INTERNA 2014 Rozpuszczalniki, węglowodory

1. INTERNA 2014Rozpuszczalniki, węglowodory lek. med. Tomasz Kłopotowski

2. Rozpuszczalniki • substancje ciekłe stosowane do otrzymywania roztworów (mieszanina cieczy i ciał stałych): • rozpuszczalniki jonizujące (woda) • rozpuszczalniki niejonizujące – węglowodory

3. Węglowodory - określenie • związki organiczne zbudowane z atomów węgla i wodoru • zawierają alifatyczny łańcuch węglowy lub aromatyczny pierścień węglowy • szeroko rozpowszechnione – paliwa, znajdują się w gospodarstwie domowym i są używane w przemyśle • otrzymywane w wyniku destylacji ropy naftowej lub drewna

4. Węglowodory – podział węglowodory łańcuchowe (alifatyczne) pierścieniowe (cykliczne) nasycone nienasycone alicykliczne aromatyczne (areny) alkany (parafiny) alkeny (olefiny) alkiny (acetyleny) cykloparafiny cykloolefiny cykloacetyleny jednopierścieniowe wielopierścieniowe

5. Węglowodory – toksyczność • funkcją indywidualnych właściwości fizykochemicznych związku: • lepkość • lotność • napięcie powierzchniowe • chemiczna aktywność każdej części łańcucha (podstawniki)

6. Węglowodory - toksyczność • Dawka toksyczna • już kilka mililitrów może wywołać chemiczne zapalenie płuc • spożycie 10 - 20 ml niektórych, ogólnie działających związków (czterochlorek węgla) może być przyczyną śmiertelnego zatrucia

7. Węglowodoryobjawy kliniczne • Aspiracja do płuc: • objawy natychmiast – kaszel, odruchy wymiotne, chrząkanie • w ciągu kilku godzin – przyspieszenie oddechów, duszność, chemiczne zapalenie płuc

8. Węglowodory patofizjologiaukład oddechowy • toksyczność wynika zwykle z aspiracji lub dyfuzji węglowodoru • słaba rozpuszczalność w wodzie, głęboka penetracja – skurcz oskrzeli, odczyn zapalny

9. Węglowodory – patofizjologiaukład oddechowy • w pęcherzykach płucnych – wypierają tlen, niszczą surfaktant – rozlane zmiany wysiękowe, krwotoczne w pęcherzykach płucnych – upośledzenie dyfuzji tlenu • dysfunkcja pęcherzyków prowadzi do nieprawidłowego stosunku wentylacji do perfuzji (V/Q) – niewydolność oddechowa

10. Węglowodory – patofizjologiaukład pokarmowy • bezpośrednie podrażnienie błony śluzowej, są szybko absorbowane przez śluzówkę; • niektóre wywołują oparzenia chemiczne; • objawy: piekący ból w jamie ustnej, gardle, bóle brzucha, nudności wymioty, krwotoczna biegunka; • wymioty zwiększają ryzyko aspiracji

11. Węglowodory – patofizjologiaukład nerwowy • są lipofilne  powinowactwo do bogatolipidowej tkanki nerwowej; • ogólnoustrojowa absorpcja  ostre i przewlekłe toksyczne uszkodzenie ośrodkowego i obwodowego układu nerwowego; • niektóre 6-węglowe alifatyczne WW (np. n-heksan, metylo-n-butyloketon)  metabolizm do związków zaburzających transport aksonalny  obwodowa polineuropatia demielinizacyjna

12. Węglowodory – patofizjologiaukład nerwowy • długotrwałe narażenie na WW w miejscu pracy lub nadużywanie lotnych WW  przewlekłe bóle głowy, ataksja móżdżkowa, upośledzenie funkcji poznawczych i innych wyższych czynności nerwowych • niektóre lotne WW (np. butan, benzen, toluen i ksylen)  działają depresyjnie na OUN, ale także  działanie euforyczne (podniecenie, drżenia, zawroty głowy)

13. Węglowodory – patofizjologiaukład krążenia • wysokie stężenia WW  uwrażliwienie mięśnia sercowego na działanie katecholamin  ryzyko wystąpienia u narażonych VT lub VF (tzw. „nagła śmierć wąchaczy” - może wystąpić, kiedy osoba nadużywająca zrobi nagle większy wysiłek fizyczny krótko po intoksykacji WW) • także – bloki przedsionkowo-komorowe i bradykardia • niektóre mogą obniżać kurczliwość mięśnia sercowego i zmniejszać obwodowy opór naczyniowy

14. Węglowodory droga narażenia • inhalacyjna • bezpośrednie wdychanie par substancji lotnych (”sniffing”) • inhalowanie par z materiału nasączonego lotną cieczą i umieszczonego na twarzy (”huffing”) • powtarzane wdychanie par z umieszczonego w plastikowej torbie węglowodoru (”bagging”) • pokarmowa • przezskórna • parenteralna

15. Węglowodory przyczyny zatruć • przypadkowe spożycie (najczęstsza przyczyna): • typowe u dzieci <5 rż., które mają dostęp do WW bez nadzoru rodzicielskiego • u dorosłych i starszych osób, kiedy WW są przechowywane w nieoznakowanych pojemnikach • zamierzone nadużycie (młodzież i młodzi dorośli) • przypadkowe narażenie w gospodarstwie domowym lub miejscu pracy • masywne spożycia doustne (próby samobójcze)

16. Węglowodory alifatyczne • różnią się długością łańcucha węglowego oraz obecnością oraz ilością wiązań; • łańcuch do C4 – gaz; • łańcuch od C5 do C18 – ciecz; • łańcuch powyżej C18 – ciała stałe – woski parafinowe Największe ryzyko zatrucia – ciekłe, łatwo parujące węglowodory

17. Węglowodory alifatyczne n – Heksan – C6H14 • produkt destylacji ropy naftowej • bezbarwna ciecz, nierozpuszczalna w wodzie, miesza się dobrze z innymi rozpuszczalnikami organicznymi • stosowany jako: odczynnik laboratoryjny, jest składnikiem rozpuszczalników farb i atramentów, w małej ilości w benzynie • wchłania się przez drogi oddechowe, w małym stopniu przez skórę • w organiźmie ulega utlenieniu do neurotoksycznego heksanodionu powodującego obwodowe neuropatie czuciowe uszkadzając osłonki mielinowe nerwów

18. Węglowodory alifatyczne n – Heksan - – C6H14 • w dużym stężeniu wywiera działanie narkotyczne, pojawia się oczopląs, zawroty głowy, senność – ustępują po zakończeniu narażenia • po długotrwałym narażeniu – parestezje, neuropatia ruchowa rzadziej czuciowa – zwolnienie przewodnictwa ruchowego • objawy występują przy stężeniach powyżej 720mg/m3 • działa drażniąco na skórę i błony śluzowe

19. Węglowodory alifatyczne benzyna • mieszanina ciekłych węglowodorów, skład zmienny w zależności od pochodzenia, sposobu otrzymania i stopnia rafinacji; może zawierać małe domieszki węglowodorów aromatycznych, substancji przeciwstukowych – tetraetylek ołowiu; • benzyna samochodowa, • benzyna lotnicza, • benzyna ekstrakcyjna – rozpuszczalnik, • benzyna lakowa – do produkcji lakierów, farb, past do podłóg • benzyna apteczna – nie zawiera węglowodorów aromatycznych i nienasyconych

20. Węglowodory alifatyczne benzyna Zastosowanie: • paliwo płynne, • rozpuszczalnik, • do odtłuszczania, • do prania „na sucho”. Zatrucia: • w przemyśle obuwniczym – stosowana jako rozpuszczalnik, • w pralniach, • przy czyszczeniu i naprawie świeżo opróżnionych zbiorników, • przypadkowe – doustne – wypadek w pracy.

21. Węglowodory alifatyczne benzyna • wchłania się drogą oddechową, w mniejszym stopniu drogą doustną, gromadzi się w tkance tłuszczowej, wykazuje powinowactwo do tkanki nerwowej, wydala się drogą oddechową • zatrucie ostre: – pobudzenie psychoruchowe, wesołkowatość, zaczerwienienie twarzy, tachykardia – przypomina upojenie alkoholowe; - zawroty i bóle głowy, nudności, wymioty, zaburzenia równowagi, senność, śpiączka; - przy stężeniu powyżej 20000mg/m3 – szybka utrata przytomności, zgon

22. Węglowodory alifatyczne benzyna • zatrucie przewlekłe: - zespół rzekomonerwicowy – bóle i zawroty głowy, nadmierna drażliwość, zaburzenia snu, drżenia rąk - niewielka niedokrwistość może wynikać z domieszek benzenu • zachłyśnięcie: - ogólne objawy toksyczne jak w zatruciu ostrym, - odoskrzelowe zapalenie płuc z krwiopluciem, leukocytozą – ropień płuca

23. Węglowodory alifatyczne benzyna Różnicowanie: • zatrucie ostre – upojenie alkoholowe lub zatrucie innym rozpuszczalnikiem organicznym – charakterystyczny zapach z ust (!) • zatrucie przewlekłe – trudne do rozpoznania – konieczne śledzenie dynamiki objawów i wiarygodna ocena narażenia – konieczność konsultacji neurologicznej, psychiatrycznej, psychologicznej

24. Chlorowcopochodne węglowodorów alifatycznych Różnią się: • długością łańcucha węglowego, • obecnością i liczbą wiązań nienasyconych, • liczbą atomów chlorowca i miejscem ich połączenia. Toksyczność wzrasta: • z długością łańcucha węglowego, • obecnością i liczbą wiązań nienasyconych, • liczbą atomów chlorowca . Postać – gazy, łatwo parujące ciecze

25. Chlorowcopochodne węglowodorów alifatycznych chlorek metylu – chlorometan – CH3Cl - w temperaturze pokojowej – gaz • stosowany jako chłodziwo w lodówkach, chłodziarkach • narażenie przy naprawie urządzeń chłodniczych • wchłania się droga oddechową • wydala się drogą oddechową niezmieniony a częściowo utlenia się do kwasu mrówkowego – wydalany z moczem

26. Chlorowcopochodne węglowodorów alifatycznych chlorek metylu – chlorometan – CH3Cl Zatrucie ostre: • kilkunastogodzinny okres utajenia; • zawroty i bóle głowy, osłabienie ostrości wzroku, podwójne widzenie, chwiejny chód; • nudności, wymioty, bóle brzucha • dodatni objaw Romberga, upośledzenie koordynacji ruchów, zaburzenia czynności mięśni okoruchowych • w ciężkim zatruciu – niewydolność nerek, drgawki, śpiączka, zgon(!)

27. Chlorowcopochodne węglowodorów alifatycznych chlorek metylu – chlorometan – CH3Cl Zatrucie ostre: • potwierdzeniem narażenia – kwas mrówkowy w moczu; • próby wątrobowe, • BOM, • kreatynina, mocznik, • badanie neurologiczne Leczenie - szpitalne

28. Chlorowcopochodne węglowodorów alifatycznych chlorek metylenu – dichlorometan – CH2Cl2 • w temperaturze pokojowej – ciecz o temp. wrzenia – 40 st.C. • Zastosowanie: - rozpuszczalnik o wysokim stopniu lotności do usuwania niektórych farb • w kontakcie z płomieniem lub gorącym metalem – powstaje fosgen • wchłania się przez płuca – utlenia się do CO(!!!) • przy 6-cio godzinnym narażeniu -HbCO – do 40% • T1/2 CO – 13 godzin (!!!)

29. Chlorowcopochodne węglowodorów alifatycznych chlorek metylenu – dichlorometan – CH2Cl2 • kontakt ze skórą może powodować oparzenia chemiczne • narządem krytycznym jest OUN: - bóle i zawroty głowy, - drętwienie i mrowienie w kończynach, - senność, utrata przytomności (CO), - ma działanie hepatotoksyczne, - zawał mięśnia sercowego, - demencja

30. Chlorowcopochodne węglowodorów alifatycznych czterochlorek węgla - CCl4 – tetrachlorometan – tetra • bezbarwna, łatwo parująca i niepalna ciecz o słodkawym zapachu; • stosowany w przemyśle chemicznym do chlorowania węglowodorów krótkołańcuchowych oraz w przemyśle gumowym, jest rozpuszczalnikiem do produkcji leków, pestycydów oraz substancji przeciwstukowych; • w przeszłości – do produkcji gaśnic, rozpuszczalnik do prania odzieży, wełny, do odtłuszczania metali i dezynsekcji; • w kontakcie z płomieniem, gorącym metalem – powstaje fosgen

31. Chlorowcopochodne węglowodorów alifatycznych czterochlorek węgla - CCl4 – tetrachlorometan – tetra • w postaci pary wchłaniany jest drogą oddechową, • w postaci cieczy wchłania się przez skórę, • przyjęty doustnie wchłania się z przewodu pokarmowego – zatrucia przypadkowe, suicydalne; spożycie 5 ml może być śmiertelne ; • 50% CCl4 wydala się wolno w stanie niezmienionym przez drogi oddechowe, • wchłonięty CCl4 odkłada się w tkance tłuszczowej, wątrobie, szpiku, mózgu, nerkach • CCl4 ulega rozkładowi do chloru i wolnego rodnika trichlorometylowego, a następnie do chlorowodoru i chlorku karbonylu

32. Chlorowcopochodne węglowodorów alifatycznych czterochlorek węgla - CCl4 – tetrachlorometan – tetra • zmiany narządowe dotyczą wątroby i nerek • wątroba – zwyrodnienie tłuszczowe, nekroza hepatocytów w wyniku peroksydacji lipidów i tworzenia wolnych rodników tlenowych; • nerki – uszkodzenie i martwica kanalików I rzędu, w dużych stężeniach – niedokrwienie całego nefronu – spadku przesączania kłębuszkowego • dowodem narażenia jest stwierdzenie tetrachlorometanu w powietrzu wydechowym i we krwi – do 2 tygodni po przebyciu narażenia

33. Chlorowcopochodne węglowodorów alifatycznych czterochlorek węgla - CCl4 – tetrachlorometan – tetra Zatrucie ostre: I faza - podrażnienie spojówek, błon śluzowych nosa, gardła - nudności, wymioty, zwężenie pola widzenia, diplopia - objawy narkotyczne aż do śpiączki II faza - pozorna poprawa III faza - krwiste wymioty - żółtaczka, hepatomegalia, skaza krwotoczna (protrombina) - oliguria aż do niewydolności nerek ZESPÓŁ WĄTROBOWO - NERKOWY

34. Chlorowcopochodne węglowodorów alifatycznych czterochlorek węgla - CCl4 – tetrachlorometan – tetra Zatrucie ostre: • ostry żółty zanik wątroby (!) • stopniowa poprawa po kilku tygodniach … kilku miesiącach • w nielicznych przypadkach rozwija się marskość wątroby

35. Chlorowcopochodne węglowodorów alifatycznych czterochlorek węgla - CCl4 – tetrachlorometan – tetra Zatrucie przewlekłe: - rzadko, w wyniku długotrwałego, umiarkowanego narażenia, - nie występuje faza narkotyczna, - cechy zespołu wątrobowo – nerkowego o mniejszym stopniu nasilenia - objawy ustępują po przerwaniu narażenia - mogą wystąpić objawy uszkodzenia mózgu i móżdżku w wyniku procesów demielinizacyjnych

36. Chlorowcopochodne węglowodorów alifatycznych czterochlorek węgla - CCl4 – tetrachlorometan – tetra Badania pomocnicze: • tertrachlorometan w powietrzu wydechowym, we krwi, • pełny profil prób wątrobowych, ze wsk. protrombinowym, proteinogramem, badania w kierunku infekcji WZW, • próby nerkowe, BOM, • elektrolity, • usg jamy brzusznej. Różnicowanie: - WZW, - zespół sromotnikowy, - inne zatrucia

37. Chlorowcopochodne węglowodorów alifatycznych czterochlorek węgla - CCl4 – tetrachlorometan – tetra Leczenie: - hiperwentylacja – respiratoroterapia, - wymienne przetoczenie krwi, iHD, CRRT, - antyoksydanty (acetylocysteina), - silibinina (Legalon), - wyrównanie zaburzeń wodno-elektrolitowych i RKZ, - hiperbaria tlenowa (działanie hepatoprotekcyjne)

38. Chlorowcopochodne węglowodorów alifatycznych czterochlorek węgla - CCl4 – tetrachlorometan – tetra Rokowanie: - niepewne – zależy od stopnia narażenia, nasilenia i przebiegu objawów; - w ciężkich przypadkach zatrucie może zakończyć się zgonem; - wyleczenie po długotrwałym leczeniu, rehabilitacji

39. Chlorowcopochodne węglowodorów alifatycznych Trichloroetylen (Cl2C=CHCl) - TRI • bezbarwna ciecz o przyjemnym, aromatycznym zapachu, lotna; • zastosowanie przy odtłuszczaniu metali, rozpuszczalnik farb, emalii, smoły, gumy, do produkcji atramentów i materiałów przylepnych; • dawniej szeroko stosowany w pralniach chemicznych do czyszczenia na sucho; • z uwagi na działanie odurzające stosowany przez wąchaczy

40. Chlorowcopochodne węglowodorów alifatycznych Trichloroetylen (Cl2C=CHCl) – TRI • wchłania się głównie przez drogi oddechowe oraz przez skórę; • większość wydala się w stanie niezmienionym przez płuca; • w organiźmie utlenia się w wątrobie do chloralhydratu, który ulega redukcji do trichloroetanolu (TCE) lub utlenieniu do kwasu trichlorooctowego (TCA). Trójchloroetanol jest utleniany do TCA lub po połączeniu z kwasem glukuronowym wydalany jest z moczem; • biomarkerami narażenia na TRI są: TCE i TCA; • TCE jest wczesnym biomarkerem – wydala się w pierwszych godzinach • TCA wydala się po kilkunastu godzinach, szczyt – 2 – 3 doba

41. Chlorowcopochodne węglowodorów alifatycznych Trichloroetylen (Cl2C=CHCl) – TRI Zatrucie ostre: - działanie drażniące na skórę i spojówki oka, może spowodować uszkodzenie rogówki, - zawroty głowy, uczucie upojenia, bóle głowy, nudności, zaburzenia widzenia i koordynacji ruchowej, splątanie, utrata przytomności, - zaburzenia rytmu serca – VES, FV – zgon, - zaburzenia przewodnictwa w nn obwodowych i n.VII – może utrzymywać się kilkanaście miesięcy, - słabe działanie hepato- i nefrotoksyczne

42. Chlorowcopochodne węglowodorów alifatycznych Trichloroetylen (Cl2C=CHCl) – TRI Zatrucie przewlekłe: - uogólnione osłabienie, senność, brak łaknienia, zaburzenia węchu, apatia, zaburzenia koncentracji uwagi, osłabienie pamięci, - objawy polineuropatii, zwolnienie przewodnictwa w nerwach obwodowych , zmiany w zapisie EEG, - uznany jest za kancerogen – rak wątroby i chłoniak złośliwy

43. Chlorowcopochodne węglowodorów alifatycznych Trichloroetylen (Cl2C=CHCl) – TRI Badania pomocnicze: - TCE – narażenie bieżące - TCA – odzwierciedla okres wcześniejszy – DSB – 20mg/l, - próby wątrobowe, - BOM, próby nerkowe, - EKG, - przewodnictwo nerwowe, EEG, - konsultacje: neurologiczna, psychologiczna, psychiatryczna

44. Chlorowcopochodne węglowodorów alifatycznych Trichloroetylen (Cl2C=CHCl) – TRI Różnicowanie zatrucia ostrego: - upojenie alkoholowe, - zatrucie innymi rozpuszczalnikami, - zatrucie CO. Różnicowanie zatrucia przewlekłego: - zespół rzekomonerwicowy, - polineuropatie np. cukrzycowa, alkoholowa

45. Chlorowcopochodne węglowodorów alifatycznych Trichloroetylen (Cl2C=CHCl) – TRI Zatrucie ostre najczęściej jest odwracalne i nie pozostawia trwałych nastepstw Zatrucie przewlekłe: może być odwracalne w okresie wczesnym, objawy uszkodzenia układu nerwowego – polineuropatie mogą utrzymywać się stale

46. Węglowodory aromatyczne • zawierają w cząsteczce sześcioczłonowy pierścień aromatyczny lub układ kilku skondensowanych pierścieni do których podłączone były podstawniki alkilowe lub arylowe; • najprostszym węglowodorem aromatycznym jest benzen – C6H6; • otrzymuje się z ropy naftowej, smoły pogazowej i gazu ziemnego • znajdują za w wielu dziedzinach przemysłu, stanowią składnik paliw, używane są jako rozpuszczalniki; • w technologiach przemysłowych występują jako mieszaniny

47. Węglowodory aromatyczne benzen – C6H6 • lotna, bezbarwna, palna ciecz otrzymywana z destylacji ropy naftowej • w przeszłości używany jako rozpuszczalnik farb, lakierów, klejów, w przemyśle gumowym i skórzanym • obecnie zastępowany jest mniej toksycznymi rozpuszczalnikami • w benzynie może stanowić maksymalnie 1% • ma zastosowanie w przemyśle chemicznym do syntezy barwników, leków, detergentów, materiałów wybuchowych, fenoli, styrenu

48. Węglowodory aromatyczne benzen – C6H6 • w postaci pary wchłania się przez drogi oddechowe, • w postaci cieczy wchłania się przez nieuszkodzoną skórę, • śmiertelna dawka doustna  100 ml • 50% benzenu wydala się niezmienione przez płuca, • 50% benzenu przechodzi do wątroby, szpiku kostnego, tkanki tłuszczowej, • w wątrobie pod wpływem oksydazy cytochromu P-450 ulega utlenieniu do fenolu, katecholu i kwinolu; • fenol po sprzężeniu z kwasem glukuronowym lub siarczanami wydalany jest z moczem lub po rozerwaniu pierścienia węglowego wydalany jest z moczem jako kwas mukonowy.

49. Węglowodory aromatyczne benzen – C6H6 Zatrucie ostre: - występują rzadko, w sytuacjach awaryjnych; - bóle i zawroty głowy, nudności, odczucie zmęczenia, utrata przytomności , - zaburzenia rytmu serca, - następstwem mogą być trwałe uszkodzenia układu nerwowego, zespół rzekomonerwicowy.

50. Węglowodory aromatyczne benzen – C6H6 Zatrucie przewlekłe: • zmiany w krwiotwórczym: - początkowy okres - wzrost erytrocytów, leukocytów, - okres depresji - mierna leukopenia, - spadek PLT – wydłużenie czasu krwawienia, upośledzenie kurczliwości skrzepu, - leukopenia, względna limfocytoza, - spadek erytrocytów, hemoglobina w normie