ĐDRAR, TÜKÜRÜK VE SOLU UM HAVASI DA ALKOL DÜZEYĐ Đ BELĐRLE MESĐ VE KARŞILAŞTIRILMASI

TÜRKĐYE CUMHURĐYETĐ A KARA Ü ĐVERSĐTESĐ SAĞLIK BĐLĐMLERĐ E STĐTÜSÜ ĐDRAR, TÜKÜRÜK VE SOLU UM HAVASI DA ALKOL DÜZEYĐ Đ BELĐRLE MESĐ VE KARŞILAŞTIRILMASI Adem EKTĐ DĐSĐPLĐ LERARASI ADLĐ TIP A ABĐLĐM DALI ADLĐ KĐMYA VE ADLĐ TOKSĐKOLOJĐ PROGRAMI YÜKSEK LĐSA S TEZĐ DA IŞMA Prof. Dr. Tülin SÖYLEMEZOĞLU 2008-A KARA

iii ĐÇĐ DEKĐLER Kabul ve Onay... ii Đçindekiler...iii Önsöz... vi Simgeler ve Kısaltmalar... vii Şekiller Dizini...viii Çizelgeler Dizini... ix 1.GĐRĐŞ...... 1 1.1. Alkolün tarihçesi... 1 1.2. Alkol... 3 1.2.1. Metil Alkolün Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri... 3 1.2.1.1. Metabolizma... 4 1.2.1.2. Metil Alkol Zehirlenme Tedavisi... 5 1.2.2.1. Etanolün Vücutta Dağılımı... 6 1.2.2.2. Etanol Metabolizması... 7 1.2.2.3. Kan Alkol Düzeyleri... 10 1.2.3. Alkollü Đçkiler... 10 1.2.4. Alkole Bağlı Gelişen Medikal Sorunlar... 11 1.3. Aldehit Dehidrojenaz ve Alkol Dehidrojenaz... 12 1.3.1 Alkol Dehidrojenaz Yolağı... 13 1.4. Trafikte Alkol... 15 1.5. Alkol Analiz Testleri... 20 1.5.1. Nefes Alkol Analiz Alet Tipleri... 21 1.5.2. Solunum Havasında Alkol Tayini... 22 1.5.3.Yakıt Hücre Teknolojisi... 22 1.5.3.1.Yakıt Hücre Teknolojisi Analizinin Avantajları... 24 1.5.4. Infrared Teknolojisi... 24 1.5.5. Alkolometre... 25

iv 1.5.5.1. Alkolometre Cihazının Đçeriği... 25 1.5.5.2. Analiz Sonucunun Yorumlanması... 27 1.5.6. Tüp ve Kutu Tipi Alkolometre... 27 1.6. Biyolojik Sıvılarda (kan,idrar,tükrük) Alkol Analizi... 28 1.6.1. Mikrodifüzyon Yöntemi Đle Alkol Tayini... 28 1.6.2. Enzimatik Yöntemle Kanda Alkol Tayini... 28 1.6.3. Gaz Kromatografisi Yöntemi Đle Alkol Tayini... 29 1.6.4. Headspace Analizinin Genel Đlkeleri... 33 1.6.5. Headspace Vialinde Fazlar... 33 1.6.6. Doğru Vialin ve Kapağın Kullanılması... 34 1.6.7. Inorganik Tuzların Đlavesi... 35 1.6.8. Headspace Numune Hacmi... 36 1.6.9. Headspace Cihazı... 36 1.6.10. Basınçlı Döngü Sistemi... 36 2. GEREÇ ve YÖ TEM... 38 2.1. Gereçler... 38 2.1.1. Kullanılan Kimyasal Maddeler... 38 2.1.2. Kullanılan Araç ve Gereçler... 38 2.1.3. Deney Protokolü... 38 2.2. Yöntemler... 39 2.2.1. Nefeste Alkolometre Cihazı Đle Alkol Ölçümü... 39 2.2.2. Đdrarda Alkol Tayini... 40 2.2.3. Tükürükte Alkol Tayini... 40 2.2.4. Gaz Kromotografi Yönteminin Koşulları... 41 2.2.5. Headspace Analizörü Koşulları... 41 2.2.6. Yöntem Validasyon Çalışmaları... 42 2.2.6.1.Biyolojik Materyalde Alkol Tespiti Đçin Kurulan Yöntemin Standartlarının Hazırlanması... 42 2.2.6.2. Biyolojik Materyalde Alkol Tespiti Đçin Kurulan Yöntemin Kalibrasyon Grafiklerinin Oluşturulması... 42 2.2.6.3.Hassasiyet... 43

v 2.2.7. Đstatistiksel Analiz... 43 3. BULGULAR... 44 3.1. Biyolojik Materyalde Alkol Tespiti Đçin Kurulan Yöntemin Metod Validasyon Çalışma Sonuçları... 44 3.1.1. Biyolojik Materyalde Alkol Tespiti Đçin Kurulan Yöntemin Kalibrasyon Grafikleri... 44 3.1.2. %40 lık Bir Alkollü Đçeceğin %40 lık Olup Olmadığının Tespiti....49 3.1.3. Biyolojik Materyalde Alkol Tespiti Đçin Kurulan Yöntemin Hassasiyet Çalışmalarının Sonuçları... 50 3.1.4. Đdrarda Alkol Tespitinin Sonuçları... 51 3.1.5. Tükürükte Alkol Tespitinin Sonuçları... 53 3.1.6. Solunum Havasında Alkol Tespitinin Sonuçları... 54 3.2. Đdrar, Tükürük ve Solunum Havasında Alkol düzeyleri Arasındaki Đstatistiksel Korelasyon... 56 4.TARTIŞMA... 58 5.SO UÇ VE Ö ERĐLER... 62 ÖZET... 63 SUMMARY... 64 KAY AKLAR... 65 EKLER...70 ÖZGEÇMĐŞ... 73

vi Ö SÖZ Yüksek lisans tezimin her aşamasında yanımda olan, tez çalışmam ve diğer çalışmalarım süresince bana her türlü imkanı sağlayan, bilgilendiren, desteğini, güvenini ve sevgisini hiçbir zaman esirgemeyen çok değerli hocam Prof. Dr. Tülin SÖYLEMEZOĞLU na, tez çalışmam sırasında ve laboratuar çalışmalarımda bana her türlü desteğini esirgemeyen her konuda yardımcı olan Uzman Biyolog Serap YALÇIN a ve yardımlarından dolayı Ayşe KARAKUŞ, Zeliha KAYAALTI, Vugar ALĐYEV ile Aybike DĐP e ve bana sonuna kadar güvenip, her zaman yanımda olan aileme sonsuz saygı ve şükranlarımı sunar, teşekkür ederim.

vii SĐMGELER VE KISALTMALAR ADH ALDH ALDH2 BAC CYP-450 ESR GGT GSSG H 2 O 2 ITK L LH MEOS NA O 2 SSS OH ALKOL DEHĐGROGENAZ ALDEHĐD DEHĐDROJENAZ ALDEHĐD DEHĐDROJENAZ ENZĐMĐ KAN ALKOL DÜZEYĐ SĐTOKROM P-450 ENZĐMĐ ELEKTRON SPĐN REZONANS GAMA GLUTAMĐL TRANSFERAZ GLUTATYON DĐSÜLFĐT HĐDROJEN PEROKSĐT ĐNCE TABAKA KROMATOGRAFĐ LĐPĐD RADĐKALĐ YAĞ ASĐTLERĐ MĐKROZOMAL ETHANOL OKSĐTLEYĐCĐ SĐSTEM NĐKOTĐN AMĐD DĐNÜKLEOTĐT SÜPEROKSĐT ANYON RADĐKALĐ SANTRAL SĐNĐR SĐSTEMĐ HĐDROKSĐL RADĐKALĐ

viii ŞEKĐLLER DĐZĐ Đ Şekil 1.1. Metanol Metabolizması Yolağı... 5 Şekil 1.2. Etanolün Moleküler Yapısı... 6 Şekil 1.3. Etanol Absorbsiyonunun Ve Oksidasyonunun Gerçekleştiği Organlar... 7 Şekil 1.4. Etanol Ve Asetaldehit Metabolizmasının Temel Metabolik Yolakları... 8 Şekil 1.5. Asetil-Coa Oluşumu Ve Sitrik Asit Döngüsüne Katılımı... 9 Şekil 1.6. Alkolometre ile Alkol Ölçümü... 18 Şekil 1.7. Yakıt Hücresi Şematiği... 23 Şekil 1.8. Alkolometre Cihazı Kimyasal Reaksiyonları... 25 Şekil 1.9. Alco-Sensor IV... 26 Şekil 1.10. Kan Alkol Düzeyinin Klinik Değerlendirmesi... 27 Şekil 1.11. Headspace Vialleri... 30 Şekil 1.12. Headspace Vialindeki Fazlar... 34 Şekil 1.13. Headspace de Basınçlı Döngü Sistemi Ile Enjeksiyon... 36 Şekil 3.1. Metanol Kalibrasyon Grafiği ve Regresyon Denklemi... 48 Şekil 3.2. Etanol Kalibrasyon Grafiği ve Regresyon Denklemi... 49 Şekil 3.3. Zamana Bağlı Đdrarda Alkol Düzeyi... 52 Şekil 3.4. Đdrarda Alkol Analizi Đçin Cihazdan Alınan Sonuç... 52 Şekil 3.5. Zamana Bağlı Tükrükte Alkol Düzeyi... 53

ix Şekil 3.6. Tükürükte Alkol Analizi Đçin Cihazdan Alınan Sonuç... 54 Şekil 3.7. Zamana Bağlı Nefeste Alkol Düzeyi... 55 Şekil 3.8. Zamana Bağlı Đdrar, Tükürük Ve Solunum Havasında Alkol Düzeyleri... 55 Şekil 3.9. Đdrar Ve Solunum Havasındaki Alkol Düzeyleri Korelasyon Grafiği... 56 Şekil 3.10.Tükürük Ve Solunum Havasındaki Alkol Düzeyleri Korelasyon Grafiği... 57 Şekil 3.11. Tükürük Ve Đdrardaki Alkol Düzeyleri Korelasyon Grafiği... 57 ÇĐZELGELER DĐZĐ Đ Çizelge 1. Çeşitli ülkelerde trafikte kan alkol düzeyi limitleri... 19 Çizelge 3.1. Metanol, etanol ve IS (n-bütanolün) alıkonma zamanları, miktarları ve cihazdan alınan yanıtlar... 45 Çizelge 3.2. Metanol ve etanol için bulunan observed (gözlenen) LOD ve LOQ değerleri... 51

1 1.GĐRĐŞ 1.1. Alkolün Tarihçesi Alkol kafein ve tütünden sonra dünyada en yaygın olarak kullanılan ve suistimal edilen bir psikostimülandır. Alkol etkilerinin insanlar tarafından keşfi ve kullanılması ile ilişkili ilk kaynaklar M.Ö. 3000-4000 yıllarına kadar uzanır. Eski Mısır, Mezopotamya, Yunan ve Roma uygarlıklarında alkolün kullanıldığı, hatta hastalıkların tedavisi için reçete tabletlerine yazıldığı görülmektedir (Kayaalp, 2002). Paleolitik çağda baldan yapılan içeceğin alkol taşıyan en eski içki olduğu düşünülmektedir. Neolitik çağ insanı ise bozayı (booze) bulmuştur. Bira ve meyve şaraplarına ait bulgular M.Ö. 6400 yıllarına kadar giderken üzüm şaraplarının M.Ö. 300 400 yıllarında kullanıldığı bilinmektedir. Mayalar, su varlığında şekere etki ederek fermentasyonla alkolik içkilerin oluşmasını sağlar (Ray ve Ksir, 1996). Etanol, çeşitli alkollü içecekler formunda binlerce senedir sosyal yaşantımızın bir parçası halindedir. Sosyal kabul edilebilirliği sayesinde sigara tüketimi ile birlikte ne yazık ki, batı topluluklarında ve tabi ki ülkemizde, en fazla suistimal edilen madde durumundadır. Modern toplumlarda artık halk sağlığını tehdit eden en önemli faktörlerden biri kabul edilmektedir. Aşırı alkol tüketimi, karaciğer yağlanması, hepatit ve siroz gibi ciddi karaciğer hastalıklarına neden olmasının yanı sıra, vücudun birçok organ ve sistemine de hasarlar vermektedir. Alkol gelişmiş ülkelerde hastalıklara ve yaralanmalara neden olan en önemli on nedenden biridir. Dünya genelinde, alkol ölümlerin %3.27 (1.8 milyon) sine ve DALYS (Disability adjusted life years) ın %4 üne (58.3 milyon) neden olur. Gelişmiş ülkelerde, hastalıkların %9.2 sine alkol neden olarak gösterilmektedir (IAS Fact Sheet).

2 Alkol, Avrupa da hastalığa bağlı ölümlerden birine neden olur ve bu ölümler genelde erken yaşta görülür. Alkol, sigaradan ve yüksek kan basıncından sonra genç ölümlere neden olan en önemli üçüncü risk faktörüdür. Đnsan sağlığını tehdit etmesi açısından yüksek kolestrolden ve obeziteden daha önemli bir yer teşkil etmektedir. Ayrıca diyabetten üç kat, astımdan beş kat daha fazla, hastalığın gelişimi açısından tehlikelidir. Avrupa ve Amerika da alkole bağlı gelişen ölümler ve hastalıklar kadınlara oranla (%2-4) daha fazla erkeklerde (%1,8-18) görülür. Đntoksikasyon ve oluşturduğu bağımlılığın yanı sıra, alkol özafagus ve karaciğer kanserinin, sirozun gösterdiği doğrudan etkilerin, epilepsinin, cinayetlerin ve motorlu taşıt kazalarının %20-30 na neden olur. Alkole bağlı olarak gelişen kanserlerin(ağız, boğaz, karaciğer ve gırtlak) alkol kullanmayan orta yaşlı bireylerde 14/100.000 iken, günde 4 birim veya daha fazla içki tüketen bireylerde bu oran 50/100.000 e çıkar. Yine benzer şekilde alkol tüketmeyen bayanlarda meme kanseri riski 88/1000 iken, günde 6 birim, (1 şişe şarap) alkol tüketen bayanlarda bu risk 133/1000 e yükselir (IAS Fact Sheet). Az miktarda alkol tüketimi (şarap) kalp krizi riskini azaltmasına rağmen, birçok alkol tüketen birey için aslında bu risk artmaktadır. Günde 2 birim içkiden fazlası kalp rahatsızlığına bağlı ölüm riskini artırır. Aynı şekilde ikiden fazla içki tüketimi de bu riski daha fazla artırır. Alkolün tüketilme yöntemi ve şekli, zararları ve kalp hastalığına faydası açısından önemli bir unsurdur. Az miktarlarda haftada birkaç defa tüketilen alkollü içeceğin kalbe sağlayacağı fayda, aynı miktarda alkolün bir anda tüketilmesinden çok daha fazladır (IAS Fact Sheet).

3 1.2. Alkol 1.2.1. Metil Alkolün Fiziksel Ve Kimyasal Özellikleri Metil alkol (CH 3 OH), oda sıcaklığında buharlaşabilen uçucu ve renksiz bir sıvıdır. 15 21, 2 o C de buhar basıncı 100 mm/hg, özgül ağırlığı 0,81 g/l, kaynama noktası 64,7 o C dir (Vicellio, 1998). En sık oral yolla alınmakla birlikte, endüstride buharına maruz kalmakla ve bol miktarda bulaştığı giysilerden cilt yoluyla alımı ile de zehirlenme olabilmektedir (Winchester, 1990). Metil alkol (metanol) en basit yapılı alifatik alkoldür. Endüstride solvent olarak yaygın kullanılır. Đlaç olarak değeri yoktur; toksikoloji yönünden önemlidir. Ucuzluğu nedeniyle sahteciler tarafından alkollü içkilere katılması sonucu ülkemizde de ölüme neden olduğu bildirilmiştir. Etil alkol gibi bağırsaktan çabuk absorbe edilir. SSS üzerinde depresan etkisi etil alkolünkinden zayıftır; fakat metil alkol etil alkole göre çok daha toksik bir maddedir. SSS deki etkisinin daha az güçlü oluşunun nedeni, etil alkolden daha az lipofilik olmasıdır. Fazla miktarda alınmadığı takdirde sarhoşluk yapmaz; ancak içildiğinde, genellikle etil alkolle karışık içildiği için ona bağlı sarhoşluk gelişebilir. Tek başına alındığında SSS üzerindeki etkileri geç başlar. Metil alkolün vücutta yıkılması nitelik bakımından etil alkolünki gibidir ve aynı enzim sistemleri ile yapılır. Fakat onunkine göre çok yavaştır. Vücutta etil alkol bulunduğunda bu iki alkol ve metabolitleri aynı enzimlere karşı yarışacaklarından ve enzimlerin etil alkole afinitesi daha fazla olduğundan, etil alkol metanolun yıkılmasını yavaşlatır. Metil alkol zehirlenmesinde SSS üzerindeki depresyona bağlı belirtiler ikinci planda kalır. Zehirlenmesinin iki önemli belirtisi vardır: (i) Yıkım sonucu oluşan formik aside bağlı asidoz. (ii) Aynı şekilde oluşan formaldehidin retinayı bozmasına bağlı görme bozukluğu, optik diskte hiperemi ve daha sonra irreversibl zedelenmeye bağlı olarak gelişen körlük. Bu sayılan belirtilere huzursuzluk ve deliryum eşlik eder. Metil alkolün 15 ml gibi nisbeten ufak bir miktarının bile körlük yaptığı saptanmıştır. 70-100 ml miktarında ise genellikle ölüme neden olur; ölümle sonuçlanan olgularda

4 körlük ölümden önce ortaya çıkar. Kurtulanların devamlı sakat kalmasına neden olur. Ayrıca SSS nin kalıcı zedelenmesine bağlı motor disfonksiyon şeklinde sakatlıklar da görülür. Metil alkol zehirlenmesinde ölümün nedeni şiddetli asidoz ve onun komplikasyonlarıdır (Kayaalp, 2002). Metil alkol zehirlenmesinde iki önemli tedavi yaklaşımı şunlardır: (i) Sodyum bikarbonat solüsyonu infüze edilerek asidozun düzeltilmesi: Asidozun düzeltilmesi sakatlık nedeni olan körlüğün gelişmesini önleyebilir; çünkü asidoz formaldehidin retina üzerindeki toksik etkisini artırıcı bir etkendir. (ii) Etil alkol verilmesi: Metil alkolün toksik metabolitlere dönüşmesini yavaşlatarak etki yapar. Metil alkol yavaş yıkıldığı için asidoz düzeltildikten sonra hasta kendi haline bırakılırsa, yeniden asidoz gelişebilir. Bunun için asidoz tedavisine ve atil alkol tedavisine birkaç gün devam etmek gerekir ( Kayaalp, 2002 ). Ayrıca metil alkol zehirlenme tedavisinde folinik asit (Leucovorin), fomepizole (Metilpyrazol), diyaliz ve hemodiyalizden de yararlanılır ( www.tfd.org.tr). 1.2.1.1. Metabolizma Ağızdan alındığında, etil alkol gibi gastrointestinal sistemden hızla emilir (Vicellio, 1998). Metanol gıda varlığı ya da yokluğuna göre farklılık göstermek üzere, ortalama 30 60 dk sonra kanda en üst düzeye ulaşır. Gıda varlığı bu süreyi yavaşlatır. Vücutta dokulara oldukça homojen bir şekilde dağılır, dağılım hacmi 0,6 L/kg dır (Winchester, 1990). Metanol ün, vücut su kütlesine dağıldığı ve pratikte yağda çözünmediği kabul edilir (Vicellio, 1998). Yıkımı nitelik bakımından etil alkole benzer ancak nispeten çok yavaştır (Curtis, 1996).

5 Metil alkol karaciğerde alkoldehidrojenaz enzimi etkisiyle NAD/NADH katalizörlüğünde formaldehide okside olur (Goldfrank ve ark., 1986). Metanolün metaboliti olan formaldehit metanole göre 33 kat daha toksiktir (Vicellio, 1998). Yarılanma ömrü 1 2 dk gibi çok kısa olan formaldehitin bu nedenle varlığı gösterilemez. Formaldehit kısa sürede metanolden 6 kat daha toksik olan formik asite dönüşür. Formik asit ise folata bağlı enzimlerin yardımıyla karbondioksit ve suya dönüştürülerek vücuttan uzaklaştırılır (Goldfrank ve ark., 1986; Palmisano ve ark.,1987) (Şekil 1.1). Şekil 1.1. Metanol Metabolizması Yolağı (*: ksantin oksidaz, gliseraldehit-3-fosfat, katalazlar, peroksidaz, aldehitoksidaz ve glutatyona bağımlı formaldehit dehidrojenaz enzim sistemleri) (Goldfrank ve ark., 1986; Winchester, 1990). Başlıca karaciğerdeki yıkım dışında metanolün %3-5 i akciğerlerden solunum yoluyla, %12 si böbreklerden idrar ile atılır (Palmisano ve ark., 1987). Metanol toksisitesinde hedef organ retinadır. Metanol yüksek dozlarda geri dönüşümlü ya da kalıcı körlüğe yol açabilir (Curtis, 1996). Oküler toksisiteden sorumlu olan formik asit, optik sinirde sitokrom oksidazı inhibe ederek aksoplazma akımını bozar (Becker, 1983). 1.2.1.2. Metil Alkol Zehirlenme Tedavisi Etil alkol, metil alkol tedavisinde metanolün toksik metabolitlerine dönüşümüyle yarışmaktadır. Etanolün alkol dehidrojenaza affinitesinin daha yüksek olması nedeniyle metanol zehirlenme tedavisinde etanol kullanılır. Böylece yeterli idrar

6 çıkışı sağlanabilirse metanol, toksik metabolitlerine dönüşmeden idrar yoluyla atılabilir. Etanol yükleme dozu (kan-etanol düzeyi) 100-150 mg/100 ml hızla verilir (Goldfrank ve ark., 1986). 1.2.2. Etanolün Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri Etanol, kolay tutuşan, renksiz, akıcı ve uçucu bir maddedir. Kimyasal formülü C 2 H 5 OH dır (Şekil 1.2.). Dansitesi 789 g/l, kaynama noktası 78.5 o C, donma noktası -117.3 o C, alevlenme noktası 12 o C dir. Havada % 3.3-19 oranında olduğu zaman patlar. Alkol yakacak olarak, bazı ilaçların hazırlanmasında, dezenfektan olarak, düşük donma noktasından dolayı antifiriz olarak, endüstride çözücü özelliğinden dolayı boya, parfüm ve tentür yapımında kullanılır (Jones, 1997). Şekil 1.2.Etanolün moleküler yapısı (http://www.erowid.org/chemicals/alcohol/alcohol.shtml) 1.2.2.1. Etanolün Vücutta Dağılımı Etanol, boyutu küçük olduğundan gastrointestinal sistemden basit difüzyonla emilir, suda iyi, lipidlerde düşük seviyede çözünürlüğe sahiptir (Wallgren ve Barry III, 1970). Etanol için transport yolağı yoktur (Crabb ve ark., 1987). Absorplanan etanolün, %70-80 i proksimal ince bağırsak, duodenum ve üst jejunum tarafından emilir. Emilimden sonra etanol karaciğere portal damardan geçerek ulaşır (Riveros- Rosas ve ark., 1997).

7 Etanol kana ulaştığında hızla vücut sıvılarına dağıtılır. Organlarda, yoğun büzülme sebebiyle beyin, akciğer ve karaciğer gibi organlara zengin kan sağlandığından kandaki alkol hızla dengelenir. Aksine iskelet kaslarında alkolün dağılımı yavaştır çünkü az sayıda fonksiyonel kılcal damar vardır (Agarwal ve Goedde, 1990, Dundee ve ark., 1971). Kadın ve erkekler özdeş alkol aldıklarında, kadınlar, erkeklerden daha az su düzeyine sahip olduklarından daha yüksek kan etanol değerlerine ulaşır. Alkol dağılımı genellikle çeşitli organ ve dokuların (Şekil 1.3.) su içerikleriyle ilgilidir böylelikle, örneğin terminal ileum daki etanol konsantrasyonu yaklaşık olarak kandakine eşit olur. Tükürük ve ürede su oranı yüksek olduğundan etanol kansantrasyonu kana göre nispeten daha yüksektir (Riveros-Rosas ve ark., 1997). Şekil 1.3. Etanol absorbsiyonunun ve oksidasyonunun gerçekleştiği organlar (Riveros-Rosas ve ark., 1997). 1.2.2.2. Etanol Metabolizması Etanol biyotransformasyonu büyük oranda karaciğerde gerçekleşir. Karaciğerde etanol, alkol dehidrojenaz tarafından asetaldehide oksitlenir, asetaldehid ise aldehit dehidrojenaz tarafından asetik asite oksitlenir (Şekil 1.4.). Asetik asit daha sonra

8 asetil-coa ligaz tarafından bir ATP bağımlı reaksiyon ile asetil CoA ya (Şekil 1.5.) dönüştürülür. Asetil CoA üretimi, etanol yıkımı ile ara metabolizma arasındaki bağlantıyı oluşturur. Sitoplazmik alkol dehidrojenaz yanında mikrozomal etanol oksitleyici sistem (MEOS), katalaz gibi sitokrom P-450 enzimleri de etanol yıkımında rol oynar. Karaciğer tarafından etanol yıkımının hız sınırlayıcı basamağı, alkol dehidrojenaz reaksiyonudur. Bu nedenle, NAD + varlığı sınırlayıcı bir faktördür. Düşük etanol konsantrasyonları, etanol yıkımının maksimum hızına ulaşması için yeterlidir. Bu nedenle, alkol alımından sonra, vücuttaki etanol miktarında yavaş ve sabit bir düşüş vardır. Etanolün kalori içeriği 29,4 kj.g -1 dir. Alkollü içecekler bu sebeple özelikle alkolikler için enerji alımının temel kısmını oluşturur (Koolman ve Röhm, 1996). Etanol Asetaldehit CH 3 CH 2 OH + NAD + CH 3 CHO + NADH + H + Alkol dehidrojenaz Asetaldehit Asetat (asetik asit) CH3CHO + NAD + CH 3 COOH + NADH + H + Aldehit dehidrojenaz Şekil 1.4. Etanol ve asetaldehit metabolizmasının temel metabolik yolakları (Riveros-Rosas ve ark., 1997).

Şekil 1.5. Asetil-CoA oluşumu ve sitrik asit döngüsüne katılımı (Koolman ve Röhm, 1996). 9

10 1.2.2.3.Kan Alkol Düzeyleri Mayalanmış meyvelerde eser oranlarda etanol bulunurken, alkollü içkilerde daha çok yüksek konsantrasyonlarda bulunur. Alkollü içkilerin alkol içeriği, çoğunlukla hacim içinde yüzde olarak ifade edilir (100 standart derece = %57,1 v/v). Alkollü içkilerin tüketimini takiben kan alkol seviyelerini hesaplarken, bu miktarı gram etanole dönüştürmek uygun olur (Yoğunluk=0,79 kg.l -1 ). Bu durumda bir şişe bira (0,51 %4 v/v alkollü), 20ml = 16gram etanol içerirken, bir şişe şarap (0,7 1,%12v/v alkollü), 84ml = 66gram etanol içerir. Etanol sindirim kanalından difüzyon yoluyla hızla emilir. Alkollü bir içeceğin içilmesi halinde 60-90 dakika içerisinde maksimum kan alkol seviyesine ulaşır. Bunun yanında, emilim hızı üzerinde birçok farklı faktör etkilidir. Ilık bir içecek ya da şeker, boş mide, karbonik asitin varlığı (şampanya), alkolün emilimini hızlandırırken, dolu mide ters etki yaratır. Alkol, dokularda çok hızlı bir şekilde yayılır. Vücuda alınan ve emilen alkolün çoğunluğu kaslar ve beyin tarafından alınır, fakat az bir kısmı yağ dokusu ve kemikler tarafından alınır (Koolman ve Röhm, 1996). 1.2.3. Alkollü Đçkiler Alkollü içkiler, meyve suları, yaş ve kurutulmuş meyveler veya tahıl tanelerinin içinde bulunan şekerlerle polisakkaritlerin maya mantarları tarafından fermantasyonuyla elde edilirler. Ortamdaki alkol konsantrasyonu % 17 ye ulaştığında fermantasyon durur. Yüksek konsantrasyonda alkol taşıyan içkiler şaraba saf alkol katılmasıyla veya fermantasyona uğramış içkilerin distilasyonu ile hazırlanır. Fermentasyon sırasında etil alkolün dışında 3-8 karbonlu alifatik alkoller, aldehit türevleri, organik asitler, esterler, ketonlar ve metil alkol oluşur. Alkollü içkilerin etkileri etanolden dolayı olmakla birlikte, bu maddelerin de katkıları bulunur. Yüksek alkoller etil alkole göre daha yavaş metabolize edildiklerinden içkinin oluşturduğu depresyonun uzamasına neden olurlar, etil alkolle aynı enzimler tarafından biyotransformasyona uğratılmaları nedeniyle etil alkolün yıkımını da

11 azaltırlar. Bu nedenle bir içki yüksek alkolleri ne denli az taşırsa o kadar kalitelidir (Söylemezoğlu, 2004). 1.2.4 Alkole Bağlı Gelişen Medikal Sorunlar Sinir Sistemi: Akut Đntoksikasyon: Kalıcı beyin hasarı : Serebrovasküler Hastalıklar: Yoksunluk Sendromu: Göz kararması Wernike ensafalopati Korsakoff sendromu Serebral dejenerasyon Demans Genelde gençlerde felç Kafa travmasından sonra subdural hematom Subarakroid hemoraji Titreme, halüsinasyon, kriz Sinir ve Kas Hasarı: Güçsüzlük, ellerde ve ayaklarda yanma hissi Karaciğer: Karaciğerde yağlanma ile infiltrasyon Alkole bağlı hepatit oluşumu Siroz ve karaciğer yetmezliği Karaciğer kanseri Gastrointestinal sistem: Beslenme: Özafagusa asit reflüsü Özafagusta yırtılma ve fıtık Özafagus kanseri Yetersiz gıda alımına bağlı olarak beslenme bozukluğu, Barsaklarda alkolün toksik etkileri

12 Metabolizmanın bozulmasına bağlı olarak kilo kaybı, Ağır içiciliğin başlarında gelişen obezite. Kalp ve Dolaşım Sistemi: Aritmi, Yüksek kan basıncı Kronik kalp hasarına bağlı olarak gelişen kalp yetmezliği Solunum Sistemi: Kusmuk inhalasyonuna bağlı olarak gelişebilecek pnömoni Kortizolün aşırı üretimine bağlı olarak gelişen obezite, akne, yüzde tüylenme Bazen komaya neden olabilecek kan şekerinde ciddi düşüş Üreme Sistemi: Erkeklerde libido kaybı, sperm oluşumunda azalma yada aspermi ve kısırlık, Kadınlarda menstrüel bozukluklar, göğüslerde küçülme(ias Fact Sheet). 1.3. Aldehit Dehidrojenaz ve Alkol Dehidrojenaz Alkol dehidrojenazın sitoplazmik aktivitesi, etanol detoksifikasyonunda en önemli yolaktır. Etanol, alkol dehidrojenaz enziminin katalitik etkisiyle asetaldehide dönüşür. Oluşan asetaldehid mitokondriyal matriks enzimi olan aldehid dehidrojenaz 2 enzimi (ALDH 2 ) ile asetata dönüştürülmektedir. Bu yolakla oluşan asetat; dokularda metabolize edilmektedir. Aldehid dehidrojenaz enzimi fonksiyonlarında meydana gelebilecek aksama sonucu ortamda asetaldehid birikir.

13 Asetaldehidin proteinlere kovalan bağlarla bağlanması ve lipidlerin peroksidasyonunu yol açmasından dolayı, toksik bir maddedir. Proteinlerin üçüncül yapıları nonspesifik olduklarından asetaldehid eklenmesinden enzimler ve yapısal proteinler geniş ölçüde etkilenirler. Karaciğer hücrelerinden protein sentezi asetaldehid etkisine bağlı olarak yavaşlar. Yine asetaldehid GSH moleküllerini tüketerek lipid peroksidasyona yol açar. Aldehit dehidrojenaz (ALDH) birçok izoenzimden oluşur ve ekzojen toksik aldehitlere ve lipid peroksidasyon sonucu oluşan endojen aldehitlere karşı hücre içi savunma mekanizmasını sağlar (Canuto, 2001). 1.3.1 Alkol Dehidrojenaz Yolağı Alkol dehidrojenaz (ADH); etanolü asetaldehide dönüştürür. Asetaldehit ise Aldehit dehidrojenaz (ALDH) enzimi tarafından asetata dönüştürülür. Asetat ise hücre içinde karbonhidrat, yağ ve protein metabolizmalarında kullanılır. Karaciğere esas toksik etki gösteren madde asetaldehit dir. Asetaldehit ayrıca, alkol alımını takiben gelişebilen yüzde kızarma, çarpıntı, baş ağrısı, kusma,terleme gibi belirtilerin ortaya çıkmasından da sorumludur. ADH enzimi etanolü ne kadar hızlı asetaldehite dönüştürürse ve/veya ALDH enzimi asetaldehiti ne kadar yavaş asetata dönüştürürse, ortamdaki asetaldehit miktarı daha çok artacak ve bunun sonucunda toksisite daha belirgin hale gelecektir. Bu durumda kişi aldığı alkol miktarını kısıtlamaya çalışacaktır. Etanol metabolizmasında rol alan enzimlerden biri olan ADH ın 3 adet altbirimi bulunur. Bunlar alfa (α), beta (β) ve gama (γ) alt birimleridir. Her alt birim farklı bir gen tarafından kodlanır. Bu genler 4. kromozomun uzun kolunda lokalizedir ( Smith ve ark., 1985 ). ADH1 geni a altbirimini, ADH2 geni β altbirimini, ADH3 geni ise γ altbirimini kodlar. ADH enziminin gen polimorfizminden ADH2 geninin kodladığı b alt birimi sorumludur. ADH2 gen alleli β1, β2, β3 olmak üzere 3 tip β altbirimi kodlar ( Crabb ve ark., 1993 ; Coizigou ve ark., 1990 ). β2, β3 gen polimorfizmine

14 sahip kişiler etanolü asetaldehite daha hızlı dönüştürür. β 1b1 gen polimorfizmine sahip kişiler ise etanolü asetaldehite, β1, β2 lere göre 100 kat, β2, β2 lere göre ise 200 kat daha yavaş dönüştürür ( Yin ve ark., 1984 ). Değişik ırklarda değişik ADH2 gen polimorfizmleri görülür. β1, β1 gen polimorfizmi (ADH2*1) daha çok beyaz ırkta görülürken, β2, β2 gen polimorfizmi (ADH2*2) daha çok Asyalılarda görülmektedir. Örneğin Japonlarda ADH2*2 gen polimorfizmi %93 oranında görülürken ( Higuchi ve ark., 1995 ), genel olarak beyaz ırkta ise %10 civarında görülür ( Goedde ve ark., 1992 ). ADH2*2 gen polimorfizmi Đngilizlerde %10 ( Smith ve ark., 1992 ), Đsviçrelilerde %20 ( Wartburg-Schurch, 1968 ), Almanlarda ise %9 bulunmuştur ( Harada ve ark., 1978). β3, β3 gen polimorfizmi (ADH2*3) ise sadece bazı Afrika topluluklarında saptanmıştır. Gastrik ADH; 3 izoenzim halinde bulunur (Hernandez-Munoz ve ark., 1990). Gastrik ADH nın etanole afinitesi düşük de olsa, etanol alımını takiben midede etanol düzeyi yüksek olacağı için bu enzimin de alkol metabolizmasında rolü olacaktır. Bu enzimin de etnik değişikler gösterdiği bilinmektedir. Japon ların %80 inde bu 3 izoenzimden en az birinin eksik olduğu saptanmıştır ( Baraona ve ark., 1991 ) Bu durum etanol ün ilk metabolizmasını (first pass metabolism) yavaşatacak ve etanol intoleransı ile sonuçlanacaktır. Gastrektomi operasyonu geçirmiş kişilerde, gastrik ADH olmayacağı için etanolün ilk geçiş metabolizması olmayacak ve bu da etanol intoleransı ile sonuçlanacaktır (Caballeria ve ark., 1989 ) Yine alkoliklerde de etanolün midedeki ilk geçiş mtabolizmasında azalma saptanmış, bunun alkoliklerdeki gastrik ADH nın aktivitesindeki azalmaya bağlı olduğu gösterilmiştir ( Frezza ve ark., 1990 ). Etanol metabolizmasında rol alan bir enzim de ALDH dır. ALDH enzimi, asetaldehitin asetata dönüştürülmesinden sorumludur. Etanol metabolizmasından asıl sorumlu olan enzim ALDH2 enzimidir. ALDH2 enzimini kodlayan gen (ALDH2 geni) 12. kromozomda yer alır ( Hsu ve ark., 1986 ). Normal allel ALDH2*1 dir. ALDH2 geninde meydana gelen nokta mutasyonu sonucu mutant ve dominant bir allel oluşur (ALDH2*2). ALDH2*2 gen alleli inaktif enzimi kodlarken, ALDH2*1 gen alleli aktif enzimi kodlar. Basit bir ifadeyle ALDH2*2 gen polimorfizmine sahip

15 kişilerin ALDH enzimleri inaktiftir. Bu durum asetaldehitin asetata dönüşümünü yavaşlatacaktır. Daha önce de belirtildiği gibi, asetaldehit karaciğere asıl toksik etki gösteren metabolittir. Ayrıca asetaldehit, etanol alımını takiben gelişebilen yüzde kızarma, çarpıntı, baş ağrısı, kusma, terleme gibi belirtilerin ortaya çıkmasından da sorumludur. Kısaca ALDH2*2 gen polimorfizmi gösteren kişiler etanolü daha az tolere edebilecekleri için aşırı etanol alımı söz konusu olamayacaktır. ALDH2*2 gen polimorfizmine sahip olan kişilerde asetaldehit miktarı daha yüksek olacağı için kızarma, çarpıntı, baş ağrısı, gibi alkol alımını takiben gelişen istenmeyen belirtilerin, ALDH2*1 gen polimorfizmine sahip olan gruptan daha çok ortaya çıktığı saptanmıştır. Bu durum kişinin aldığı etanol miktarının kısıtlı olmasına yol açacaktır. Ancak ALDH2*2 gen polimorfizmine sahip kişilerin ısrarla etanol alımına devam etmesi durumunda, asetaldehit miktarı daha yüksek olacağı için kronik karaciğer hastalığı gelişme riski yüksek olacaktır. Kısaca ALDH2*2 gen polimorfizmine sahip olmak bir taraftan alkolizmi engelleyici olması açısından avantaj sağlarken, diğer taraftan kronik etanol alımı durumunda dezavantaj sağlayacaktır. ALDH2*2 gen polimorfizmi beyaz ırkta ve Afrikalılarda saptanmamıştır. Dolayısıyla beyaz ırktaki etanol metabolizmasında ALDH gen polimorfizmi önem taşımaz. ADH gen polimorfizmi önemlidir. Diğer taraftan Asyalılarda ADH gen polimorfizmininde önemi olmakla beraber, esas olarak ALDH gen polimorfizmi önem taşır. ALDH2*2 gen polimorfizmi Asyalılarda sıktır (Mizoi ve ark., 1985 ). 1.4. Trafikte Alkol Taşıt kullananlarda kan alkol düzeyi yasalar açısından önem taşır, Türkiye'de Karayolları Trafik Yönetmeliğinin 110. Maddesine göre sürücülerin kanda 50 mg/100 m1 (yönetmeliğe göre 0.5 promil) sınırını aşamayacak düzeyde alkollü içki almalarına izin verilir. Đngiltere de bu sınır 80 mg/100 ml iken, diğer bazı ülkelerde 150 mg/100 ml gibi daha yüksek düzeylere de izin verilmektedir. 13.10.1983 tarih

16 ve 2918 sayılı (Değişik: 08.01.2003 4785/3 md.) Karayolları Trafik Kanunu bu konudaki eksikliği ortadan kaldırmış ve 48. Maddesinde Uyuşturucu veya keyif verici maddeleri almış olanlar ile alkollü içki almış olması nedeniyle güvenli sürme yeteneklerini kaybetmiş kişilerin karayolunda araç sürmeleri yasaktır. Uyuşturucu veya keyif verici maddelerin cinsleri ile alkollü içkilerin etki dereceleri ve kandaki miktarlarını tespit amacıyla, trafik zabıtasınca teknik cihazlar kullanılır. Tespit usulleri ve muayene şartları, Sağlık Bakanlığı nın görüşüne uygun olarak hazırlanacak yönetmelikte düzenlenir denilerek ve 18/07/1997 tarihli ve 23053 mükerrer sayılı Resmi Gazetede yayınlanarak yürürlüğe giren Karayolları Trafik Yönetmeliğinin C/5 maddesinde belirtilmek suretiyle ticari araç sürücüleri ve kamu hizmetinde çalışan sürücüler dışındaki diğer sürücüler için yasal sınır olarak 0.50 promil belirlenmiştir ( Söylemezoğlu, 2004 ve www.egm.gov.tr). Alkol, kazaların en önemli nedenleri arasında yer alan dikkatsizlik ve yorgunluğun artmasına neden olur. Kandaki alkol miktarı arttıkça kişinin denge, işitme, görme gibi beyinsel fonksiyonları zayıflar. Kas kontrolü, dikkat, intikal süresi gibi çok önemli duyu ve kontrol kabiliyetleri azalır. Sürücü, beyinsel fonksiyonlarının zayıflaması durumunda önüne aniden bir canlı veya araç çıkması halinde alkolsüz sürücünün gösterdiği refleksi gösteremez. Bir sürücünün araç kullanırken fark ettiği ani bir tehlike anında, ayağını gaz pedalından çekip fren pedalına basıncaya kadar geçen süreye "intikal süresi" denir. Bu süre 0.88 saniye olup, 90 kilometre hızla kuru, asfalt yolda seyreden bir araç bu sürede 18.75 metre mesafe kat eder. Bu mesafe trafik kazaları açısından oldukça önemli bir mesafedir. Bundan sonra fren mesafesi gelir. "Fren mesafesi", frene basmaya başlanıldıktan sonra araç duruncaya kadar geçen zamanda kat edilen yoldur. Bu zaman içinde aynı şartlarda, yani kuru asfalt yolda 90 kilometre hızla seyreden bir araç 53 metre yol alır. Đntikal mesafesi (18.75 m) ile fren mesafesi (53 m) nin toplamı olan (71.75 m) mesafeye "durma mesafesi" denir (www.egm.gov.tr).

17 Trafik kazalarının önlenmesine ve azaltılmasına etki eden bir çok unsur vardır. Dünya Bankası verilerine göre karayolunun fiziki yapısındaki mühendislik hizmetleri % 31, karayolu üzerindeki kuruluş ve tesislerin güçlendirilmesi % 15, Trafik Polislerinin denetimi %12, Güvenlik etütleri %10, diğer kıstaslar (karayolu kullanıcılarını eğitimi, karayolu ve trafik mevzuatının geliştirilmesi, veri toplama ve analiz ile istatistik çalışmalarının desteklenmesinin) % 20 oranında kazaların önlenmesine etki etmektedir. Bu unsurlardan biri de trafik polisinin trafiği denetimidir. Görüldüğü gibi dünya bankası tespitlerine göre ülkemizde trafik polisinin denetimlerinin trafik kazalarına etkisi % 12 dir. Yani trafik polisi hatasız, eksiksiz olarak denetimlerini sürdürmüş olsa bile, meydana gelebilecek 100 kazadan ancak 12 sini engelleyebilecektir. Trafik polisinin denetimlerinin bir ayağını oluşturan alkol denetimi de trafik kazalarının en aza indirilmesi için yapılan bir tedbirdir. Alkol ve uyuşturucu maddeler bir sürücünün aracını emniyetli bir şekilde durdurmasını engelleyen, dolayısıyla kazalara neden olan önemli bir etkendir. Alkollü araç kullananların trafik kazalarına sebebiyet verme oranı bu oran içinde önemli bir yer tutmaktadır. Öyleyse alkol denetimleri yapılmaya devam edilmelidir. Ancak alkolmetre ile denetimlerde polisin bazı noktaları gözden uzak tutmaması gerekmektedir. Trafik Polisi, alkolmetre ile alkol muayenesi yaptığı sırada sürücülere alkol alıp almadığını sormalıdır. Şayet sürücüler alkol aldığını belirtmişse, ne zaman, veya ne kadar süre önce aldığı sorulmalıdır. Sürücülerin alkolü tükettikleri süre 20 dakikadan az ise, ölçüm için 20 dakikanın dolması beklenmelidir. Çünkü alkol alındıktan 20 dakika sonra kanda en yüksek seviyeye ulaşmaktadır. Yani alkolün en etkili olabileceği başlangıç saati 20. dakikada başlamaktadır. Alkol alınalı 20 dakika dolmamışsa muayene sağlıklı olmayacağı gibi, 3 saat önce alkol almış bir sürücünün muayenesinde de alkol metrenin alkol tespit etmesi son derece zordur (www.egm.gov.tr).

18 Hayır Alkol aldınız mı? Evet En son kadehi ne zaman aldınız? 20 Dakikadan az oldu 20 Dakikadan fazla oldu 20 dakika bekleyiniz Ölçüm yapınız 0.50 Promilden az... Yola devam 0.50 Promilden Fazla... Araç kullanmaktan men ve yasal işlem Şekil 1.6. Alkolometre ile Alkol Ölçümü (www.egm.gov.tr) Bütün ülkelerde alkollü araç kullananlara karşı muhtelif tedbirler alınmakta, alkol alma yasağının başlama limitleri konulmaktadır. Ülkemizde özel araç sürücülerinin alkol alma yasağının başlama limiti 0.50 promildir, bu limit ülkelerin çoğunda geçerlidir, birçok müslüman ülkede içki içme yasağı olduğundan trafikte de sıfır kan alkol değeri geçerlidir, limitin farklı olduğu ülkelere ait limitler çizelge 1 de gösterilmiştir (Söylemezoğlu, 2004).

19 Çizelge 1. Çeşitli ülkelerde trafikte kan alkol düzeyi limitleri (Söylemezoğlu, 2004) Ülke Limit Ülke Limit Arnavutluk 0.01 Luksemburg 0.08 Azerbaycan 0.00 Macaristan 0.00 Bahreyn 0.00 Malezya 0.08 Beyaz Rusya 0.04 Mali 0.00 Belize 0.08 Malta 0.08 Birleşik Krallık 0.08 Mauritius 0.08 Brezilya 0.08 Moldova Cum. 0.03 Çin 0.03 Norveç 0.02 Çek Cum. 0.00 Polonya 0.02 Ekvator 0.08 Portekiz 0.05 / 0.02 Ermenistan 0.00 Peru 0.05 / 0.06 Estonya 0.00 / 0,2 ili 0.08 Fiji 0.08 Rusya 0.05 / 0.00 Gana 0.08 Romanya 0.00 Gürcistan 0.03 Porto Riko 0.08 Hindistan 0.03 / 0.015 Singapur 0.08 İsveç 0.02 Sudan 0.02 Irlanda 0.08 Tazmanya 0.08 Jamaika 0.08 Türkmenistan 0.03 Japonya 0.03 Uganda 0.08 Kanada 0.08 Yeni Zelanda 0.08 Litvanya 0.04 / 0.00 Zimbabve 0.08 Promil olarak belirtilen değer 1000 mililitre kan içindeki alkolün gram cinsinden miktarını gösterir. Örneğin 0.50 promil kan alkol konsantrasyonu 1000 mililitre kanda 0.5 gram alkol bulunduğunu ifade etmektedir.

20 Kişilerin kanındaki alkolün seviyesi Trafik Polis ekiplerinde ve Sağlık Ocakları ve birçok sağlık kurumu acil servislerinde Alkolometre adı verilen cihazlar ile, bazı acil servislerde ise kanda biyokimyasal tetkiklerle yapılmaktadır. Bu alkolometre adı verilen cihazlar, içinden belli bir miktar solunum havası üflendikten sonra çalışan (en az 150 ml) ve 100 ml kandaki alkol miktarını miligram olarak gösteren aletlerdir. Bu nedenle kandaki alkol miktarına bağlı olarak alkolometrede 000 dan 450-500 kadar rakamlar ortaya çıkabilir. Bu rakamlar 100 mililitre kandaki alkolün miligram cinsinden değerini ifade eder ve yüzde 10 miligram, yüzde 50 miligram, yüzde 150 miligram, yüzde 450 miligram gibi değerler olarak belirtilir. Ancak bu 10, 50, 150 veya 450 miligram olarak belirtilen değer Karayolları Trafik Yönetmeliğinin C/5 maddesinde sözü edilen promil değeri değildir diğer taraftan miligram cinsinden olan bu değer promil olarak belirtilmekte ve 10 promil, 50 promil, 150 promil veya 450 promil olarak kamu oyuna açıklanmaktadır. Yüzde 450 miligram yani 4.5 promil kan alkol konsantrasyonu ölümcül koma ve ölüm ile eşdeğer alkol seviyesi olduğu bilinmektedir, 5 promil üzerindeki kan alkol konsantrasyonu miktarı ile bir kişinin hayatta kalması mümkün değildir. Yönetmelikte bu değerin promil olarak belirtildiği zamandan beri de bu hata yapılmaktadır ve halen de devam etmektedir ( www.egm.gov.tr ). 1.5. Alkol Analiz Testleri Đlk olarak alkol zehirlemesinden etkilenme kan alkol düzeyleri ile tanımlanmıştır. Đnsanların çoğunda yaklaşık olarak %0.05 kan alkol konsantrasyonunda (BAC) ölçülebilir zihinsel bozmayı gösterdiği gözlenmiştir. Ölçülen bu düzeyin yukarısında, yükselen kan alkol konsantrasyonun artırılmasıyla motor fonksiyonlarının ilerleyerek bozulduğu bulunmuştur. Ortalama kişiler için bilinçsizlik %0.4 BAC ile sonuç verir. %0.5 BAC nin yukarısında nefes alma, kalp hareketleri gibi vücudun temel fonksiyonlarını bozarak ölüm meydana gelir. Kan, insan vücudunda alkol konsantrasyonlarını ölçmek için kullanılan başlangıç yöntemlerindendir. Kan testleri, eğer numune uygun şekilde sürdürülürse,

21 birkaç kez aynı numuneyi test etmek için kullanılabilir. Kan analizindeki dezavantajlar ; eğitilmiş tıbbi personeli gerekmesi, laboratuar teknisyenleri tarafından uyğulandığında kesin prosedürleri gerektirmesi,sonuçların hızlı olmaması ve toplam sürecin pahalı olmasıdır. 1930 lu yıllarda; solunum havasında alkol testi geliştirilmiş ve derin akciğer soluğunda kandaki ile orantılı alkol bulunduğu gerçeğinden faydalanarak kan alkol düzeyinin belirlenebileceği anlaşılmıştır. Solunum test aletleri basit alveolar soluk numunesini yakalamak için imal edilmiştir. Đlk uygulamalarda kullanılan aletlere göre günümüzdeki analitik aletler ucuz, yüksek ölçüde doğru, hızlı sistemlerdir. Hala eğitilmiş bir operatör gerekmesine rağmen örnek toplama ve analiz süreci basittir, yargıda alkolün kan yerine soluktan tespit edilebileceği kabul edildikten sonra; 1980 li yılların başlarına kadar ülkemizde alkol kullanımının belirlenmesi için uygulanan ağız koklanması, çizgi üzerinde yürütülmesi gibi denemelerden vazgeçilmiştir (www.egm.gov.tr ). 1.5.1. efes Alkol Analiz Alet Tipleri Nefesten alkol ölçen cihazların üç ana tipi vardır ve farklı prensiplere göre çalışırlar. 1. Alkolün neden olduğu bir renk değişimine sebep olan bir kimyasal reaksiyon kullanır. 2. Alkolü kızılötesi spektroskopi ile tespit eder. 3. Alcosensor III yada IV - Alkolün kimyasal reaksiyonunu bir yakıt hücresi içinde tespit eder. Türüne bakılmaksızın her cihazın bir şüphelinin soluğunu yollayacağı ağız parçası ve havanın gideceği bir odacığı vardır. Cihazların diğer kısmı türüne göre değişiklik gösterir ( http://science.howstuffworks.com/breathalyzer3.htm ).

22 1.5.2. Solunum Havasında Alkol Tayini Adli olaylarda (ölüm olmadığı zaman) ve özellikle trafik kazalarında kişilerin alkol alıp almadığı önce solunum havasında etil alkol tayini yapılarak araştırılır. Bu amaçla geliştirilmiş bir çok teknikler vardır. Kullanılan aletler solunum havasında alkol miktarını tayin eder, fakat sonuçlar kandaki alkol miktarına göre kalibre edilmiştir. Kinetik olarak, ortalama: kan alkol konsantrasyonu/solunum havası alkol konsantrasyonu: 1/2300 bildirilmiştir ( Vural, 2000 ). 1.5.3 Yakıt Hücre Teknolojisi ( Fuel Cell ) 1800 lü yılların başlangıcında Đngiliz bir bilim adamı yakıt hücre etkisini keşfetti. Đki platin elektrotunu sülfirik asit elektrotuna daldırdı ve bir elektrotta hidrojen diğerinde ise oksijen oluşturdu. Sonuç veren reaksiyon, elektrotların arasında güncel bir akış yarattı. Fakat o zamanlar yüksek fiyat ve teknolojik problemlerden dolayı yakıt hücrelerinin hiçbir pratik uygulaması yoktu. 1960 larda Viyana üniversitesinde araştırmacılar alkol için özel bir yakıt hücresi oluşturdular. Günümüzde de bu gelişim nefes ölçüm aletlerinde kullanılmaktadır.

23 Şekil 1.7. Yakıt hücresi Şematiği (http://www.intox.com/fuel_cell_explanation.asp) Basit formda, alkol yakıt hücresi gözenekli ve kimyasal sabit katmanın her iki tarafı iyice bölünmüş platinyum oksit (platium black de denir) ile kaplı bir yapıdan oluşur. Gözenekli katmana asidik elektrolit solusyon emdirilmiştir, tüm yapı soluğun içeri alınmasına izin verecek gaz girişi olan bir kasaya yerleştirilir. Çeşitli üreticilerin tescilli farkları bulunur. Temel konfigürasyon, yukarıda anlatıldığı ve gösterildiği gibidir. Bu kimyasal reaksiyonda alkol, yakıt hücresinde asetik aside dönüştürülür. Bu süreçte, bu dönüşüm, her alkol molekülü başına tutturulmuş bir sayıyı serbest elektronlara üretir. Bu tepki, yakıt hücresinin üst yüzeyinde yer alır. H+ iyonlar, süreçte serbest bırakılır ve onların, atmosferik oksijenle suyu oluşturmak için birleştirdiği hücrenin daha aşağı yüzeyine göç eder, süreçte H+ iyon başına bir elektronu tüketir. Böylece, üst yüzeyin, elektronların bir fazlalığı var ve daha aşağı yüzeyin, elektronların uygun bir eksikliği var.

24 Eğer elektrik gücüyle iki yüzey bağlanırsa, nötralize etmesi için bu dış devir boyunca güncel bir akış oluşur. Bu akım, yakıt hücresi tarafından tüketilen alkolün miktarının doğrudan bir göstergesidir. Akımın miktarını ölçerek, numunede alkolün miktarı kararlaştırılabilir. 1.5.3.1. Yakıt Hücre Teknolojisi Analizinin Avantajları -Đnsan nefesindeki alkole yüksek spesifitesi vardır. -Alkole doğrusal yanıt vermesi sistemin tek nokta kalibrasyonuna izin verir. -Düşük güç ihtiyacı küçük sistemlerinde büyük masaüstü ölçümleri kadar hatasız olmasına izin verir (http://www.intox.com/fuel_cell_explanation.asp). 1.5.4. Đnfrared Teknolojisi 1980 lerin ortalarından beri infrared teknolojisi Amerika Birleşik Devletlerin de nefes alkol testi olarak kullanılmıştır. Güncel teknoloji alkol için daha spesifik olan infrared ölçüm sistemlerini kullanır. Nefes numune odasının kenarı boyunca alkol absorbanı seçilir ve IR ışığının dar bir bandını geçerek nefes alkol düzeyi belirlenebilir. Diğer tarafta bulunan bir ışık ile alkol konsantrasyon ve IR dalmasının arasındaki ilişkiyi tanımlayan iyi bilinen Lambert beers yasasını kullanarak alkol konsantrasyonu ölçülebilir. Bu teknolojinin büyük bir avantajı, gerçek zamanlı ölçümleri yapma yeteneğidir. IR teknolojisini kullanmanın bir dezavantajı düşük nefes alkol konsantrasyonunda özellik ve kesinliğin belirlenmesinin yüksek fiyatıdır. Hem de, IR dedektörünün çıktısı, alkol konsantrasyonuna göre çizgisel olmayandır ve ölçüm devirleri ile düzeltilmelidir. IR teknolojisinin masrafı, mekanik bileşenleri ve diğer sınırlamalardan dolayı soluk alkol ölçme aleti imalatçıları, bir alternatif aramaya başlamışlar, yakıt

25 hücreleri olarak bilinen elektrokimyasal hücreler bu nedenle geliştirilmiştir. (http://www.bxscience.edu/publications/forensics/articles/toxicology/r-toxi01.htm) 1.5.5. Alkolometre 1.5.5.1. Alkolometre cihazının içeriği: *Şüphelinin nefesini örnekleyen bir sistem *Kimyasal reaksiyon karışımı içeren iki adet şişe *Kimyasal reaksiyonla ilgili renk değişimini ölçen bir göstergeye bağlı fotosel sistemi *Alkolü ölçmek için, şüpheli, cihaza nefesini verir. Nefes örneği bir şişede sülfirik asit, potasyum dikromat, gümüş nitrat ve su karışımı ile köpürür. Ölçüm prensibi aşağıdaki kimsayal reaksiyonu temel alır: 2 K 2 Cr 2 O 7 + 3 CH 3 CH 2 OH + 8 H 2 SO 4 Potasyum Etil alkol Sülfirik asit dikromat ( Turuncu) 2 Cr 2 ( SO 4 ) 3 +2 K 2 SO 4 + 3 CH 3 COOH + 11 H 2 O Krom sülfat (Yeşil ) Potasyum sülfat Şekil 1.8. Alkolometre cihazı kimyasal reaksiyonları (http://science.howstuffworks.com/breathalyzer3.htm) Asetik asit Su Bu reaksiyonda: 1. Sülfirik asit havadan alkolü sıvı solusyona uzaklaştırır. 2. Alkol potasyum dikromat ile reaksiyona girer ve sonuçta: krom sulfat, potasyum sulfat, asetik asit ve su oluşur.

26 Gümüş nitrat bir katalizördür. Reaksiyona katılmaksızın tepkimeyi hızlandıran bir maddedir. Sülfirik asit,havadan alkol çıkarmaya ek olarak, bu tepkime için asit konsantrasyon ihtiyacını karşılayabilir. Bu reaksiyon sırasında kırmızımsı turuncu dikromat iyonları renk değişimleri alkol ile reaksiyona girdiği zaman yeşil krom iyonlarına dönüşür. Renk değişiminin derecesi soluk havasındaki alkolün miktarı ile doğrudan ilişkilidir. Havadaki alkolün miktarını bulmak için reaksiyona girmiş olan karışım fotosel sisteminde reaksiyona girmemiş olan karşım ile kıyaslanır. (http://science.howstuffworks.com/breathalyzer3.htm) Şekil 1.9. Alco-Sensor IV (http://www.intox.com/products/handheld.asp#13-0350-01)

27 1.5.5.2. Analiz Sonucunun Yorumlanması Etil alkol ince bağırsaktan hızlı absorbe olur ve bulanık görme, baş dönmesi, koordinasyon bozukluğu, konfüzyon, bulantı ve şiddetli olaylarda komaya neden olur. Genel olarak kan alkol düzeyinin klinik değerlendirilmesi için aşağıdaki tablo kullanılır ( Vural, 2000 ). Kan alkol düzeyi (g/l=promil) Belirtiler 0.5 Yüzde kızarma,öfori:yetişkinlerde belirgin bir klinik etki görülmez.genç çocuklarda hipoglisemi görülebilir. 1.0 Koordinasyon bozukluğu,konuşmada bozukluk. 1.5 Belirgin koordinasyon bozukluğu, sendeleme, pupil dilatasyonu, nistagmus. 3.0 Yaygın koordinasyon bozukluğu,çevre ilgisizliği,kusma 5.0 Koma ve ölüm Şekil 1.10. Kan alkol düzeyinin klinik değerlendirilmesi ( Vural, 2000) 1.5.6. Tüp ve Kutu Tipi Alkolometre Hiçbir şekilde doğru bir test olmamasına rağmen sürücünün durumunu kaba bir şekilde polise fikir veren bir yöntemdir. Alkolometre, nefeste alkol miktarını ölçer. Henry yasasına göre, bir kişinin nefesindeki alkol miktarı, kan akışındaki alkol konsantrasyonuna bağlı BAC konsantrasyonunu ölçmek için kullanılır. Bu testte, sürücüler plastik bir kutuya bağlı tüp boyunca üfler. Tüp içerisinde kimyasal ismi potasyun dikromat olan sarı-turuncu renkli kimyasallar bulunur.bu kimyasal, alkol ile temas kurduğu zaman renk değişimi gösterir. Tüp üzerinde yasal sınırı gösteren bir çizgi bulunur. Eğer kristaller, yeşil renge dönüşürse sürücüden kan veya idrar

28 numunesi alınmak üzere adli laboratuarlara gönderilir (http://www.bxscience.edu/publications/forensics/articles/toxicology/r-toxi01.htm). 1.6. Biyolojik Sıvılarda ( Kan, Đdrar, Tükrük ) Alkol Analizi Biyolojik materyalde alkol tayini kimyasal, enzimatik ve gaz kromatografik yöntemlerle tayin edilir ( Vural, 2000 ). 1.6.1. Mikrodifüzyon Yöntemi Đle Alkol Tayini Mikrodifüzyon yöntemi; etil alkol için yarı kantitatif bir teknik olarak kullanılabilir. Pozitif sonuç alındığında daha duyarlı ve spesifik bir yöntemle kantitatif analizin yapılması gerekir. Conway-mikrodifüzyon düzeneğinin birinin dış odacığına analizi yapılacak kan örneği diğerine alkol standardı konulur. Her iki odacığı da potasyum karbonat konur. Đç odacıklara asit dikromay reaktifi eklenir. Düzeneğin kapağı yağlanarak sıkıca kapatılır. Diğer bir Conway düzeneği kör deney için kullanılır. Difüzyon tamamlandıktan sonra iç odacıktaki asit dikromat çözeltisi alınır ve 450 nm de spektrofotometre de okunur ( Vural,2000). 1.6.2. Enzimatik Yöntemle Kanda Alkol Tayini Enzimatik yöntemle alkol tayininde prensip, alkol dehidrogenez ( ADH ) enzimi katalizörlüğünde, alkolün nikotinamid adenin dinükleotid (NAD) tarafından oksitlenmesine dayanır. Bu reaksiyonda, 1 mol NAD, 1 mol etil alkolü oksitler ve kendisi de NADH ye indirgenir. NADH nin doğrudan UV alanında veya florimetrik olarak ölçülmesi ile alkol miktarı tayin edilir veya NADH diaforez enzimi karşısında, uygun bir kromojenle reaksiyona girerek görünür alanda spektrofotometrik yöntemle tayin edilir.

29 Diğer bir enzimatik yöntemde ise alkol oksidaz ve peroksidaz enzimleri kullanılıp renk reaksiyonu fenol ve 4-amino antipirin ile gerçekleştirilir ( Vural, 2000). 1.6.3. Gaz Kromatografisi Yöntemi ile Alkol Tayini Gaz kromatografisi, analitik ve adli toksikolojide biyolojik materyalden izole edilen kimyasal maddelerin analizinde en fazla kullanılan yöntemlerden birisidir. Sürücülerin veya adli olaya karışan kişilerin alkol alıp almadıklarının ve alkolün kandaki düzeyinin kesin olarak belirlenmesi ancak Gaz kromotografisi ile mümkündür. Bu sonuçlar mahkemelerce kanıt olarak kullanılır. (http://www.bxscience.edu/publications/forensics/articles/toxicology/r-toxi01.htm). Kromatografi ayrılacak olan komponentlerin iki faz arasında dağıldığı fiziksel bir ayırma metodudur. Bu fazlardan bir tanesi geniş yüzeyli sabit bir yatak teşkil eder, diğeri sabit yatak boyunca süzülerek geçen bir gaz veya sıvıdır. Kromatografi ilk defa 1906 yılında bir Rus botanikçi olan Tswett tarafından bitkilerin renk verici bileşiklerinin ayrılmasında kullanıldı. Tswett renkli maddelerin ayrı bandlarını elde ettiği için metodunu «kromatografi» olarak isimlendirdi. Metodlar renksiz maddelere tatbik edildiği zaman bu yanlış bir isim oldu, fakat o kadar kat'i bir şekilde yerleşmişti ki, yerini başka bir isme bırakamadı. 1931 yılında Kuhn ve Lederer, Tswett'in tekniğini karotenlerin ve ksantofillerin preparatif ölçüde ayrılması için başarı ile kullandı. Gaz-sıvı partisyon kromatografisi ilk defa olarak James ve Martin tarafından 1952 yılında uçucu yağ asitleri karışımlarının analizlerinde ve ayrılmasında kullanıldı(http://www.chromatography-online.org/gc/introduction/rs1.html).

30 Gaz kromatografisi kimya alanında gazların ve uçucu maddelerin analizleri ve ayrılmasında uygun bir metod olarak yaygın bir şekilde kabul edilmiştir. Kromatografik metodların ayırma cihazının daha basit oluşu, çalışma kolaylığı ve dikkate değer şekilde az zamana ihtiyaç göstermesi bakımından üstünlükleri vardır(tangermann, 1997). Gaz kromotografisinde hareketli faz gazdır. Sabit faz ise kolon içine yerleştirilmiş adsorban bir maddedir. Bu durumda gaz-katı kromotografisi adını alan asistemde maddelerin ayrılması adsorbsiyona dayanır ve daha çok gazların analizinde kullanılır ( Vural, 2000). Esas itibariyle, kromatografi iki faz sisteminden ibarettir. Karışımın komponentleri iki faz arasında dağılmıştır. Bir faz sabittir ve sabit faz olarak isimlendirilir, diğer faz hareketlidir ve hareketli faz olarak isimlendirilir. Sabit faz şunlardan ibaret olabilir : (1) Adsorptif özelikleri olan bir katı; bu takdirde metod «adsorpsiyon kromatografisi» olarak isimlendirilir. (2) Sıvı faz; bu tip metodlara «partisyon kromatografisi» denir. Bu halde, genellikle sıvı sabit faz geniş bir yüzey vermesi için inert bir katı yatak üzerinde dağılmıştır. (1) Bir sıvı Hareketli faz şunlar olabilir : (2) Bir gaz (veya buhar) Gaz kromotografisi tam olarak ne kadar alkolün kanda olduğunu yada şüpheli bir sürücünün idrarında bulunduğunu tanımlar. Çünkü sonuçlar doğrudur ve mahkemelerce kanıt olarak kullanılır. Gaz kromotografisi BAC ölçüm uygulamasının