Každý výsledok je edukatívny farmakokinetický odhad s viditeľnou neistotou, nie meranie ani právne posúdenie.
V roku 1932 švédsky vedec Erik Widmark publikoval základnú rovnicu na odhad koncentrácie alkoholu v krvi (hladina alkoholu) z množstva vypitého alkoholu. Jeho myšlienka bola jednoduchá, ale silná: ak viete, koľko alkoholu bolo vypitého a ako sa distribuuje v tele, môžete odhadnúť, koľko sa dostane do krvi.
Klasická Widmarkova rovnica
Tu r je Widmarkov distribučný faktor (aká časť tela je skutočne v kontakte s alkoholom) a rýchlosť eliminácie určuje, ako rýchlo ho pečeň spracováva. Vzorec obstál v skúške času takmer storočie, hoci moderné implementácie ho výrazne zdokonalili.
Alcometer nepoužíva statickú Widmarkovu rovnicu priamo. Namiesto toho vykonáva minútovú dynamickú simuláciu, ktorá nahrádza Widmarkove zjednodušujúce predpoklady modelmi absorpcie, distribúcie a eliminácie založenými na vedeckých dôkazoch. Predstavte si to ako Widmarkovu základnú myšlienku, aktualizovanú o 90 rokov ďalšieho výskumu.
Každý zadaný nápoj sa prepočítava na gramy čistého etanolu pomocou jednoduchého vzorca:
Výpočet hmotnosti alkoholu
Konštanta 0,789 g/ml je hustota etanolu pri izbovej teplote -- štandardná fyzikálna konštanta používaná v súdnolekárskych výpočtoch po celom svete.
Nie všetky tkanivá tela absorbujú alkohol rovnako. Kosti a tukové tkanivo obsahujú málo vody a takmer neabsorbujú alkohol, zatiaľ čo svalové tkanivo a orgány sú bohaté na vodu a ľahko ho absorbujú. Distribučný faktor r to odráža: nižší r znamená, že sa alkohol koncentruje v menšom objeme, čo dáva vyšší pri rovnakom množstve vypitého.
Preto je zloženie tela také dôležité. Namiesto jednej priemernej hodnoty Alcometer upravuje váš r na základe BMI pomocou interpolačnej tabuľky Forresta (1986), zostavenej Maskellom a kol. (2015). [Forrest, 1986] [Maskell et al., 2015]
| BMI | Hodnota r |
|---|---|
| 17.9 | 0.80 |
| 21.9 | 0.75 |
| 24.7 | 0.72 |
| 27.2 | 0.69 |
| 29.6 | 0.66 |
| BMI | Hodnota r |
|---|---|
| 15.6 | 0.74 |
| 20.1 | 0.69 |
| 22.8 | 0.61 |
| 25.3 | 0.58 |
| 27.3 | 0.53 |
Inverzný vzťah hovorí sám za seba: vyšší BMI znamená nižší r, čo znamená menej vody v tele na zriedenie alkoholu, a teda vyšší. Ženy majú všeobecne nižšie hodnoty r ako muži pri rovnakom BMI kvôli rozdielom v rozložení tukového tkaniva.
Ak výška nie je uvedená, kalkulačka používa populačné priemery: r = 0,72 pre mužov a r = 0,61 pre ženy. Zadanie výšky poskytuje personalizovanejší -- a presnejší -- odhad.
Pôvodný Widmarkov vzorec predpokladá okamžité vstrebanie všetkého alkoholu -- akoby telo spracovalo celý nápoj v okamihu jeho konzumácie. V skutočnosti absorpcia sleduje krivku závislú od druhu nápoja a od toho, či ste jedli.
Alcometer to modeluje pomocou logistickej (S-krivky) pre každý nápoj. Kľúčovým parametrom je t50: čas, v ktorom je vstrebané 50 % alkoholu. Rôzne nápoje majú rôzne rýchlosti vstrebávania.
| Nápoj | Čas do 50% vstrebania | Čas do 95% vstrebania |
|---|---|---|
| Destiláty | 36 min | 75 min |
| Víno | 54 min | 95 min |
| Pivo | 62 min | 105 min |
Tieto údaje pochádzajú zo štúdie Mitchella a kol. (2014), ktorí merali absorpciu u 15 zdravých mužov v skríženom dizajne. Destiláty dosiahli najvyšší vrchol, nasledované vínom a pivom -- aj pri rovnakom celkovom množstve alkoholu.
Jedlo všetko spomaľuje o približne 30 minút, ale Alcometer zámerne neznižuje celkové množstvo vstrebané alkoholu pri konzumácii jedla. Je to konzervatívne rozhodnutie z hľadiska bezpečnosti: podhodnotenie by mohlo byť nebezpečné, preto radšej mierne nadhodnocujeme, než aby sme podhodnocovali.
Predstavte si pečeň ako továreň, ktorá dokáže spracovať približne jeden nápoj za hodinu. Na rozdiel od väčšiny látok sa alkohol eliminuje približne konštantnou rýchlosťou (kinetika nultého rádu) -- pečeň pracuje na plný výkon bez ohľadu na množstvo alkoholu v krvi.
Alcometer používa rýchlosti eliminácie z najväčšieho systematického prehľadu na túto tému (Jones, 2010):
| Pohlavie | Rýchlosť eliminácie | Ekvivalent |
|---|---|---|
| Muži | 0.168 permille/h | ~16.8 mg/dL/h |
| Ženy | 0.190 permille/h | ~19.0 mg/dL/h |
Ženy v skutočnosti eliminujú alkohol o niečo rýchlejšie ako muži v absolútnych hodnotách, pravdepodobne kvôli proporcionálne väčšiemu pomeru hmotnosti pečene k telesnej hmotnosti.
Existuje jedna dôležitá výnimka: keď klesne na veľmi nízku úroveň (pod asi 0,005 %), pečeň prechádza z konštantnej rýchlosti spracovania do pomalšieho režimu závislého od koncentrácie. Je to preto, že pečeňový enzým (alkoholdehydrogenáza) už nie je plne nasýtený pri veľmi nízkych hladinách alkoholu. Alcometer tento prechod modeluje, čo znamená, že „posledný zvyšok" alkoholu sa odstraňuje neúmerne dlhšie -- detail, ktorý väčšina kalkulačiek opomína.
Jedno číslo vytvára falošný dojem presnosti. V skutočnosti, aj pri dokonalých vstupných údajoch, dvaja ľudia rovnakého pohlavia, hmotnosti a výšky, ktorí vypijú rovnaké množstvo, dosiahnu rôzne úrovne. Zloženie tela, aktivita pečeňových enzýmov, hydratácia a genetika -- to všetko hrá rolu.
Alcometer to rieši vykonaním troch paralelných simulácií pre každý scenár s využitím koeficientov neistoty z Maskell a kol. (2015):
| Pásmo | Distribučný faktor (r) | Rýchlosť eliminácie | Čo to znamená |
|---|---|---|---|
| Optimistické | r x 1,092 (väčší) | Rýchlejšie o 22 % | Rýchly metabolizmus, priaznivé telesné zloženie |
| Typické | r x 1,0 (priemerný) | Priemerná rýchlosť | Najpravdepodobnejší odhad pre vaše demografické údaje |
| Konzervatívne | r x 0,908 (menší) | Pomalšie o 22 % | Pomalý metabolizmus, menej priaznivé telesné zloženie |
Tri pásma pokrývajú približne centrálnych 80 % populačnej variácie. Asi 10 % ľudí sa ocitne mimo aj konzervatívne pásmo v oboch smeroch. Preto vždy zdôrazňujeme, že ide o odhady, nie merania.
Alcometer vykonáva simuláciu dopredu v čase, minútu po minúte, kým odhadovaný nedosiahne nulu alebo neklesne pod zákonný limit. Používa sa rovnaký dynamický eliminačný model, vrátane spomalenia pri nízkom.
Z bezpečnostných dôvodov ukazovateľ „čas do zákonného limitu" používa konzervatívne pásmo, zámerne nadhodnocuje. Ak sa pýtate, či ste pod limitom, pravdepodobne chcete najhorší scenár -- nie optimistický.
Dôležité: prečo sú to odhady, nie záruky
Modelov? projekcia predpoklad? ?iadne ?al?ie n?poje, ?iadne liekov? interakcie, ?iadne ochorenia ovplyv?uj?ce metabolizmus a zhodu skuto?nej hodnoty s odhadom modelu (ktor? s?m osebe je nepresn?). Tieto projekcie by nikdy nemali by? pou??van? na posudzovanie sp?sobilosti vies? motorov? vozidlo.
Ako každý model, kalkulačka používa zjednodušujúce predpoklady. Tu sú najvýznamnejšie faktory, ktoré nezohľadňuje:
| Faktor | Prečo je to dôležité |
|---|---|
| Genetická variácia enzýmov | Varianty ADH/ALDH (časté vo východoázijských populáciách) môžu dramaticky zmeniť rýchlosť metabolizmu |
| Liekové interakcie | Mnohé lieky ovplyvňujú žalúdočné alebo pečeňové spracovanie alkoholu |
| Pečeňové ochorenia | Chronické ochorenia znižujú metabolickú kapacitu pod modelované hodnoty |
| Extrémne telesné zloženie | Veľmi svalnatí ľudia môžu mať hodnoty r mimo modelovaný rozsah |
| Chronické nadmerné pitie | Enzýmová indukcia (CYP2E1) môže zvýšiť rýchlosť eliminácie na 25-35 mg/dl/h |
| Vracanie | Ak vrátite krátko po pití, skutočná absorpcia môže byť výrazne nižšia |
| Sýtenie oxidom uhličitým | Sýtené nápoje môžu urýchliť vyprázdňovanie žalúdka a absorpciu |
| Vek, nadmorská výška, menštruačný cyklus | Všetky ovplyvňujú, ale v súčasnosti nie sú modelované |
Regulačné a právne vyhlásenie
Widmarkov distribučný faktor r má štrukturálnu slabinu. Watson a kol. (1981) publikovali regresné rovnice odhadujúce TBW priamo z veku, výšky, hmotnosti.
Pre mužov: TBW (L) = 2,447 − 0,09156 · vek + 0,1074 · výškacm + 0,3362 · hmotnosťkg
Rozdiel je výrazný u obéznych a veľmi štíhlych — statické r je stranné o 15–25 %. Maskell (2015) odporučil Watsona.
Alcometer používa hybrid: Forrest-Maskell + Watsonova korekcia.
Alkoholtester predpokladá 2100:1. Skutočné pomery 1500:1–3000:1. Teplota: +1 °C zvyšuje odčítanie o 7 %. Alkohol v ústach × 5–10. 15-minútové deprivačné obdobie je nutné. Jones (2010): 2100:1 je populačný priemer.
| Notácia | Ekvivalenty | Typické použitie |
|---|---|---|
| 1 ‰ | = 0,1 % = 1 g/l = 100 mg/100 ml | EÚ |
| 0,1 % | = 1 ‰ = 1 g/l | USA |
| 1 g/l | = 1 ‰ = 0,1 % | Kliniky |
| 1 mg/l BrAC × 2100 | = 1 mg/l koncentrácia alkoholu v krvi | Dych na krv |
USA 0,08 % = 0,8 g/l = 0,8 ‰. EÚ 0,5 ‰ = 0,05 % = 0,5 g/l.
Vozidlo 01:00, vzorka 02:30 = 0,062 %. koncentrácia alkoholu v krvi(T) = koncentrácia alkoholu v krvi(T+N) + (N · rýchlosť). 1,5 h × 0,168 ‰/h = 0,025 ‰. Výsledok: ~0,087 % v 01:00. Tri podmienky: post-absorpcia, individuálna rýchlosť, dokumentácia. Maskell (2015): ±15–20 %.
ADH1B*2 produkuje enzým ~40× aktívnejší; ~75 % východoázijcov, 30 % Indov. ALDH2*2 (Glu504Lys) má malú aktivitu; 30–50 % v Japonsku, Kórei, Číne. Kombinácia vyvoláva ázijskú flush reakciu. Alcometer tieto alely nemodeluje; uživatelia s flush by mali čítať konzervatívny pás.