血中アルコール濃度：体内の分解プロセス

身体情報と飲酒状況を設定してください。このページでは、体内の水分量を推定してアルコールを分布させます。そして健康な人の分解速度の範囲に基づいてアルコールが分解される過程をモデル化し、選択した法定基準値を下回る時刻を、単一の時刻ではなく時間の幅として示します。

計算例 — 血中アルコール濃度：体内の分解プロセス

体内総水分量 (Watson, 1980)	44.65 L
同濃度となる血液の分布容積	52.53 L
摂取したエタノール量	89.6 g
一斉吸収・分解ゼロの場合の濃度	1.706 g/L
飲酒終了時、平均的な速度でのピーク	1.26 g/L · 0.126 %BAC
平均速度 0.15 g/L/h で 0.5 g/L を下回る時刻	04:05 · 最初の飲酒から8時間05分後
最も速い速度 0.20 g/L/h で下回る時刻	02:05 · 最初の飲酒から6時間05分後
最も遅い速度 0.10 g/L/h で下回る時刻	08:05 · 最初の飲酒から12時間05分後

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レッスン

理論 — 血中アルコール濃度：体内の分解プロセス

血中アルコール濃度は、一定量の血液に含まれるエタノールの質量です。このページでは、多くのヨーロッパ諸国の基準値で採用されている1リットルあたりのグラム数、g/Lで示しています。これはパーミル（千分率）として表記されることも多く、0.5 g/Lは0.5 ‰に相当します。米国の%BACは100 mLあたりのグラム数であるため、同じ濃度でも数値としては10分の1になります。例えば、0.5 g/Lは0.05 %BACであり、米国の0.08 %BACは0.8 g/Lに相当します。このページではウィドマークのモデルを使用しています。アルコールは体内の水分に行き渡るため、その濃度は摂取したアルコールのグラム数を水分量で割ったものとして計算され、肝臓が一定の速度でそれを分解していくと考えます。

各記号の意味

A: 摂取したエタノールのグラム数：量 × アルコール度数 × 0.789 g/mL
TBW: ワトソンの計算式により性別、年齢、身長、体重から求めた体内総水分量 (L)
V: 同じ濃度でアルコールが満たす血液量。TBWを血液1 Lあたりの水分量である0.85 Lで割った値
c₀: A/V。すべてのアルコールが一度に吸収され、全く分解されなかった場合の濃度
β: 1時間あたりの分解速度 (g/L)。健康な人では0.10から0.20、平均で0.15

前提: 体内水分量はワトソンの計算式に従うと仮定しています。この式は、男性458人と女性265人の希釈測定の公開データに基づいて作成されました。全血1 Lには約0.85 Lの水分が含まれています。アルコールは飲酒の際に血液中に計上され、飲酒時間全体に均等に分布するものとします。このページには基準となる吸収パラメータのデータがないため、胃や腸からの吸収過程はモデル化されていません。実際の吸収には時間がかかるため、実際のピークは描画されているものよりも遅く、低くなります。この計算では、吸収が完了した後、ピークを過ぎてから基準値を下回るまでの時間は、吸収の進行過程に依存しません。濃度の低下は、一晩中一定の速度の直線になると仮定しています。
成り立たない場合: ワトソンの計算式による個人の体内水分量の予測には、上下約10分の1の誤差があります。約0.2 g/Lを下回ると、アルコールを分解する酵素が飽和状態ではなくなるため、低下の速度が遅くなります。これは直線からミカエリス・メンテンの曲線へと移行することを意味します。大量に、かつ頻繁に飲酒する人はアルコールの分解が速くなります。Jonesの概説によれば、解毒中のアルコール依存症患者では1時間に0.25から0.35 g/Lに達することもあり、これはここで描画されている範囲外です。また、血中濃度は機能障害そのものを表すものではありません。このページは、特定の濃度における人の運転、就業、判断の能力について言及するものではありません。

翌朝のアルコールは特定の時刻ではなく、時間の幅として考える 🖖

パブでの夜を押してください。1時間に0.15 g/Lの平均的な速度では、濃度は04:05に0.5 g/Lを下回ります。Alan Wayne Jonesは法医学的実務のための飲酒研究を2010年に概説し、健康な人の正常な範囲を、空腹時の飲酒後で1時間に0.10から0.15 g/L、食後で0.15から0.20 g/Lとしました。最も速い速度では02:05、最も遅い速度では08:05に基準線を下回ります。同じ男性が同じ4パイントを飲んだ場合でも、6時間の差が生じます。両方の速度が基準線を下回る場合、最初の飲酒から数えて、遅い方は速い方の2倍の時間がかかります。これは同じ濃度の低下を半分の速度で進むためです。あなたがこの範囲のどこに当てはまるかを知る手段はないため、グラフは範囲全体を網掛けで示し、結果には両端の時刻を表示しています。

1時間に1ユニットの法則は体格の大きい人に当てはまる 🖖

NHS（国民保健サービス）は、1 UKユニット（8 gのアルコール）を平均的な成人が1時間で処理できる量としています。パブでの夜を押してください。体重80 kgの男性は平均的な速度で1時間に7.88 g、つまり0.99ユニットを分解するため、この法則が当てはまります。同じ量、体重60 kgを押してください。この女性は5.35 g、つまり1ユニットの3分の2を分解します。このページでの速度は濃度の低下を表しており、2人とも1時間に同じ0.15 g/Lです。減少するアルコールのグラム数は、その濃度の低下にアルコールが行き渡る容積を掛けたものです。彼女の体内水分量は30.34 Lであるのに対し、彼は44.65 Lです。彼女の方が容積が小さいため、ピーク時の濃度は彼の1.26 g/Lに対して2.06 g/Lと高くなります。その結果、彼女が0.5 g/Lに達するのは彼よりも5時間20分遅い09:25になります。Jonesは女性の濃度の低下がわずかに速いことを指摘していますが、彼女が彼に追いつくためには1時間に0.25 g/Lの速度が必要となり、これは健康な人の範囲を超えています。

運転の基準値によって、翌朝の時刻が何時間も変わる 🖖

基準値 0.2 g/L、パブでの夜、そして基準値 0.8 g/Lを順番に押してください。毎回同じ飲酒状況ですが、平均的な速度ではスウェーデンの0.2 g/Lを06:05に下回り、EUの大部分で採用されている0.5 g/Lを04:05に、イングランドの0.8 g/Lを02:05に下回ります。ある一定の速度において、2つの基準値を下回る時間の間隔は一定です。その間隔は、基準値の差を速度で割ったものになります。0.8 g/Lから0.2 g/Lへの低下は0.6 g/Lであり、これには平均的な速度で4時間、最も速い速度で3時間、最も遅い速度で6時間かかります。ピーク時の濃度がどちらの基準線も超えている場合、この時間の間隔は飲酒量や体格の影響を受けません。最も厳しい基準線は、このページの計算が最も不確実になる領域でもあります。Jonesによれば、一定の速度で低下するという確固たる根拠があるのは約0.2 g/L以上の場合のみです。それ以下ではアルコールを分解する酵素が未飽和状態になり、低下の速度が遅くなります。したがって、実際に0.2 g/Lの基準値を下回る時刻は、どちらかといえば描画されている時刻よりも遅くなります。

全プロセスの詳細解説

血液サンプルからの逆算 4 ステップ
「パブでの夜」のプリセットと同じ体格のドライバーが02:00に車を止められ、08:00に血液サンプルを提供しました。その結果は0.30 g/Lでした。02:00の時点での濃度はどれくらいで、体内にはどれくらいのアルコールがあったのでしょうか。身体の数値についてはパブでの夜を押してください。

この問題をツールで開く
1. このページでは、飲酒量から濃度へと順方向に計算します。しかし法廷では、逆方向から問いかけます。車を止められてからサンプルを採取するまでに6時間が経過しており、その間に濃度は一定の速度で低下しています。したがって02:00の濃度は、サンプルの値に6時間分の分解量を足したものになります。
  
  $C (02 : 00) = C (08 : 00) + β \times 6 = 0.30 + 6 β$
2. ここで使用すべき単一の速度はありません。Jonesによる健康な人の範囲である1時間に0.10から0.20 g/Lを適用すると、6時間では0.60から1.20 g/Lが足されることになります。
  
  $β = 0.10 : 0.90 β = 0.15 : 1.20 β = 0.20 : 1.50 g/L$
3. つまり02:00の時点の濃度は0.90から1.50 g/Lの間であり、平均的な速度では1.20 g/Lになります。この範囲内のすべての値が、0.5 g/Lと0.8 g/Lの両方の基準値を超えています。
  
  $A = C V : 0.90 \times 52.53 = 47.28 g 1.50 \times 52.53 = 78.80 g$
4. 身体の容積を用いることで、濃度をグラム数に変換できます。この体格の場合、Vは52.53 Lであり、アルコール度数5%のビール1パイントは22.41 gです。
  
  $\frac{47 . 28}{22 . 41} = 2.11 \frac{78 . 80}{22 . 41} = 3.52$
解答

02:00の時点で0.90から1.50 g/Lの間。つまり体内には47.28から78.80 gのエタノールが残っており、これはアルコール度数5%のビール2.11から3.52パイントに相当します。体内水分量に関する不確実性を考慮する前の段階でも、速度の違いだけでこの範囲の上限は下限の1.67倍になります。また、この計算は02:00までにすべてのアルコールが吸収されていたことを前提としています。もしドライバーが車を止められる直前に飲み終えていた場合、アルコールの一部はまだ胃の中にあります。その場合、02:00の濃度はどの速度を適用したとしてもこの計算結果より低くなり、朝から直線をさかのぼって計算する方法ではその状態を捉えることができません。この前提こそが、Jonesの言葉を借りれば、逆算に「多くの支持者と批判者がいる」理由なのです。

$\frac{1 . 50}{0 . 90} = 1.67$

参考文献 (5)

The elimination band the page draws, 0.10 to 0.20 g/L an hour, its 0.15 average, the faster rates of alcoholics in detoxification, and the Michaelis constant below which the straight-line fall stops holding: A. W. Jones, "Evidence-based survey of the elimination rates of ethanol from blood with applications in forensic casework." Forensic Science International 200(1-3), 2010, pp. 1-20. DOI 10.1016/j.forsciint.2010.02.021
The total-body-water equations the page uses for men and for women, from height, weight and (for men) age: P. E. Watson, I. D. Watson and R. D. Batt, "Total body water volumes for adult males and females estimated from simple anthropometric measurements." The American Journal of Clinical Nutrition 33(1), 1980, pp. 27-39. DOI 10.1093/ajcn/33.1.27
The 0.85 L of water in a litre of whole blood, which turns body water into the blood-equivalent volume and so fixes the page's g/L: C. Ialongo, "Blood alcohol concentration in the clinical laboratory: a narrative review of the preanalytical phase in diagnostic and forensic testing." Biochemia Medica 34(1), 2024, pp. 24-41. DOI 10.11613/BM.2024.010501
The line insight block 2 tests, quoted from the NHS: one UK unit, 8 g, is about what the average adult can process in an hour: NHS, "Calculating alcohol units". National Health Service, England.
The drink-driving limits the page offers, 0.2, 0.5 and 0.8 g/L, and which countries use each: European Road Safety Observatory, "Safety Performance Indicator (SPI): Alcohol and Drugs". European Commission, 2023, Table 2 (after ETSC, December 2021).

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