

Ústav súdneho lekárstva,

Lekárska fakulta,

Univerzita Komenského,

Bratislava

Sasinkova 4,

811 08 Bratislava,

Slovenská republika

tel.: +421259357264, +421268672314, +421904819241

fax: +421220856556

e-mail: sidlo45@gmail.com