Dampvergiftiging door ethyleenglycol

Hoewel 1,2-dioxyethaan (ethaandiol-1,2) in de derde toxiciteitsklasse van de vier valt vanwege de negatieve effecten op het lichaam, kan een vergiftiging met ethyleenglycol zeer ernstige gevolgen hebben en zelfs de dood tot gevolg hebben.

Deze licht olieachtige, zoet smakende, transparante, kleurloze en geurloze vloeistof is een tweewaardige alcohol. Wereldwijd wordt ongeveer tweederde van ethyleenglycol gebruikt als chemisch tussenproduct en in antivries, remvloeistof en anticorrosie-additieven voor auto's.

Lees meer over de productie van ethyleenglycol, de eigenschappen en toepassingen ervan in de publicatie – Ethyleenglycol.

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

Epidemiologie

Volgens statistieken van het Amerikaanse agentschap voor toxische stoffen en ziekteregistratie zijn er in de periode 2006-2013 in Amerika 45.097 gevallen van ethyleenglycolvergiftiging geregistreerd. In 154 gevallen was de afloop fataal.

In de Verenigde Staten worden jaarlijks meer dan 5,5 duizend gevallen van vergiftiging met deze stof geregistreerd. In 84% van de gevallen vindt vergiftiging per ongeluk plaats; twee derde van de slachtoffers is man. Het sterftecijfer als gevolg van vergiftiging varieert van 1 tot 22%, afhankelijk van de hoeveelheid ethyleenglycol die het lichaam is binnengedrongen en de tijdigheid van medische zorg.

In het Verenigd Koninkrijk vinden er jaarlijks tot wel 400 gevallen van ethyleenglycolvergiftiging plaats, maar in 18% van de gevallen betreft het kinderen jonger dan vijf jaar en bij volwassenen gaat het in 65% van de gevallen om suïcidale gedachten.

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

Oorzaken ethyleenglycolvergiftiging

De minimale dodelijke dosis ethyleenglycol voor volwassenen bedraagt 1,4-1,6 ml per kilogram lichaamsgewicht, d.w.z. bij een lichaamsgewicht van 80 kg 200-220 ml (volgens andere gegevens 90-100 ml). Vergiftigingsoorzaken zijn accidentele of opzettelijke consumptie van een bepaalde hoeveelheid ethyleenglycol; alcoholisten die bijvoorbeeld wodka vervangen door antivries of remvloeistof, kunnen herhaaldelijk vergiftigd raken met ethyleenglycol.

De pathogenese van de toxische effecten van ethaandiol-1,2 is te wijten aan de producten van zijn stofwisseling, die de werking van de nieren, het cardiovasculaire systeem en het zenuwstelsel verstoren.

Ethyleenglycol wordt snel opgenomen via het maag-darmkanaal en de damp of aerosol via de luchtwegen. Na opname verspreidt ethyleenglycol zich in de inwendige vloeistoffen.

In de lever en de nieren ondergaat het een enzymatische metabolisatie. Eerst wordt het met behulp van aldehydeoxidase en aldehydedehydrogenase afgebroken tot glycaldehyde, dat snel wordt omgezet in glycosylzuur (glycolaat) en dialdehyde-ethaandizuur (glyoxaal).

Verdere omzetting van glycosylzuur leidt tot de vorming van glyoxylaat, dat op zijn beurt uiteenvalt in: formiaat (zout van methaanzuur), ethaandizuur- of oxaalzuurzout (oxalaat), glycine (aminoazijnzuur) en koolstofdioxidegas.

Door de ophoping van zure metabolieten raakt het zuur-base-evenwicht in het lichaam verstoord (o.a. door veranderingen in de pH-waarde van het arteriële bloed), waardoor een toestand van metabole acidose ontstaat, die een negatief effect heeft op de werking van het zenuwstelsel, de longen en het hart.

De eliminatie van ethyleenglycol vindt plaats via uitgeademde koolstofdioxide en de uitscheiding van ethyleen, glycol en glycolzuur via de urine. De halfwaardetijd bij mensen ligt vermoedelijk tussen 2,5 en 8,4 uur.

[ 11 ]

Risicofactoren

Risicofactoren voor ethyleenglycolvergiftiging, evenals de oorzaak ervan, zijn inname ervan. Dit geldt ook voor gevallen waarin vergiftiging optreedt met remvloeistof, die 1,2-dioxyethaan bevat.

Wanneer deze stof wordt uitgegoten in een industriële installatie of vanuit een container in een woonwijk, treedt er geen vergiftiging op. Mensen die echter werken in industrieën waar ethyleenglycol wordt gebruikt, kunnen langdurig in contact komen met grondstoffen of producten die ethyleenglycol bevatten, wat in kleine doses ethyleenglycolvergiftiging kan veroorzaken. Met name luchthavenpersoneel dat betrokken is bij de behandeling van start- en landingsbanen en vliegtuigen tegen ijsvorming in de winter (door het sproeien van geschikte vloeistoffen) kan worden blootgesteld aan lage concentraties ethyleenglycol in de luchtwegen. Daarom wordt ethyleenglycol nu steeds vaker vervangen door propyleenglycol.

Deskundigen merken op dat factoren die het risico op vergiftiging door blootstelling aan ethyleenglycol beïnvloeden, onder andere de dosis, de duur en de aard van het contact zijn. Tegelijkertijd wordt aangenomen dat achtergrondconcentraties van ethyleenglycol in de lucht, de bodem, het oppervlaktewater en het grondwater niet tot vergiftiging leiden.

[ 12 ], [ 13 ], [ 14 ]

Symptomen ethyleenglycolvergiftiging

Na inname van ethyleenglycol manifesteren de eerste tekenen van CZS-depressie zich als alcoholvergiftiging - met duizeligheid, agitatie of verhoogde slaperigheid. Deze korte latente periode wordt echter snel vervangen door de eerste fase (fase of stap) van toxische effecten, die tot 12 uur kan duren en zich manifesteert in maag-darmklachten (met misselijkheid, braken en buikpijn), evenals tachycardie, verwardheid, convulsies, hoofdpijn, nystagmus en verminderde urinelozing.

In het tweede stadium (12-36 uur na inname) ontwikkelen zich metabole acidose en daarmee gepaard gaande hart- en longsymptomen van ethyleenglycolvergiftiging: oppervlakkige, snelle ademhaling (tachypneu) met tachycardie, verhoogde longventilatie (hyperpneu), cyanose, longoedeem en/of hartstilstand.

Vaak zijn in de tweede fase van vergiftiging de cardiopulmonale symptomen niet zo duidelijk zichtbaar, en moet er aandacht worden besteed aan acidose, acuut nierfalen en onderdrukking van de functies van het centrale zenuwstelsel, wat zich kan uiten in neurologische symptomen, waaronder gehoorverlies en gezichtsverlamming.

Tijdens de derde fase van de intoxicatie, die gemiddeld 24-72 uur duurt, treedt nefrotoxiciteit van de ethyleenglycolmetabolieten op de voorgrond: nierbeschadiging (met parenchymnecrose en afzetting van oxalaatkristallen), wat pijn in de lumbale regio en een verstoorde diurese (anurie of oligurie) veroorzaakt.

Inademing van ethyleenglycol in een gemiddelde concentratie in de lucht van maximaal 140-200 mg/m3 gedurende vijf minuten veroorzaakt vergiftiging door ethyleenglycoldamp – ernstige irritatie van de bovenste luchtwegen, inclusief een branderig gevoel in de luchtpijp en hoesten. Het heeft ook een negatieve invloed op de longen, het hart, het centrale en perifere zenuwstelsel, de lever, het hematopoëtische en lymforeticulaire systeem.

Bij lagere concentraties is chronische ethyleenglycolvergiftiging mogelijk, wat gepaard gaat met een gevoel van zwakte, duizeligheid, irritatie van de slijmvliezen van neus en ogen, een verhoogde hartslag en bloeddruk en immunosuppressie.

Complicaties en gevolgen

Ethyleenglycolvergiftiging komt veel voor en zonder snelle detectie en behandeling blijft het risico op overlijden door deze stof hoog. Dit komt door de gevolgen en complicaties zoals acuut nierfalen, hemodynamische instabiliteit en hersenschade die tot coma kan leiden.

Een daling van het calciumgehalte in het bloed van de krokodil – hypocalciëmie – leidt tot ernstige stuiptrekkingen, tetanie, een onregelmatige hartslag en hartblokkade.

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

Diagnostics ethyleenglycolvergiftiging

Omdat veel van de klinische symptomen van ethyleenglycolvergiftiging ook voorkomen bij andere vormen van vergiftiging, is de diagnose vaak moeilijk.

Bovendien vertonen patiënten, en met name kinderen, die binnen een uur na inname van ethyleenglycol in een zorginstelling worden opgenomen, mogelijk nog geen symptomen.

De volgende tests helpen bij het diagnosticeren van ethyleenglycolvergiftiging:

• bloedtest op ethyleenglycolgehalte;
• bloed- en urineanalyse voor het osmolaire bereik, dat wil zeggen om de osmolaliteit van het bloedserum te bepalen;
• biochemische bloedtesten om de pH-waarde, serumelektrolyten (calcium, kalium, chloriden), glucose-, ureum- en creatininewaarden te bepalen;
• urineonderzoek op pH, stikstof- en creatininegehalte; gehaltes aan eiwit, β-N-acetylglucosaminidase en β-2-microglobuline;
• urinemicroscopie om calciumoxalaatkristallen te detecteren.

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

Differentiële diagnose

Op basis van de totaliteit van de resultaten van deze analyses wordt ook differentiële diagnostiek uitgevoerd, omdat differentiële diagnostiek vergiftigingen met salicylaten, metformine, methanol, isopropylalcohol, chloorethanol, dimethylsulfaat omvat, evenals alcoholische of diabetische ketoacidose, lactaatacidose of acuut nierfalen.

Lees ook het artikel – Diagnose van acute vergiftiging

[ 25 ], [ 26 ]

Behandeling ethyleenglycolvergiftiging

Bij een vergiftiging met ethyleenglycol is allereerst spoedhulp vereist: de maag moet leeggemaakt worden en gespoeld worden met een grote hoeveelheid soda-oplossing (een eetlepel per liter water). Dit werkt alleen direct na het innemen van ethanol, binnen het eerste uur.

Het heeft echter geen zin om actieve kool te gebruiken, omdat het geen 1,2-dioxyethaan adsorbeert.

Verdere behandeling van ethyleenglycolvergiftiging is gericht op het blokkeren van de vorming van zijn toxische metabolieten en de ontwikkeling van acidose. Hiervoor wordt intraveneus een tegengif voor ethyleenglycolvergiftiging toegediend: ethanol of 4-methylpyrazol.

In de meeste gevallen wordt ethanol (ethylalcohol) gebruikt: intraveneus – 10 ml/kg 10% ethanol in 5% dextrose gedurende 30 minuten; oraal – verdunde 95% ethylalcohol (in een verhouding van 1 ml/kg).

Bij een voldoende concentratie ethanol in het bloed (tot 100 mg/dl) stopt de biochemische omzetting van ethyleenglycol vrijwel volledig. In noodsituaties adviseren toxicologen om een gelijkwaardige hoeveelheid van een sterke alcoholische drank in te nemen.

Hemodialyse helpt om bij acute vergiftiging het gehalte aan ethaandiol-1,2-metabolieten in het bloed snel te verlagen.

De verdere inspanningen van artsen zijn gericht op:

• om acidose en hyperkaliëmie te corrigeren door intraveneuze toediening van natriumbicarbonaatoplossing (150-200 ml/uur) gedurende de eerste paar uur met controle van de kaliumspiegel in het bloed;
• om het lichaam uit een toestand van acidose te halen (met een pH van het bloed < 7,25-7,3) – ook door hemodialyse of peritoneale dialyse uit te voeren;
• om voldoende diurese te handhaven (toediening van vloeistoffen via de mond of intraveneus);
• om hypocalciëmie te bestrijden – met calciumgluconaat-infusen (10% oplossing met dextrose of zoutoplossing).

Afhankelijk van de pathologische gevolgen van de intoxicatie worden passende medicijnen gebruikt om de functies van afzonderlijke organen en systemen te ondersteunen.

Vitaminen zijn ook nodig: thiamine (B1) 100 mg per dag en pyridoxine (B6) - 10-25 mg per dag. Het innemen van deze vitamines helpt bij de afbraak van een van de giftige metabolieten: glycosylzuur.

Buiten de acute fase van vergiftiging is het mogelijk om fysiotherapeutische behandeling te gebruiken, met name met behulp van therapeutische hypothermie, evenals hyperbare oxygenatie.

Lees ook – Methoden om natuurlijke ontgifting te stimuleren.

Het voorkomen

Het voorkomen van vergiftiging met vloeistoffen die ethyleenglycol bevatten, bestaat uit het naleven van de regels voor de omgang met chemicaliën die schadelijk zijn voor het lichaam, zowel tijdens de productie als thuis.

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

Prognose

Houd er rekening mee dat ethyleenglycolvergiftiging een potentieel dodelijke vergiftiging is. Een gunstige prognose hangt grotendeels af van een vroege diagnose en behandeling.

Als medische hulp wordt ingeroepen in een later stadium van de vergiftiging, kan de prognose slecht zijn, vooral bij patiënten met ernstige acidose. Zelfs als ze overleven, is de kans groot dat ze chronische neurologische schade en nierschade ontwikkelen, waarvoor vaak permanente dialyse of een niertransplantatie nodig is.

[ 35 ], [ 36 ], [ 37 ]