酒精与丙酮致命中毒中血液和尿液总抗氧化与氧化状态的评估及其法医学意义

【字体: 时间:2025年07月08日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本研究针对酒精与丙酮中毒导致的氧化应激失衡问题,通过检测21例乙醇中毒、21例丙酮中毒及21例健康对照者的血液和尿液总抗氧化能力(TAC)、总氧化状态(TOS)及氧化应激指数(OSI),首次系统比较了两种中毒模型的全身性氧化还原失衡特征。研究发现,中毒组血液TAC和TOS显著升高(乙醇组TAC↑214.14%,丙酮组↑252.56%),而OSI降低(乙醇组↓42.54%,丙酮组↓63.25%),提示机体通过增强抗氧化防御应对毒性刺激。ROC分析显示血液TAC(临界值>55.12 nmol/mg蛋白)能高灵敏度(95.24%)区分中毒与健康个体。该研究为法医鉴定提供了新型生物标志物,并揭示了酒精与丙酮毒性机制的器官差异性。

  

酒精和丙酮是两类常见却毒性迥异的化学物质——前者每年在全球造成数千例死亡,后者虽罕见但致死剂量仅需0.55‰血液浓度。尽管两者均通过干扰氧化还原平衡引发毒性,但科学界对其在致命中毒中的系统性影响仍知之甚少。更关键的是,法医学领域长期缺乏能快速鉴别中毒死亡的可靠生物标志物。这一空白激发了波兰比亚韦斯托克医科大学法医学科Iwona Ptaszynska-Sarosiek团队的研究兴趣,他们通过创新性检测氧化应激关键指标,在《Scientific Reports》发表了突破性成果。

研究团队采用病例-对照设计,收集21例乙醇中毒(血液酒精≥4‰)、21例丙酮中毒(血液丙酮≥0.55‰)及21例创伤猝死者的生物样本。运用Erel比色法测定TAC(反映抗氧化物质总和)、TOS(氧化产物总量)及衍生指标OSI(TOS/TAC比值),结合HS-GC(顶空气相色谱)定量毒物浓度,通过非参数检验进行统计分析。

血液指标揭示系统性抗氧化动员
数据显示,中毒组血液TAC呈爆发式增长(乙醇组55.12-69.45 nmol/mg蛋白),与酒精(r=0.504)、丙酮(r=0.476)浓度显著正相关。TOS同步升高但幅度较低,导致OSI逆向降低,表明机体优先激活抗氧化防御。ROC曲线证实血液TAC具有极高诊断效能(AUC=0.96),为法医实践提供量化标准。

尿液指标暴露器官特异性损伤


乙醇中毒者尿液TAC显著高于对照组(+48.32%),且与尿酒精浓度正相关(r=0.413),而丙酮组却降低53.8%。这种分化反映酒精通过肾脏ADH(酒精脱氢酶)代谢产生局部氧化应激,而丙酮主要攻击中枢神经系统。

代谢互作与法医学价值
研究首次发现血液异丙醇与丙酮浓度高度相关(r=0.911),提示丙酮代谢转化可能加剧毒性。作者强调,血液TAC>55.12 nmol/mg蛋白可作为中毒鉴别的"黄金阈值",其灵敏度超越传统毒物检测。

这项研究开创性地绘制了致命中毒的氧化还原图谱,不仅阐明酒精/丙酮的毒性差异源于器官特异性损伤模式,更建立了TAC作为法医生物标志物的科学基础。未来研究需扩大样本验证临界值的普适性,并探索抗氧化干预在急性中毒救治中的潜力。对于长期困扰法医界的混合中毒鉴定难题,该成果提供了全新的解决思路。

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