TOKSYCZNOŚĆ ALKOHOLI.
ALKOHOL METYLOWY.
Metanol, karbinol, spirytus drzewny,
Metanol, CH3OH, temperatura wrzenia 64,5°C.
Występowanie, zastosowanie, narażenie. Alkohol metylowy powstaje podczas suchej destylacji drewna. Jest stosowany jako: środek zapobiegający zamarzaniu, rozpuszczalnik szelaku i lakierów, znajduje się również w politurze meblowej oraz jest dodawany w celu skażenia alkoholu etylowego. Stosowany jest ponadto w przemyśle chemicznym jako surowiec wyjściowy do otrzymywania aldehydu mrówkowego oraz w reakcjach metylowania.
Alkohol metylowy to poważne źródło narażenia w przemyśle chemicznym i meblarskim. Może także zagrażać zdrowiu i życiu jako środek konsumpcyjny (używka). Rocznie notuje się ok. 100 zgonów spowodowanych spożyciem lub wdychaniem par alkoholu metylowego.
Losy w organizmie. Alkohol metylowy szybko wchłania się z układu oddechowego, przewodu pokarmowego oraz przez skórę. Po wchłonięciu do krwi przemieszcza się do narządów i tkanek, w których gromadzi się proporcjonalnie do ich uwodnienia. Jest to bardzo istotne zjawisko wyjaśniające toksyczność narządową metanolu, a w tym oka.
Przemiana alkoholu metylowego to system dehydrogenazowy, który zdecydowanie przeważa w utlenianiu alkoholu u małp i ludzi. Przemianę przy udziale dehydrogenazy alkoholowej (ADH) oraz aldehydowej (AdDH) można przedstawić następująco:
ADH AdDH 1/2O2
CH3 – OH ↔ HCHO ↔ HCOOH ↔ CO2+H2O
Przemiana do kwasu mrówkowego zachodzi tak szybko, że próby wykrycia aldehydu mrówkowego we krwi lub tkankach małp i ludzi, zatrutych dużymi dawkami alkoholu metylowego, nie powiodły się. Kwas mrówkowy utlenia się na drodze aromatycznej, przy udziale kwasu foliowego jako kofaktora, do dwutlenku węgla. Alkohol metylowy jest metabolizowany u ssaków naczelnych i u człowieka z szybkością 5 – krotnie mniejszą niż alkohol etylowy. Po pojedynczej dawce jego wydalanie przez nerki i płuca trwa co najmniej 4 doby.
Alkohol metylowy nie kumuluje się w organizmie ssaków ani człowieka, natomiast w pewnym stopniu w tkankach gromadzi się kwas mrówkowy.
Mechanizm działania toksycznego. Mechanizm ten jest złożony i związany przede wszystkim z metabolitami metanolu, tj. aldehydem mrówkowym i kwasem mrówkowym. W organizmie człowieka oraz ssaków wyższego rzędu przemiana alkoholu metylowego do dwutlenku węgla zachodzi znacznie wolniej w układzie dehydrogenaz i obserwuje się kumulację kwasu mrówkowego lub mrówczanów w tkankach oraz w oku.
Kwas mrówkowy prowadzi do ciężkiej kwasicy metabolicznej i charakterystycznych zmian zwyrodnieniowych w oku. Formaldehyd, który jest silną trucizną protoplazmatyczną, powoduje zmiany zwyrodnieniowe komórek miąższu wątrobowego, nerek i serca. W oku zmiany zwyrodnieniowe dotyczą nie tylko siatkówki, lecz także nerwu wzrokowego oraz nabłonka rogówki.
Zatrucie ostre. Zatrucia ostre alkoholem metylowym zarówno wziewne, jak i przez skórę można podzielić na zatrucia lekkie, średnio ciężkie i ciężkie.
Zatrucia lekkie. Charakteryzują się uczuciem zmęczenia, bólem głowy, nudnościami, a po 24 – 48 h zaburzeniami widzenia.
Zatrucia średnio ciężkie. Występują w nich silne zawroty głowy, nudności, wymioty oraz depresja o.u.n. Zaburzenia widzenia pojawiaj ą 24 – 48 h i mogą być przemijające lub nieodwracalne.
Zatrucia ciężkie. W początkowej fazie charakteryzują się objawami zatrucia średnio ciężkiego. W miarę rozwoju zatrucia obserwuje się nasilenie wentylacji płuc, szybki i płytki oddech spowodowany kwasicą. Pojawia się sinica, spadek ciśnienia krwi, rozszerzenie źrenic, śpiączka oraz przekrwienie tarczy nerwu wzrokowego z zatarciem jej konturów. Obserwuje się także zmniejszenie zasobu zasad, poniżej 20mmol/1 (20 mEq/l), oraz wystąpienie niewyrównanej kwasicy. Zgon z powodu niewydolności oddechowej następuje u 25% ciężko zatrutych.
Zatrucie przewlekle. Są to głównie zatrucia inhalacyjne. Jako pierwszy objaw zatrucia występuje często zaburzenie widzenia. Początkowo jest to lekkie upośledzenie widzenia, następnie przechodzi w zwężenie pola widzenia i w całkowitą ślepotę.
Metody oceny narażenia. Stężenie metanolu we krwi określa się za pomocą chromatografii gazowej lub metodą enzymatyczną wystandaryzowaną na metanol. Ocena zmniejszenia zasobu zasad wskazuje na rozwijającą się kwasicę.
Wartości biologiczne i toksyczne. Najwyższe Dopuszczalne Stężenie alkoholu metylowego w środowisku pracy (NDS) wynosi 100 mg/m3 , w powietrzu dla obszarów chronionych 0,5 mg/m3 i specjalnie chronionych 0,l mg/m3.
Dopuszczalne stężenie metanolu (DSB) w moczu u osób narażonych zawodowo wynosi 5 mg/g kreatyniny dla moczu pobranego jednorazowo pod koniec etepozycji.
Stężenie metanolu we krwi 10 – 100 mg/dm3 wskazuje na zatrucie, a stężenie 500 mg/dm3 jest bezwzględnym wskazaniem do hemodializy.
Doustna dawka śmiertelna (LD100) metanolu dla osoby dorosłej wynosi ok. 100 cm3.
Leczenie zatruć alkoholem metylowym polega na wyrównaniu zaburzeń metabolicznych, blokowaniu metabolizmu alkoholu metylowego przez podawanie alkoholu etylowego, a w przypadkach ciężkich na przyspieszeniu wydalania alkoholu metylowego przez oczyszczanie pozanerkowe (hemodializa). Alkohol etylowy podaje się we wlewie dożylnym w postaci 5 – 15% roztworu w 5% roztworze glukozy. Początkowo należy podawać 750 mg alkoholu etylowego na l kg m.c., a później 500 mg/kg mc. co 4 h. W tym czasie stężenie alkoholu etylowego osoby zatrutej powinno wynosić ok. 21,7 mmol/1 (100mg%).
ALKOHOL ETYLOWY.
Banol, Spiritus vini, Ethanol, Ethyl alcohol, C2H5OH, temperatury wrzenia 78°C.
Występowanie, zastosowanie, narażenie. Alkohol etylowy należy do najszerzej stosowanych rozpuszczalników w przemyśle. Jest też używany w celach konsumpcyjnych oraz jako środek dezynfekcyjny. W przemyśle gorzelniczym otrzymuje się go podczas fermentacji skrobi z ziemniaków, żyta, ryżu oraz z melasy. Otrzymuje się go także syntetycznie z etylenu i acetylenu.
Zatrucia alkoholem etylowym występują przede wszystkim w związku z jego olbrzymim spożyciem w różnej postaci przez setki milionów ludzi. W mniejszym zakresie na pary etanolu narażeni są pracownicy przemysłów: spirytusowo-wódczanego, browarniczego oraz pracownicy przemysłu meblarskiego (rozpuszczalnik lakierów i politur). Alkohol etylowy używany jest także do ekstrakcji i syntezy związków organicznych w przemyśle chemicznym i farmaceutycznym. Ostatnio stosowany jest jako materiał napędowy do silników spalinowych i do oświetlenia.
Losy w organizmie — Cząstki alkoholu etylowego są małe i hydrofilne, dzięki czemu łatwo wchłaniają się z przewodu pokarmowego i pęcherzyków płucnych. Rozprzestrzeniają się swobodnie do wszystkich przestrzeni wodnych organizmu. Etanol przenika również dobrze przez skórę. Biologiczny okres półtrwania etanolu we krwi wynosi ok. 74 min, a u kobiet w ciąży skraca się do 42 min, co związane jest z jego przemieszczaniem się do przestrzeni wodnej jaja płodowego.
Biotransformacja etanolu u człowieka oraz ssaków wyższego rzędu zachodzi w 35 – 90% przy udziale układów enzymatycznych — dehydrogenazy alkoholowej (ADH) oraz aldehydowej (AdDH).
ADH AdDH
CH3-CH2-OH <=====> CH3CHO <=====> CH3-COOH
NAD NADH2 NAD NADH2
Enzymy te znajdują się w dużym stężeniu w wątrobie, która odgrywa główną rolę w przemianie etanolu. Cały układ biotransformacji sprzężony jest z koenzymem NAD, który w czasie reakcji redukuje się do NADH + H.
Drugi układ utleniań alkoholu etylowego, którego rola u ludzi jest nieznaczna, utlenia się tą drogą tylko 10 – 15% etanolu, związany jest z aktywnością katalazową hepatocytów.
Katalaza
CH3—CH2—OH <———> CH3—CHO + H2O
Etanol +H2O Aldehyd octowy
i wspomagany jest układem mikrosomalnych utleniań (MEOS) przy udziale tlenu i koenzymu NADPH2.
W przemianie tej znaczącą rolę odgrywa cytochrom, P – 450, który bierze udział w tworzeniu tlenu rodnikowego. Produkt ostateczny biotransformacji etanolu, kwas octowy, uwalnia się następnie z komórek wątrobowych i prawdopodobnie utlenia się poza wątrobą do dwutlenku węgla i wody.
Wydalanie niezmetabolizowanego alkoholu etylowego z organizmu odbywa się przez nerki i płuca.
Współczynnik oczyszczania nerkowego etanolu jest niski wynosi 4 – 5 cm3/min. Alkohol etylowy jest metabolizowany w organizmie dorosłego człowieka z prędkością 7 – 8 g/h.
Mechanizm działania toksycznego. Został stosunkowo dobrze poznany. Wiąże się z jego biotransformacją i dużą toksycznością metabolitów. Przede wszystkim na pierwszy plan wysuwa się nagromadzenie w cytosolu komórki produktów przemiany w postaci zredukowanych nukleotydów, NADH i NADPH, jonów wodorowych H+. Aldehyd octowy jest aktywną trucizną prtoplazmatyczną, a więc związkiem denaturującym enzymy i białka, natomiast kwas octowy, jeden z mocnych kwasów organicznych, szybko prowadzi do kwasicy.
Na szczególną uwagę w mechanizmie działania alkoholu etylowego zasługuje działanie depresyjne, narkotyczne oraz hepatotoksyczne. Alkohol etylowy ze względu na swoją lipofilność narusza strukturę i czynność neuronów oraz łatwo przenika do komórek nerwowych o.u.n., powodując ich niedotlenienie prowadzące do zaburzeń czynnościowych. Działanie hepatotoksyczne alkoholu etylowego można ująć jako działanie toksyczne alkoholu na komórkę wątrobową.
Alkohol etylowy dostarcza organizmowi 29,7 kJ/g (7,1 kcal/g) energii, co przy regularnym piciu alkoholu, np. 200 – 250 g dziennie, dostarcza organizmowi 6280 kJ/24h (1500 kcal/24 h), a zatem połowę dziennego zapotrzebowania energetycznego. Może to prowadzić do przeładowania energetycznego, otyłości i stłuszczenia wątroby, a także do znacznego ograniczenia spożycia cennych produktów białkowych i witaminowych, których alkohol jest pozbawiony. Ten niedobór istotnych dla zdrowia czynników odżywczych może przyspieszać rozwój zmian degeneracyjnych wątroby, z jej marskością włącznie.
Częste nadużywanie alkoholu etylowego przez kobiety będące w ciąży prowadzi do tzw. zespołu: poalkoholowego uszkodzenia płodu (Fetal Alcohol drom, FAS), który charakteryzuje się ograniczeniem umysłowości dziecka, mikrocefalią i nerwowością. Noworodek rodzi się z niedowagą i ubogą strukturą mięśniową.
Alkohol etylowy uznany został przez niektórych badaczy za prokarcynogen.
Zatrucie ostre. Zatrucie lekkie, przy stężeniu alkoholu etylowego we krwi 0,5 – 1,5g/dm3 (0,5 – l,5%o) charakteryzuje się pobudzeniem, nieznacznym upośledzeniem widzenia, koordynacji ruchowej i mięśniowej oraz wydłużeniem czasu reakcji.
Zatrucie umiarkowane, przy stężeniu alkoholu etylowego 1,5 – 3 g/dm3 (l,5 – 3%o) we krwi powoduje wyraźne upośledzenie widzenia, percepcji zmysłowej oraz koordynacji mięśniowej. Obserwuje sięwydłużenie czasu reakcji oraz bełkotliwą mowę.
Zatrucia ciężkie, przy stężeniu alkoholu etylowego 3 – 5 g/dm3 (3 – 5%o) we krwi charakteryzują się wyraźnymi zaburzeniami koordynacji, upośledzeniem widzenia lub widzeniem podwójnym. Zagraża utrata przytomności. Niekiedy rozwija się ciężka hipoglikemia z hipotermią, sprzężone odchylenie gałek ocznych. Pojawia się sztywność wyprostna kończyn, jedno – lub dwustronny objaw Babińskiego, drgawki oraz szczękościsk. W grupie tej zdarzają, się zgony.
Śpiączka występuje przy stężeniu ponad 5 g/dm3 alkoholu etylowego we krwi. Obserwuje się utratę przytomności, zwolniony oddech, osłabienie odruchów oraz całkowite zniesienie reakcji na bodźce zewnętrzne. W tej grupie zatrutych występują już częste zgony.
Zatrucie przewlekle. Doustne przewlekłe spożywanie alkoholu etylowego prowadzi do uzależnienia, zwanego alkoholizmem.
Metody oceny narażenia. Metody te oparte są na badaniach laboratoryjnych określających stężenie alkoholu we krwi. Polecane są przede wszystkim metody swoiste, do których należą: metoda enzymatyczna, oparta na reakcji z dehydrogenazą alkoholową oraz metoda chromatografii gazowej.
Stężenie alkoholu etylowego w powietrzu wydychanym może być również wskaźnikiem zawartości alkoholu.
W przewlekłym alkoholizmie bardzo pomocne są badania kliniczne i laboratoryjne, oceniające stan i czynność wątroby oraz badania EKG mogące wskazywać na zwyrodnienie mięśnia sercowego.
Wartości biologiczne i toksyczne. Stężenie fizjologiczne alkoholu etylowego we krwi wynosi poniżej 0,01% (0,l%o), a po spożyciu lub ekspozycji na jego pary wzrasta.
Stężenie we krwi wynoszące 0,2 g/dm3 (0,02%, 0,2%o) jest obecnie w Polsce wartością progową, od której, z punktu widzenia prawnego, rozpoczyna się stan upojenia alkoholowego. Stężenia alkoholu etylowego we krwi do 0,2 g/dm3 (0,2%o) wskazują jedynie na spożycie lub kontakt z etanolem. Etanol, jako rozpuszczalnik, stanowi niewielkie zagrożenie w przemyśle, dlatego wyróżnia się wysokim NDS w środowisku pracy, które wynosi 1000 mg/m3.
ALKOHOLE PROPYLOWE.
Alkohol izopropylowy, (CH3)2CHOH, temperatura wrzenia 82,5°C. Alkohol n – propylowy,
CH3 – CH2 – CH2OH, temperatura wrzenia 97 – 98°C.
Występowanie, zastosowanie, narażenie. Alkohole propylowe otrzymywane są przez frakcjonowaną destylację oleju fuzlowego, z mieszaniny alkoholi i innych związków otrzymywanych syntetycznie.
Alkohol izopropylowy otrzymuje się z propylenu przez działanie na niego kwasem siarkowym, a następnie zmydlenie wytworzonego estru oraz przez katalityczną redukcję acetylenu. Alkohole propylowe stosowane są w przemyśle farb i lakierów nitrocelulozowych, w przemyśle meblarskim. W przemyśle kosmetycznym do produkcji płynów po goleniu, płynów do nacierania stosuje się alkohol izopropylowy, który może stanowić zagrożenie dla pracowników.
Losy w organizmie. Alkohol izopropylowy jest mniej toksyczny, niż alkohol n – propylowy. Alkohole propylowe są mniej lotne od alkoholu etylowego, dlatego pary alkoholi propylowych nie stanowią większego zagrożenia w przemyśle. Główną drogą zatrucia tymi alkoholami jest przewód pokarmowy, z którego wchłaniają się dość szybko.
Alkoholi propylowe są 2 – krotnie bardziej toksyczne od etanolu. Około 15% spożytego (wchłoniętego) alkoholu izopropylowego ulega biotransformacji do acetonu.
Alkohole propylowe są wydalane przez nerki oraz inne narządy, w tym przez płuca, z potem i z kałem. Mechanizm zatrucia alkoholami propylowymi jest podobny do mechanizmu zatrucia etanolem. Pojawia się działanie narkotyczne, kwasica oraz acetonemia.
Zatrucie ostre. Podstawowym objawem zatrucia ostrego alkoholem propylowym jest depresja o. u. n. Objawy zatrucia (wziewnego lub doustnego) są zbliżone do etanolu. Występują znaczne i dłużej trwające nudności, krwawe wymioty, bóle brzucha. Towarzyszy im utrata przytomności, depresja oddechowa, zniesienie odruchów oraz skąpomocz, przechodzący następnie w fazę wielomoczu. Opisany obraz zatrucia, wraz ze śpiączką, występuje już przy mniejszym, w porównaniu z etanolem, stężeniu alkoholu propylowego we krwi 1,5 – 2 g/dm³ (l,5 – 2%o).
Zatrucie przewlekle. Ma miejsce głównie w przemyśle. Narażenie na pary alkoholu izopropylowego powoduje podrażnienie oczu, nosa i gardła oraz występowanie nudności.
Metody oceny narażenia. Opierają się na oznaczeniu stężeń alkoholu n – propylowego i izopropylowego w atmosferze miejsca pracy. Oznaczać można metodą chromatografii gazowej. Starsza metoda ilościowego oznaczenia alkoholu izopropylowego w płynach biologicznych i powietrzu oparta jest na utlenianiu alkoholu dichromianem potasowym do acetonu i oznaczaniu go spektrofotometrycznie.
Ocenę narażenia uzupełniaj ą badania kliniczne i laboratoryjne: aktywności enzymów wskaźnikowych we krwi, stężenia hemoglobiny, stopnia hemolizy oraz azotu pozabiałkowego w surowicy.
Wartości biologiczne i toksyczne. W przemyśle NDS dla alkoholu propylowego określa się na 200 mg/m3. Dopuszczalnych stężeń biologicznych nie wyznaczono.
ALKOHOLE BUTYLOWE.
Butanole, C4H9OH (4 izomery), temperatura wrzenia 82,5 – 118°C.
Występowanie, zastosowanie, narażenie. Alkohol butylowy normalny (CH3 – CH2 – CH2 – CH2OH). Alkohol butylowy drugorzędowy (CH3 – CH2 – CH(OH)CH3), Alkohol butylowy trzeciorzędowy, (CH3)3COH, Alkohol izobutylowy, (CH3) 3CH – CH2OH.
Powyższe alkohole, a głównie alkohol n – butylowy, są używane jako rozpuszczalniki lakierów nitrocelulozowych. Narażenie i zatrucia alkoholami butylowymi występują w przemyśle chemicznym, zwłaszcza podczas ich syntezy, w przemyśle lakierniczym i meblarskim, gdzie mogą być wchłaniane w postaci par.
Losy w organizmie. Alkohole butylowe dobrze wchłaniają się z dróg oddechowych oraz z przewodu pokarmowego. Biotransformacja n – butanolu polega na utlenianiu do aldehydu i kwasu masłowego. Mechanizm tej przemiany jest analogiczny do metanolu i etanolu. Sam alkohol oraz jego metabolity wydalane przez nerki i płuca.
Alkohol butylowy drugorzędowy metabolizowany jest do odpowiedniego ketonu. Podobnie jak pozostałe izomery, alkohol wraz z metabolitami wydalany jen przez nerki i płuca.
Zatrucie ostre. Zatrucie ostre powoduje depresję o.u.n., następnie śpiączkę oraz zatrzymanie czynności serca.
...
sajdula