ALKOHOL ETYLOWY - TOKSYCZNOŚĆ, WŁAŚCIWOŚCI, DZIAŁANIE NA ORGANIZM CZŁOWIEKA, METABOLIZM, METODY OZNACZANIA.
Alkohol etylowy. Temperatura wrzenia 78 stopni C.
1.Występowanie.
Alkohol etylowy jest jednym z najczęściej stosowanych rozpuszczalników w przemyśle. Jest też używany do ekstrakcji i syntezy związków organicznych w przemyśle chemicznym i farmaceutycznym. Ostatnio znalazł zastosowanie jako paliwo do silników spalinowych. Główną przyczyną zatruć etanolem jest jego spożywanie w różnej postaci przez miliony ludzi. Na pary etanolu narażeni są pracownicy przemysłu spirytusowego, browarniczego oraz meblarskiego.
2.Losy w organizmie.
Etanol dobrze wchłania się z przewodu pokarmowego. Z pustego żołądka wchłanianie następuje w ciągu 1 - 2 godzin. Obecność treści pokarmowej opóźnia ten proces do 6 godzin. Alkohol rozmieszcza się we wszystkich tkankach i narządach, przenika przez barierę krew - mózg. Większość wchłoniętego alkoholu, 90 - 98%, ulega utlenieniu w wątrobie, a 2 - 10% wydala się przez płuca i nerki w postaci niezmienionej. Przyjmuje się, że szybkość biotransformacji etanolu u dorosłego człowieka wynosi średnio 7 g/h.
Główną drogą biotransformacji alkoholu etylowego jest utlenianie do aldehydu octowego katalizowane przez dehydrogenazę alkoholową. Około 6% dawki etanolu utlenia się przy udziale cytochromu P-450 2E1, dawniej określanego jako układ enzymatyczny MEOS. Etanol spożywany wielokrotnie powoduje indukcję tej formy cytochromu P-450, przyspieszając swój metabolizm.
3.Toksyczność - mechanizm działania.
Etanol działa depresyjnie na ośrodkowy układ nerwowy. Małe stężenia etanolu we krwi wywołują pobudzenie, ze wzrostem stężenia we krwi nasila się działania depresyjne. Przyjmuję się, że efekt ten jest spowodowany zakłóceniami funkcji i struktury błon komórkowych w ośrodkowym układzie nerwowym przez cząsteczki etanolu. Wywołuje to depresję układu siatkowatego pobudzającego, a w konsekwencji utratę kontroli nad wieloma funkcjami. Etanol wykazuje silne działanie hepatotoksyczne i zakłóca bilans energetyczny. Alkohol etylowy dostarcza organizmowi znacznych ilości energii, 7,1 kcal/g, co przy dziennym spożyciu 200 - 250 g etanolu stanowi połowę dziennego zapotrzebowania, czyli 1500 kcal/24h. Przy zachowaniu prawidłowego odżywiania dodatkowa energia dostarczana przez etanol może być przyczyną otyłości i stłuszczenia wątroby. Jeżeli alkohol zastępuje część energii z innych źródeł, może to prowadzić do niedożywienia i niedoboru niezbędnych dla organizmu składników, np. witamin i mikroelementów. Wykazano też, że etanol zakłóca wchłanianie i metabolizm witaminy A i D, cykl enterohepatyczny kwasu foliowego, a także powoduje rozkład fosforanu pirodyksolu.
W procesie utleniania alkoholu etylowego powstaje zredukowana postać dinukleotydu nikotynamidoadeninowego (NADH), która gromadzi się w cytoplazmie, zakłócając stan równowagi oksydoredukcyjnej w hepatocytach. Powoduje to zahamowanie niektórych procesów metabolicznych, np. przemiany pirogronianu do glukozy, co prowadzi do stanu głębokiej hipoglikemii.
Innym skutkiem podwyższonego stężenia NADH w hepatocytach jest nasilenie syntezy kwasów tłuszczowych, które w postaci triglicerydów gromadzą się w komórkach, gdzie ulegają przemianie do lipoproteid, co prowadzi do stłuszczenia wątroby.
W procesie biotransformacji etanolu powstają wolne rodniki tlenowe i rodnik hydroksyetylowy, które wywołuja stan stresu oksydacyjnego i przyczyniają się do uszkodzenia wątroby, a także powodują zmiany w ośrodkowym układzie nerwowym, błonie śluzowej żołądka, mięśniu sercowym, jądrach i macicy.
Metabolity etanolu wykazują dużą toksyczność. Aldehyd octowy denaturuje białka i enzymy, natomiast kwas octowy zakłóca równowagę kwasowo - zasadową, wywołują kwasice.
Etanol został uznany za kokancerogen u człowieka, co oznacza, że sam nie inicjuje procesu nowotworowego, jednak wchodzi w interakcje z innymi kancerogenami, stymulując powstawanie zmian nowotworowych.
Etanol zwiększa toksyczność wielu związków chemicznych np. hepatotoksyn: tetrachlorku węgla, chloroformu, trichloroetylenu, dimetylonitrozoaminy. Mechanizm tego zjawiska polega na indukcji przez etanol cytochromu P-450 2E1, który jest również odpowiedzialny za tworzenie toksycznych metabolitów wymienionych związków. Alkohol etylowy nasila działanie wielu leków: przeciwkrzepliwych, nasennych, uspokajających, przeciwdepresyjnych, insuliny i inhibitorów oksydazy monoaminowj (MAO).
Nadużywanie alkoholu przez kobiety w ciąży może być przyczyną tzw. zespołu poalkoholowego uszkodzenia płodu. Zespól ten charakteryzuje się niedorozwojem umysłowym noworodka, małogłowiem i upośledzoną koordynacją ruchową.
3.Zatrucia.
Zatrucia ostre. Przebieg zatrucia ostrego zależy od dawki alkoholu etylowego:
a.)Zatrucia lekkie - przy srężeniu alkoholu we krwi 0,5 - 1,5 g/dm3 charakteryzuje się pobudzeniem, niewielkim upośledzeniem widzenia, koordynacji ruchowej i mięśniowej oraz wydłużonym czasem reakcji. Klinicznie objawy zatrucia występuję u 25% osób tej grupy.
b.)Zatrucia umiarkowane - przy stężeniu alkoholu we krwi 1,5- 3,0 g/dm3 powoduje wyraźne upośledzenie widzenia, percepcji zmysłowej oraz koordynacji mięśniowej. Obserwuje się wydłużenie czasu reakcji oraz bełkotliwą mowę. 50 - 95% osób z tej grupy wykazuje kliniczne objawy zatrucia.
c.)Zatrucia ciężkie - przy stężeniu 3 - 5 g/dm3 charakteryzuje się wyraźnymi zaburzeniami koordynacji i upośledzeniem widzenia. Może się rozwinąć hipoglikemia z hipotermią, występuje sztywność kończyn, drgawki i szczękościsk, zagraża utrata przytomności. W grupie tej zdażają się zgony.
d.)Śpiączka - występuje przy stężeniu alkoholu we krwi ponad 5 g/dm3. Obserwuje się utratę przytomności, osłabienie odruchów oraz całkowite zniesienie reakcji na bodźce zewnętrzne. W tej grupie zatrutych występują częste zgodny.
e.)Zatrucie przewlekłe - Przewlekłe spożywanie alkoholu etylowego prowadzi do uzależnienia zwanego alkoholizmem.
4.Metody oceny narażenia.
Oznacza się stężenie alkoholu etylowego w powietrzu na stanowisku pracy. W celu oceny stopnia zatrucia alkoholem etylowym oznacza się jego zawartość we krwi i w powietrzu wydychanym.
W przewlekłym alkoholizmie wykonuje się badania kliniczne i laboratoryjne oceniające stan wątroby oraz badania EKG oceniające uszkodzenia mięśnia sercowego.
5.Wartości biologiczne i toksyczne.
Stężenie fizjologiczne alkoholu etylowego we krwi wynosi poniżej 0,1 promila. Stężenie we krwi 0,2 promila jest obecnie w Polsce wartością progową, od której rozpoczyna się stan po spożyciu alkoholu i uznawane jest za wykroczenie w ruchu drogowym. Wartość 0,5 promila uznaje się za stan upojenia alkoholowego i jest uważane za przestępstwo. Pary etanolu nie stanowią większego zagrożenia w przemyśle, dlatego też wysoka jest wartość NDS - 1900 mg/m3.