Czy glikol jest trujący?

Masz kontakt z glikolem w pracy, w kosmetykach albo w płynie do chłodnicy i zastanawiasz się, czy to naprawdę bezpieczne? Z tego artykułu dowiesz się, kiedy glikol jest trujący, a kiedy uznaje się go za substancję dobrze tolerowaną przez organizm. Poznasz też różnice między glikolem etylenowym a propylenowym oraz najważniejsze informacje o zatruciu.

Czym jest glikol i dlaczego nazwa bywa myląca?

Samo słowo „glikol” nie jest nazwą jednej substancji. To cała grupa związków chemicznych, które mają podobną budowę, ale zupełnie inne działanie na organizm. W praktyce, gdy mówimy o glikolu, najczęściej chodzi o glikol etylenowy albo glikol propylenowy. Dla laika brzmią niemal tak samo, a w rzeczywistości jeden z nich jest silnie toksyczny, drugi natomiast może być składnikiem leków i żywności.

W przemyśle te dwa związki pojawiają się w wielu produktach. Glikol etylenowy to typowy składnik płynów chłodniczych, płynów hamulcowych czy płynów do spryskiwaczy. Z kolei glikol propylenowy znajdziesz w kosmetykach, syropach, płynach do płukania ust, liquidach do e-papierosów i w niektórych produktach spożywczych jako nośnik aromatów. Taka rozbieżność zastosowań powoduje sporo zamieszania, a czasem także groźne pomyłki.

WHO a fałszowany glikol propylenowy

12 kwietnia 2024 r. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) ostrzegła przed sfałszowanym produktem „DOW USP/EP PROPYLENE GLYCOL” wykrytym w Pakistanie. W beczkach oznakowanych jak oryginalny farmaceutyczny glikol propylenowy wykryto bardzo wysokie stężenia glikolu etylenowego – od 0,76% aż do 100%. Oznacza to, że część pojemników zawierała praktycznie czysty, mocno toksyczny etanodiol, udający bezpieczną substancję pomocniczą do leków.

Pakistański urząd DRAP w pierwszym kwartale 2024 r. opublikował trzy komunikaty o pięciu skażonych seriach. Badania potwierdziły, że oznaczenia na beczkach były sfałszowane, a sam produkt nie pochodził z firmy DOW. Oryginalny GLIKOL PROPYLENOWY DOW USP/EP jest dopuszczony do stosowania w farmacji, między innymi jako składnik syropów doustnych. Problemem w tym przypadku nie był więc glikol propylenowy sam w sobie, tylko podmienienie go toksycznym związkiem.

Jakie objawy daje toksyczny, zafałszowany glikol?

Zafałszowany lub mylnie użyty glikol etylenowy w produktach leczniczych może wywołać u pacjenta bardzo ciężkie objawy. WHO w swoim ostrzeżeniu wymienia ból brzucha, wymioty, biegunkę, niemożność oddawania moczu, ból głowy, zmiany stanu psychicznego oraz ostre uszkodzenie nerek. Taki obraz jest typowy dla działania metabolitów glikolu etylenowego, które powstają w wątrobie po jego spożyciu i uszkadzają wiele narządów.

Z uwagi na ryzyko, że fałszywy surowiec trafi także poza Pakistan, WHO zaleciła wytwórcom leków i dostawcom substancji pomocniczych wzmocnienie kontroli łańcucha dostaw. W praktyce oznacza to konieczność dokładnego sprawdzania każdej partii glikolu propylenowego, potwierdzania pochodzenia od producenta oraz badania czystości substancji przed użyciem jej do wytwarzania syropów, roztworów czy innych preparatów doustnych.

Jakie właściwości ma glikol etylenowy?

Glikol etylenowy, czyli 1,2-etanodiol, ma wzór sumaryczny CH₂OH-CH₂OH. Jest to bezbarwna ciecz o lekko słodkim smaku i zapachu przypominającym etanol. Bardzo dobrze miesza się z wodą, aldehydami, ketonami czy kwasem octowym, natomiast w ogóle nie rozpuszcza się w czterochlorku węgla. Jego wytwarzanie jest stosunkowo tanie – przemysł pozyskuje go przez hydratację tlenku etylenu, a następnie oczyszczanie w kolumnach rektyfikacyjnych.

W warunkach niskiej temperatury glikol etylenowy ma skłonność do krystalizacji, co jest pewną wadą w części zastosowań technicznych. Ma także mniejszą zdolność do magazynowania ciepła niż woda, około 50% jej pojemności cieplnej. Mimo to jest powszechnie stosowany, bo dobrze obniża temperaturę zamarzania roztworów i ma korzystne właściwości fizykochemiczne z perspektywy technologii przemysłowych.

Do czego wykorzystuje się glikol etylenowy?

W codziennym życiu najczęściej spotykasz się z glikolem etylenowym w formie płynu do chłodnic w samochodach. Stosuje się go jako przemysłowe chłodziwo w układach, gdzie potrzebna jest stabilna temperatura pracy i ochrona przed zamarzaniem. Poza motoryzacją jest też surowcem do produkcji wielu materiałów.

Glikol etylenowy bierze udział w wytwarzaniu włókien poliestrowych, folii, butelek i innych opakowań. Produkty oparte na tym surowcu uchodzą za korzystne ekonomicznie, a przy dobrze zaprojektowanym recyklingu mogą być też rozwiązaniem proekologicznym. Dodatkowo etanodiol wykorzystuje się w sprężarkach gazu, instalacjach klimatyzacyjnych, systemach wentylacji oraz ogrzewania, gdzie pełni rolę nośnika ciepła.

Dlaczego glikol etylenowy jest trujący?

Z toksykologicznego punktu widzenia największym problemem nie jest sam glikol etylenowy, ale jego metabolity. Po spożyciu bardzo szybko wchłania się z przewodu pokarmowego, a następnie w wątrobie ulega przemianie przez dehydrogenazę alkoholową do szeregu związków: aldehydu glikolowego, kwasu glikolowego, glioksalowego i kwasu szczawiowego. To właśnie te substancje poważnie uszkadzają narządy.

Kwas glikolowy powoduje głęboką kwasicę metaboliczną, która zaburza pracę niemal wszystkich układów. Kryształy szczawianu wapnia odkładają się w kanalikach nerkowych i mechanicznie je uszkadzają, co prowadzi do niewydolności nerek. Aldehyd glikolowy hamuje ważne szlaki metaboliczne, w tym przemiany glukozy. Działanie cytotoksyczne dotyczy szczególnie komórek nerek, ale też ośrodkowego układu nerwowego, co tłumaczy zaburzenia świadomości czy śpiączkę u osób zatrutych.

Dawka śmiertelna glikolu etylenowego wynosi około 70–100 ml czystej substancji, czyli 1,0–1,4 ml/kg masy ciała dorosłego człowieka, a już ponad 5 ml uznaje się za dawkę toksyczną.

Jak przebiega zatrucie glikolem etylenowym?

Zatrucie glikolem etylenowym bywa podstępne, bo pierwsze objawy bardzo przypominają klasyczne upojenie alkoholowe. Dotyczy to zwłaszcza osób uzależnionych od alkoholu, które wypijają płyn do chłodnicy jako tani „zamiennik” etanolu. Otoczenie często nie reaguje, bo widzi tylko chwiejny chód, bełkotliwą mowę i senność. Prawdziwe zagrożenie zaczyna się po kilku godzinach, gdy do głosu dochodzą toksyczne metabolity.

W kolejnych fazach dochodzi do narastającej kwasicy metabolicznej i uszkodzeń narządowych. Pojawiają się nudności, wymioty, pobudzenie, głębokie i przyspieszone oddychanie typu oddech Kussmaula, zaburzenia świadomości, a nawet śpiączka. Serce reaguje tachykardią lub zaburzeniami rytmu, ciśnienie może spadać. Z czasem coraz wyraźniej widoczne jest uszkodzenie nerek.

Objawy ostrego zatrucia

W ostrym zatruciu glikolem etylenowym obraz kliniczny zmienia się w czasie. Na początku dominuje „upojenie”, czyli senność, zaburzenia koordynacji i czasem drgawki. Gdy metabolity zaczną się kumulować, pacjent zaczyna szybciej oddychać, dochodzi do tachykardii, podwyższenia ciśnienia lub przeciwnie – gwałtownego spadku, pojawiają się wymioty i silny niepokój. W badaniach laboratoryjnych widać pogłębiającą się kwasicę metaboliczną.

Po 24–72 godzinach dominują już objawy niewydolności nerek: początkowo częstomocz, a następnie anuria, czyli brak wydalania moczu. Tężyczka wynikająca z hipokalcemii, skurcze mięśniowe, drgawki i zaburzenia świadomości świadczą o uszkodzeniu ośrodkowego układu nerwowego i powikłaniach ogólnoustrojowych. Najczęstszą przyczyną zgonu jest niewydolność krążenia lub ciężkie uszkodzenie mózgu, rzadziej same nerki.

Przewlekłe narażenie na glikol etylenowy

Przewlekłe zatrucie dotyczy głównie osób długo narażonych na opary glikolu etylenowego, na przykład w źle wentylowanych halach przemysłowych. Objawy narastają stopniowo. To przede wszystkim podrażnienie oczu i górnych dróg oddechowych, uczucie drapania w gardle, kaszel. Z czasem może dojść do zaburzeń pracy nerek, które wymagają dalszej diagnostyki.

Glikol etylenowy wchłania się także przez skórę, choć ta droga jest zwykle mniej istotna niż inhalacja i spożycie. Przy długim kontakcie i dużych powierzchniach narażenia warto stosować rękawice ochronne, choć zdecydowanie najgroźniejsze pozostaje wypicie substancji lub płynu chłodniczego zawierającego etanodiol.

Jak lekarze rozpoznają zatrucie glikolem etylenowym?

Najpewniejszym potwierdzeniem zatrucia jest oznaczenie stężenia glikolu etylenowego we krwi. Poziom powyżej 50 mg/dl uznaje się za bardzo groźny. Gdy od spożycia minęło już kilka godzin, samo stężenie glikolu może być niższe, bo część substancji uległa przemianie, a mimo to stan pacjenta jest ciężki z powodu metabolitów. Dlatego lekarze wykonują cały panel badań.

W diagnostyce wykorzystuje się gazometrię krwi tętniczej, oznaczenia elektrolitów, wapnia, glukozy, parametrów nerkowych (mocznik, kreatynina) oraz aktywności aminotransferaz w osoczu. Można też zbadać osad moczu w poszukiwaniu kryształów szczawianu wapnia, które są bardzo typowym znaleziskiem w zatruciu glikolem etylenowym. Na tej podstawie dobiera się intensywność leczenia i ocenia rokowanie.

Na czym polega leczenie zatrucia glikolem etylenowym?

Metabolizm glikolu etylenowego przebiega z udziałem tego samego enzymu co metabolizm alkoholu etylowego. To ważna informacja, bo etanol i fomepizol działają jak swoiste odtrutki. Konkurują o dehydrogenazę alkoholową, blokując przemianę glikolu do toksycznych metabolitów. Stosuje się je jak najszybciej, jeszcze zanim rozwiną się pełnoobjawowe powikłania.

U chorych w ciężkim stanie często wdraża się hemodializę, która pomaga usunąć zarówno glikol, jak i jego metabolity z krwi. Równolegle prowadzi się leczenie objawowe, podtrzymując podstawowe funkcje życiowe, wyrównując kwasicę metaboliczną wodorowęglanem sodu, korygując zaburzenia elektrolitowe. U osób uzależnionych od alkoholu podaje się domięśniowo witaminy B1 i B6, które wspierają procesy detoksykacji i mogą zmniejszać uszkodzenia nerwów i nerek.

Rokowanie zależy w dużej mierze od czasu. Im szybciej osoba po spożyciu glikolu etylenowego trafi do szpitala, tym większa szansa na pełne wyzdrowienie i mniejsze ryzyko trwałej niewydolności nerek.

Czy glikol propylenowy jest bezpieczny?

Na tle glikolu etylenowego glikol propylenowy (C₃H₈O₂, propanodiol) ma opinię substancji dobrze tolerowanej przez organizm. Jest bezbarwną, lepką cieczą, silnie higroskopijną, czyli łatwo chłonącą wodę z otoczenia. Świetnie rozpuszcza się w wodzie, acetonie, chloroformie oraz wielu żywicach, barwnikach i olejkach eterycznych. W przemyśle produkuje się go głównie przez uwodnienie tlenku propylenu, ale coraz częściej także z odpadów roślinnych – wtedy nazywamy go bioglikolem.

Glikol propylenowy ma długą historię stosowania w kosmetykach, farmacji i żywności. Badania kliniczne i toksykologiczne wskazują, że nie ma właściwości rakotwórczych, mutagennych ani fototoksycznych. W typowych stężeniach nie podrażnia skóry i oczu oraz nie wywołuje alergii. Europejska Agencja Chemikaliów (ECHA) klasyfikuje go jako substancję nietoksyczną i dobrze tolerowaną w zastosowaniach kosmetycznych i farmaceutycznych.

Gdzie znajdziesz glikol propylenowy?

Ze względu na korzystne właściwości fizykochemiczne glikol propylenowy jest używany w wielu branżach. W kosmetykach pełni rolę rozpuszczalnika, humektantu i nośnika substancji aktywnych. W przemyśle spożywczym poprawia konsystencję, wygląd, smak i trwałość produktów. W e-papierosach jest jednym z głównych składników liquidów, odpowiada między innymi za przenoszenie nikotyny i aromatów.

W praktyce możesz spotkać glikol propylenowy jako składnik między innymi:

• kremów, balsamów i serum do twarzy,
• past do zębów i płynów do płukania ust,
• dezodorantów w sztyfcie,
• syropów i roztworów doustnych jako rozpuszczalnik substancji czynnych,
• płynów hamulcowych i chłodniczych w wersjach mniej toksycznych środowiskowo,
• olejków zapachowych i olejków do masażu jako nośnik zapachu,
• wyrobów tytoniowych i liquidów jako rozcieńczalnik nikotyny.

W farmacji oznaczenie „USP/EP” przy glikolu propylenowym informuje, że substancja spełnia wymagania Farmakopei Amerykańskiej i Europejskiej. To z kolei oznacza wysoką czystość, dokładnie zdefiniowane parametry jakościowe i dopuszczenie do stosowania jako substancja pomocnicza w lekach.

Czy glikol propylenowy może szkodzić płucom?

Bezpieczeństwo glikolu propylenowego dotyczy przede wszystkim drogi doustnej i kontaktu ze skórą. Inaczej wygląda sytuacja, gdy ten sam związek trafia do płuc w postaci aerozolu. Badania dotyczące e-papierosów pokazują, że inhalowanie mieszaniny glikolu propylenowego, gliceryny, nikotyny i aromatów może wywoływać stany zapalne w układzie oddechowym.

Zespół Constantinosa Glynnosa z Uniwersytetu w Atenach prowadził badania na czterech grupach myszy narażonych przez 3 dni lub 4 tygodnie na różne aerozole: dym papierosowy, parę z glikolu propylenowego i gliceryny, ten sam aerozol z nikotyną oraz z nikotyną i substancjami zapachowymi. Grupa kontrolna oddychała czystym powietrzem. Już po trzech dniach w grupach wdychających aerozol z e-papierosów nasilił się stan zapalny w płucach, pojawiła się nadprodukcja śluzu i wzrost stresu oksydacyjnego, czasem większy niż przy dymie tytoniowym.

U wszystkich myszy wdychających aerozol z glikolem propylenowym zaobserwowano zmiany elastyczności tkanek płuc i zwiększony opór dróg oddechowych, co przekłada się na gorszy przepływ powietrza.

Po czterech tygodniach zaburzenia mechaniki płuc utrzymywały się głównie u zwierząt narażonych na dym papierosowy, ale wyniki sugerują, że para z e-papierosów nie jest obojętna dla układu oddechowego. Szczególnie niekorzystnie działają substancje zapachowe, powszechnie obecne w liquidach, a rzadko występujące w tradycyjnych papierosach. Przegląd badań opublikowany w „American Journal of Physiology – Lung Cellular and Molecular Physiology” wskazuje na wyraźny potencjał toksyczny aerozolu z e-papierosów dla płuc, niezależnie od tego, czy użytkownik wcześniej palił tradycyjne papierosy.

Jak różni się szkodliwość glikolu etylenowego i propylenowego?

Najważniejsza różnica między glikolem etylenowym a glikolem propylenowym dotyczy toksyczności. Etanodiol jest substancją trującą przy połknięciu, wdychaniu i przy dłuższym kontakcie ze skórą. Jego spożycie prowadzi do ciężkiej kwasicy metabolicznej, uszkodzenia nerek i ośrodkowego układu nerwowego, a dawka śmiertelna wynosi zaledwie kilkadziesiąt mililitrów. Dlatego nie wolno go stosować tam, gdzie istnieje ryzyko kontaktu z żywnością lub wodą pitną.

Glikol propylenowy ma znacznie lepszy profil bezpieczeństwa. W przypadku spożycia w typowych dawkach nie stanowi zagrożenia dla zdrowia ani życia, nie kumuluje się w organizmie i nie wykazuje działania kancerogennego ani mutagennego. Nie uczula skóry, nie podrażnia oczu i jest uznany przez instytucje takie jak ECHA za składnik bezpieczny w kosmetykach. Jego słabym punktem pozostaje inhalacja w dużych ilościach, szczególnie w mieszance z aromatami i nikotyną.

Dla inżynierów i producentów wybór między tymi dwoma związkami bywa dylematem ekonomicznym. Glikol etylenowy jest tańszy i ma nieco lepszą przewodność cieplną, ale jego toksyczność ogranicza zastosowanie tam, gdzie człowiek może mieć z nim bezpośredni kontakt. Glikol propylenowy jest droższy, za to bezpieczniejszy dla użytkownika końcowego, dlatego chętnie sięga po niego farmacja, kosmetyka i przemysł spożywczy.

Co możesz zrobić, żeby ograniczyć ryzyko?

Jeśli na co dzień masz do czynienia z produktami zawierającymi glikole, warto kierować się kilkoma prostymi zasadami. W miejscu pracy znaczenie mają procedury i sprzęt ochronny, w domu czy warsztacie – uważne czytanie etykiet i rozsądne przechowywanie chemikaliów z dala od dzieci. Świadoma decyzja o tym, jakiej substancji używasz, realnie zmniejsza zagrożenie zatruciem.

Na co zwrócić uwagę:

1. Sprawdzaj na opakowaniu, czy produkt zawiera glikol etylenowy czy glikol propylenowy.
2. Nie przelewaj płynu chłodniczego do butelek po napojach – słodki smak glikolu etylenowego zwiększa ryzyko przypadkowego wypicia przez dzieci.
3. Pracując z płynami technicznymi, używaj rękawic i zapewnij dobrą wentylację pomieszczenia.
4. W przypadku e-papierosów pamiętaj, że aerozol z glikolem propylenowym i aromatami może nasilać stany zapalne w drogach oddechowych.
5. Jeśli podejrzewasz zatrucie glikolem etylenowym, nie czekaj na rozwój objawów – kontakt z lekarzem w pierwszych godzinach jest decydujący.