Zatrucie oparami glikolu etylenowego

Mimo że 1,2-dioksyetan (etanodiol-1,2) zaliczany jest do trzeciej z czterech klas toksyczności ze względu na negatywny wpływ na organizm, zatrucie glikolem etylenowym prowadzi do bardzo poważnych skutków i może skutkować śmiercią.

Ta lekko oleista, słodkawa, przezroczysta, bezbarwna, bezwonna ciecz jest alkoholem dwuwodorotlenowym. Na całym świecie około dwie trzecie glikolu etylenowego jest używane jako półprodukt chemiczny oraz w płynach przeciw zamarzaniu, płynach hamulcowych i dodatkach antykorozyjnych do samochodów.

Więcej na temat produkcji glikolu etylenowego, jego właściwości i zastosowań można przeczytać w publikacji – Glikol etylenowy.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Epidemiologia

Według statystyk Agencji ds. Rejestru Substancji Toksycznych i Chorób (USA), w latach 2006–2013 włącznie odnotowano 45 097 przypadków zatrucia glikolem etylenowym wśród Amerykanów, z czego 154 zakończyło się zgonem.

Co roku w Stanach Zjednoczonych odnotowuje się ponad 5,5 tys. przypadków zatruć tą substancją. W 84% przypadków zatrucia zdarzają się przypadkowo, dwie trzecie ofiar to mężczyźni. A śmiertelność z powodu zatrucia waha się od 1 do 22% - w zależności od ilości glikolu etylenowego, który dostał się do organizmu i terminowości pomocy medycznej.

W Wielkiej Brytanii notuje się rocznie do 400 zatruć glikolem etylenowym, jednak 18% przypadków dotyczy dzieci poniżej piątego roku życia, a 65% przypadków wśród osób dorosłych to próby samobójcze.

[ 7 ], [ 8 ], [ 9 ], [ 10 ]

Przyczyny zatrucie glikolem etylenowym

Za minimalną dawkę śmiertelną glikolu etylenowego dla dorosłych uważa się 1,4-1,6 ml na kilogram masy ciała, czyli przy masie 80 kg wynosi ona 200-220 ml (według innych danych 90-100 ml). Przyczynami zatrucia jest przypadkowe lub celowe spożycie określonej ilości glikolu etylenowego; np. alkoholicy, którzy zastępują wódkę płynem niezamarzającym lub płynem hamulcowym, mogą mieć powtarzające się zatrucia glikolem etylenowym.

Patogeneza toksycznego działania etanodiolu-1,2 tkwi w produktach jego metabolizmu, które zaburzają funkcjonowanie nerek, układu sercowo-naczyniowego i nerwowego.

Glikol etylenowy jest szybko wchłaniany przez przewód pokarmowy, a jego para lub aerozol wchłaniany jest przez drogi oddechowe. Po wchłonięciu glikol etylenowy jest rozprowadzany w płynach wewnętrznych.

W wątrobie i nerkach ulega metabolizmowi enzymatycznemu. Najpierw, za pomocą aldehydooksydazy i aldehydodehydrogenazy, rozkłada się do glikoaldehydu, który szybko przekształca się w kwas glikozylowy (glikolan) i kwas dialdehydoetanodiowy (glioksal).

Dalsza przemiana kwasu glikozylowego prowadzi do powstania glioksalatu, który z kolei rozpada się na: mrówczan (sól kwasu metanowego), sól kwasu etanodiowego lub szczawiowego (szczawian), glicynę (kwas aminooctowy) oraz dwutlenek węgla.

W wyniku gromadzenia się kwaśnych metabolitów dochodzi do zaburzenia równowagi kwasowo-zasadowej organizmu (m.in. zmiany pH krwi tętniczej), co wywołuje stan kwasicy metabolicznej, negatywnie oddziałujący na pracę układu nerwowego, płuc i serca.

Eliminacja glikolu etylenowego następuje poprzez wydychany dwutlenek węgla i wydalanie etylenu, glikolu i kwasu glikolowego z moczem. Uważa się, że okres półtrwania u ludzi wynosi od 2,5 do 8,4 godziny.

[ 11 ]

Czynniki ryzyka

Czynnikami ryzyka zatrucia glikolem etylenowym, a także jego przyczyną, są jego połknięcie. Dotyczy to również przypadków, gdy zatrucie następuje płynem hamulcowym, który zawiera 1,2-dioksyetan.

Gdy substancja ta jest wylewana w zakładzie przemysłowym lub z pojemnika znajdującego się na terenie mieszkalnym, zatrucie nie występuje. Jednak osoby pracujące w branżach, w których stosuje się glikol etylenowy, mogą mieć przedłużony kontakt z surowcami lub produktami go zawierającymi, co może powodować zatrucie glikolem etylenowym w małych dawkach. W szczególności pracownicy obsługi lotniska zajmujący się zabezpieczaniem pasów startowych i samolotów przed oblodzeniem zimą (poprzez rozpylanie odpowiednich płynów) mogą być narażeni na niskie poziomy glikolu etylenowego w drogach oddechowych. Dlatego glikol etylenowy zaczęto obecnie zastępować glikolem propylenowym.

Eksperci zauważają, że czynniki wpływające na ryzyko zatrucia w wyniku narażenia na glikol etylenowy obejmują jego dawkę, czas trwania i charakter kontaktu. Jednocześnie uważa się, że stężenia tła glikolu etylenowego w powietrzu, glebie, wodach powierzchniowych i gruntowych nie prowadzą do zatrucia.

[ 12 ], [ 13 ], [ 14 ]

Objawy zatrucie glikolem etylenowym

Po spożyciu glikolu etylenowego pierwsze objawy depresji OUN objawiają się zatruciem alkoholowym - zawrotami głowy, pobudzeniem lub zwiększoną sennością. Jednak ten krótki okres utajony szybko zostaje zastąpiony przez pierwszą fazę (etap lub krok) toksycznych efektów, która może trwać do 12 godzin i objawia się zaburzeniami żołądkowo-jelitowymi (z nudnościami, wymiotami i bólem brzucha), a także tachykardią, dezorientacją, drgawkami, bólem głowy, oczopląsem i zmniejszonym oddawaniem moczu.

W drugim stadium (12–36 godzin po spożyciu) rozwija się kwasica metaboliczna i towarzyszące jej objawy zatrucia glikolem etylenowym ze strony serca i płuc: płytki, szybki oddech (tachypnoe) z tachykardią, zwiększona wentylacja płuc (hiperpnea), sinica, obrzęk płuc i/lub zatrzymanie akcji serca.

Często w drugiej fazie zatrucia objawy krążeniowo-oddechowe nie są tak wyraźne, dlatego należy zwrócić uwagę na kwasicę, ostrą niewydolność nerek i zahamowanie czynności ośrodkowego układu nerwowego, które mogą objawiać się objawami neurologicznymi, w tym utratą słuchu i porażeniem twarzy.

W trzeciej fazie zatrucia, trwającej średnio 24-72 godziny, ujawnia się nefrotoksyczność metabolitów glikolu etylenowego - uszkodzenie nerek (z martwicą miąższu i odkładaniem się kryształów szczawianu), powodujące bóle w okolicy lędźwiowej i upośledzenie diurezy (bezmocz lub skąpomocz).

Wdychanie glikolu etylenowego o średnim stężeniu w powietrzu dochodzącym do 140-200 mg/m3 przez pięć minut powoduje zatrucie oparami glikolu etylenowego – silne podrażnienie górnych dróg oddechowych, objawiające się pieczeniem w tchawicy i kaszlem, a ponadto negatywnie wpływa na płuca, serce, ośrodkowy i obwodowy układ nerwowy, wątrobę, układ krwiotwórczy i limforetikularny.

W przypadku mniejszych stężeń możliwe jest przewlekłe zatrucie glikolem etylenowym, któremu towarzyszą uczucie osłabienia, zawroty głowy, podrażnienie błon śluzowych nosa i oczu, przyspieszenie akcji serca i podwyższenie ciśnienia krwi oraz immunosupresja.

Komplikacje i konsekwencje

Zatrucie glikolem etylenowym jest dość powszechne, a bez szybkiego wykrycia i leczenia ryzyko śmierci z powodu tej substancji pozostaje wysokie. Jest to spowodowane konsekwencjami i powikłaniami, takimi jak ostra niewydolność nerek, niestabilność hemodynamiczna i uszkodzenie mózgu prowadzące do śpiączki.

Spadek poziomu wapnia we krwi krokodyla – hipokalcemia – prowadzi do silnych drgawek, tężyczki, nieregularnego bicia serca i bloku serca.

[ 15 ], [ 16 ], [ 17 ], [ 18 ], [ 19 ], [ 20 ]

Diagnostyka zatrucie glikolem etylenowym

Ponieważ wiele objawów klinicznych zatrucia glikolem etylenowym występuje również w innych rodzajach zatrucia, rozpoznanie choroby jest często trudne.

Ponadto u pacjentów, zwłaszcza dzieci, przyjętych do placówki służby zdrowia w ciągu godziny od połknięcia glikolu etylenowego mogą nie występować jeszcze żadne objawy.

Poniższe badania pomagają zdiagnozować zatrucie glikolem etylenowym:

• badanie krwi na zawartość glikolu etylenowego;
• analiza krwi i moczu w celu określenia zakresu osmotycznego, czyli określenia osmolarności surowicy krwi;
• badania biochemiczne krwi w celu określenia pH, stężenia elektrolitów w surowicy (wapnia, potasu, chlorków), poziomu glukozy, mocznika i kreatyniny;
• analiza moczu pod kątem pH, zawartości azotu i kreatyniny; poziom białka, β-N-acetyloglukozaminidazy i β-2-mikroglobuliny;
• mikroskopia moczu w celu wykrycia kryształów szczawianu wapnia.

[ 21 ], [ 22 ], [ 23 ], [ 24 ]

Diagnostyka różnicowa

Na podstawie całości wyników tych analiz przeprowadza się również diagnostykę różnicową, gdyż diagnostyka różnicowa obejmuje zatrucia salicylanami, metforminą, metanolem, alkoholem izopropylowym, chloroetanolem, siarczanem dimetylu, a także kwasicę ketonową alkoholową lub cukrzycową, kwasicę mleczanową czy ostrą niewydolność nerek.

Przeczytaj także artykuł – Diagnostyka zatruć ostrych

[ 25 ], [ 26 ]

Leczenie zatrucie glikolem etylenowym

Przede wszystkim w przypadku zatrucia glikolem etylenowym konieczna jest doraźna pomoc medyczna: opróżnienie żołądka i przepłukanie go dużą ilością roztworu sody (łyżka stołowa na litr wody), co jest skuteczne jedynie natychmiast po połknięciu etanolu – w ciągu pierwszej godziny.

Nie ma jednak sensu stosować węgla aktywowanego, ponieważ nie adsorbuje on 1,2-dioksyetanu.

Dalsze leczenie zatrucia glikolem etylenowym ma na celu zablokowanie powstawania jego toksycznych metabolitów i rozwoju kwasicy, w tym celu podaje się odtrutkę na zatrucie glikolem etylenowym dożylnie - etanol lub 4-metylopirazol.

W większości przypadków stosuje się etanol (alkohol etylowy): dożylnie – 10 ml/kg 10% etanolu w 5% dekstrozie przez 30 minut; doustnie – rozcieńczony 95% alkohol etylowy (w ilości 1 ml/kg).

Przy odpowiednim stężeniu etanolu we krwi (do 100 mg/dl) biochemiczna przemiana glikolu etylenowego prawie całkowicie się zatrzymuje. W sytuacjach awaryjnych toksykolodzy zalecają przyjmowanie równoważnej ilości dowolnego mocnego napoju alkoholowego wewnętrznie.

Hemodializa pomaga szybko obniżyć zawartość metabolitów etanodiolu-1,2 we krwi w przypadku ostrego zatrucia.

Dalsze wysiłki lekarzy skierowane są na:

• w celu skorygowania kwasicy i hiperkaliemii poprzez dożylne wlewy roztworu wodorowęglanu sodu (150-200 ml/godzinę) w ciągu pierwszych kilku godzin, monitorując jednocześnie poziom potasu we krwi;
• wyprowadzanie organizmu ze stanów kwasicy (przy pH krwi <7,25-7,3) – także poprzez wykonywanie hemodializy lub dializy otrzewnowej;
• w celu utrzymania odpowiedniej diurezy (podawanie płynów doustnie lub dożylnie);
• w celu zwalczania hipokalcemii – za pomocą wlewów glukonianu wapnia (10% roztwór z dekstrozą lub solą fizjologiczną).

W zależności od nasilenia objawów zatrucia stosuje się odpowiednie leki wspomagające funkcjonowanie poszczególnych narządów i układów.

Niezbędne są również witaminy: tiamina (B1) 100 mg dziennie i pirydoksyna (B6) - 10-25 mg dziennie. Przyjmowanie tych witamin pomaga rozłożyć jeden z toksycznych metabolitów - kwas glikozylowy.

Poza ostrą fazą zatrucia można stosować leczenie fizjoterapeutyczne, w szczególności z wykorzystaniem hipotermii leczniczej, a także hiperbarii tlenowej.

Przeczytaj także – Metody stymulacji naturalnej detoksykacji.

Zapobieganie

Zapobieganie zatruciom płynami zawierającymi glikol etylenowy polega na przestrzeganiu zasad obchodzenia się z substancjami chemicznymi niebezpiecznymi dla organizmu zarówno w procesie produkcyjnym, jak i w gospodarstwie domowym.

[ 27 ], [ 28 ], [ 29 ], [ 30 ], [ 31 ], [ 32 ], [ 33 ], [ 34 ]

Prognoza

Należy pamiętać, że zatrucie glikolem etylenowym jest potencjalnie śmiertelnym zatruciem. A korzystne rokowanie co do jego wyniku w dużej mierze koreluje z wczesną diagnozą i leczeniem.

Jeśli w późniejszych stadiach zatrucia zwrócona zostanie pomoc medyczna, rokowanie może być złe, zwłaszcza u pacjentów z ciężką kwasicą. Nawet jeśli przeżyją, istnieje duże prawdopodobieństwo rozwoju przewlekłego upośledzenia neurologicznego, a także uszkodzenia nerek, często wymagającego stałej dializy lub przeszczepu nerki.

[ 35 ], [ 36 ], [ 37 ]