Etilenoglicol

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.
Ir para: navegação, pesquisa
Etilenoglicol
Alerta sobre risco à saúde
Ethylene-glycol-3D-vdW.png
Ethylene glycol chemical structure.png
Nome IUPAC Etano-1,2-diol
Outros nomes Ethylene glycol
Monoethylene glycol
MEG
1,2-ethanediol
Identificadores
Número CAS 107-21-1
SMILES
Propriedades
Fórmula molecular C2H4(OH)2
Massa molar 62.068 g/mol
Densidade 1.1132 g/cm³
Ponto de fusão

−12.9 °C (8.8 °F)

Ponto de ebulição

197.3 °C (387 °F)

Solubilidade em água Solúvel em água em qualquer proporção
Farmacologia
Riscos associados
Ponto de fulgor 111 °C (aproximadamente)
Temperatura
de auto-ignição
410 °C
Compostos relacionados
Outros aniões/ânions Etilenodiamina
Etano-1,2-ditiol
Etanolamina
álcoois relacionados Metanol
Etanol
Propilenoglicol
Propan-1,3-diol
Glicerol
2-Etoxietanol
Dietilenoglicol (dímero)
Trietilenoglicol
Compostos relacionados Óxido de etileno
Ácido glicólico (hidroxietanoico)
Polietilenoglicol (polímero)
PET (plástico) (co-polímero)
Glioxal (etanodial)
Dinitrato de glicol
Página de dados suplementares
Estrutura e propriedades n, εr, etc.
Dados termodinâmicos Phase behaviour
Solid, liquid, gas
Dados espectrais UV, IV, RMN, EM
Exceto onde denotado, os dados referem-se a
materiais sob condições normais de temperatura e pressão

Referências e avisos gerais sobre esta caixa.
Alerta sobre risco à saúde.

Etilenoglicol (monoetileno glicol - MEG, nome IUPAC: etano-1, 2-diol) é um álcool com dois grupos-OH (um diol), um composto químico largamente utilizado como anticongelante automotivo. Na sua forma pura, é um composto inodoro, incolor, xaroposo líquido com sabor doce. Etilenoglicol é tóxico e sua ingestão deve ser considerada uma emergência médica.

Produção[editar | editar código-fonte]

Etilenoglicol é produzido a partir do etileno, através do intermediário de óxido de etileno. Óxido de etileno reage com a água para produzir etileno glicol, de acordo com a equação química

C2H4O + H2O → HOCH2CH2OH

Esta reacção pode ser catalisada por meio de ácidos ou bases, ou pode ocorrer em pH neutro sob temperaturas elevadas. As maiores produções de etilenoglicol ocorrem em soluções ácidas ou de pH neutro com um grande excesso de água. Sob essas condições, a produção de etilenoglicol pode chegar ao rendimento de 90%. Os principais subprodutos do etilenoglicol são os oligômeros de dietileno glicol, trietileno glicol, e tetraetileno glicol.

Sintomas de intoxicação[editar | editar código-fonte]

A intoxicação com etilenoglicol é suspeito num indivíduo após ingestão de um líquido desconhecido, com sintomas de ingestão de etanol sem cheiro de álcool quando respira.

Os sintomas incluem:

0,5 a 12 horas após ingestão: Depressão de sistema nervoso, alteração metabólica e distúrbios gastrointestinais;

12 a 24 horas após ingestão: Sintomas cardiopulmonares associados a acidose metabólica;

24 a 72 horas após ingestão: Dor no flanco, oligúria ou anúria associado a necrose tubular renal e deposição de cristais do oxalato de cálcio nos rins;

6 dias apos a exposição: Sintomas neurológicos associados ao nervo craniano tal como surdez, paralisia facial, e outras sequelas.

Toxicocinética[editar | editar código-fonte]

Etilenoglicol é rapidamente e extensivamente absorvido através de tracto gastrointestinal. É absorvido menos a nível respiratório e a nível dérmico. Após a absorção é distribuído no organismo de acordo com volume de água total do mesmo.
Na maioria dos mamíferos incluindo humano é inicialmente metabolizado no fígado pela álcool desidrogenase a glicolaldeído (com o possível contribuição de citocromo P450). Glicolaldeído é rapidamente convertido em ácido glicólico e glioxal pelo aldeído oxidase e aldeído desidrogenase. Estes são oxidados a glioxilato pela glicolato oxidase ou lactato desidrogenase que pode metabolizar em ácido fórmico, ácido oxálico e glicina. Forma-se dióxido de carbono a partir da glicina e ácido fórmico que é um dos maiores produtos de eliminação de EG pela via respiratória. A eliminação também ocorre via urinária (Etilenoglicol, glicoaldeido ou ácido glicólico) com um tempo de semi-vida média de 1 a 4 horas na maioria das espécies incluindo mamíferos. [3,4]

Toxicidade[editar | editar código-fonte]

Citotoxicidade: Etilenoglicol, tal como outros álcoois de cadeia curta nomeadamente o etanol, deduz numerosas respostas celulares potencialmente citotóxicas independentemente do tipo da célula.

Alteração de metabolismo de fosfolípidos e ácidos gordos, alterações em estado de oxidação, distúrbios em estado energético e aumento de produção de espécies reactivos de oxigénio está relacionado com lesões celulares resultantes de exposição aguda ou crónica destes álcoois, causando distúrbios nas cascatas de sinalização intracelulares, o qual interfere na síntese de ácido fosfatídico reduzindo o potencial de fosforilação e peroxidação lipídica e consequentemente diminui número das células. [6]

Nefrotoxicidade: O marcador de toxicidade renal é a presença de cristais de oxalato do cálcio monohidratado (COM) nos túbulos renais e na urina.

Microscopicamente, alteração de características histopatologicas, incluindo degeneração, atrofia e inflamação das células tubular renal, são observados apenas na presença da COM. Metabolicamente, a lesão renal está relacionado com maior acumulação de COM nas células de túbulo proximal renal.

A lesão renal na ausência de tratamento poderá levar a insuficiência renal. Com o tratamento, o rim recuperará a sua função normal ou quase normal. Os ratinhos são mais susceptíveis que humanos a lesão renal induzido pela COM.

Os sintomas de nefrotoxicidade incluem dor no flanco, cristaluria de oxalato de cálcio, oliguria, etc. [7,8,9,12]

Neurotoxicidade: Patofisiologia de intoxicação com etilenoglicol, é caracterizado com efeitos depressores de sistema nervosa central (alteração do estado mental, ataxia, fala arrastada) que é causado especialmente pelos metabolitos, maioritariamente glioxilato e glicoaldeído, os quais interferem com o ciclo de krebs e o metabolismo mitocondrial. A produção de aldeído inibe a fosforilação oxidativa, respiração e o metabolismo de glicose.

Durante as primeiras horas após a intoxicação o indivíduo parece embriagado, estuporo e desenvolve apoplexia. Existe edema cerebral agudo e aumento de pressão intercraniano pela deposição dos cristais de oxalato de cálcio na barreira hemato-encefálica. Mais tarde pode ocorrer diferentes formas clínicas de neuropatia. [11,14]

Hepatotoxicidade: Degenerações celulares (degeneração hidrópica, degeneração gordurosa), necrose do parênquima e deposições de cristais de oxalato de cálcio foram observados na autópsia de fígado dos indivíduos que morreram após a ingestão de etilenoglicol. Etilenoglicol induz alteração morfológica nas mitocôndrias de hepatócitos causando aumento do tamanho e perda da organização das mitocôndrias, mas ao contrário do etanol estas alterações não ocorrem em todas as mitocôndrias e não são bem definidas.

Efeitos cardiovasculares: Aparecem após efeitos neurológicos e juntamente com os efeitos respiratórios na segunda fase de intoxicação com etilenoglicol.

Os sintomas incluem a taquicardia, galope ventricular, hipertrofia cardíaca, hipertensão ou hipotensão que podem resultar em choque cardiogênico, arritmia cardíaca, miocardite e insuficiência cardíaca congestiva que podem levar a morte.

Efeitos respiratórios: Ocorrem na segunda fase de intoxicação com etilenoglicol. Os sintomas incluem hiperventilação, respiração rápida e superficial, edema pulmonar generalizado com a presença ocasional de cristais de oxalato de cálcio no parênquima pulmonar.

O envolvimento de sistema respiratório aparece a ser dependente da dose e ocorre concomitantemente com alteração cardiovascular. Infiltrado pulmonar e outros alterações compatíveis com síndrome do desconforto respiratório agudo (ARDS) são características de segunda fase de intoxicação com etilenoglicol. Edema pulmonar pode acontecer devido a insuficiência cardíaca, ARDS ou aspiração de conteúdo gástrico. Sintomas relacionados com acidose metabólica tal como a edema pulmonar e broncopneumonia são relativamente raros e normalmente acontecem no caso de intoxicação com doses elevados. A insuficiência respiratória raramente pode acontecer. Outros sintomas incluem taquipneia, hiperpneia e cianose. [14]

Efeitos gastrointestinais: Náusea, vómito sanguinolento ou não, pirose, cólicas e dores abdominais são efeitos comuns de intoxicação aguda com etilenoglicol. Áreas hemorrágicas na mucosa gástrica foram observadas na autópsia de um caso fatal de intoxicação. No outro caso foi observada necrose hemorrágica e isquémica moderada do cólon juntamente com diarréia intermitente, dor abdominal devido a estenose e perfuração de cólon e deposição de cristais de oxalato de cálcio,3 meses após a ingestão de etilenoglicol.

Efeitos hematológicos: Os testes podem incluir leucocitose moderada e predominância de neutrófilos polimorfonucleares.

Efeitos musculares: Efeitos no músculo-esquelético relatado nos casos de intoxicação aguda com etilenoglicol incluem fraqueza muscular difusa e mialgia associadas com elevada nível sérica de creatino-fosfoquinase (CPK) e mioclonias e contracções tetânicos associadas com hipocalcémia. Em alguns casos, autópsia mostrou miosite intersticial e parenquimático no músculo-esquelético.

Efeitos metabólicos: Um efeito secundário major após a ingestão de etilenoglicol envolve alterações metabólicas, que ocorre nos primeiros 12 horas após a exposição. A intoxicação com etilenoglicol está acompanhada com acidose metabólica cujo se manifesta com descida de PH e teor de bicarbonato do soro e outros fluidos de organismo, causado pela acumulação do excesso de ácido glicólico. Existe uma relação inversa entre descida de PH de plasma e aumento de concentração plasmática de ácido glicólico. Outros característicos de efeitos metabólicos de intoxicação com etilenoglicol são aumento de gap aniónico, aumento de gap osmolar e hipocalcémia. Gap aniónico do soro é calculado através de concentraçaõ de sódio, cloreto e bicarbonato. O seu valor normal varia entre 12 e 16 mM, e aumenta após a ingestão de etilenoglicol devido a aumento de metabolitos aniónicos como glicolato. Gap Osmolar representa a diferença entre osmolalidade medida e calculada, e aumenta na intoxicação com etilenoglicol. O seu valor normal no humano varia entre 10 e 15 mOsm/kg de água. Cada 16mM (100 mg/dL) aumento em concentração de EG contribui para cerca de 16 mOsm/ kg de água.
Acidose com gap aniónico elevado geralmente é consequente a um acúmulo de ácido láctico e ácido oxálico. Em qualquer paciente com um gap aniónico elevado recomenda-se verificar o gap osmolar, porque quando ambos estão aumentados, sugere intoxicação por metanol ou etilenoglicol. O aumento dos dois também pode ser observado na cetoacidose diabética ou alcoólica.

Diagnóstico[editar | editar código-fonte]

Análise de sangue:

1. Analise dos gases arteriais ;

2. CHEM-7 (Na+, K+, Cl−, bicarbonato/ CO2, ureia, cratinina, glicose, Ca++);

3. Hemograma ;

4. Teste de etilenoglicol e ácido glicólico - detecção toxicológica de etilenoglicol no soro através de métodos de GC ou a espectroscopia de RMN 1H, para saber que medidas a tomar para o tratamento: caso ainda estiver presente EG no sangue será útil administração dos seus antídotos e no caso de toda EG ingerido ser metabolizado temos de efectuar a hemodiálise;

5. Medição de cetona no sangue ;

6. Osmolalidade do soro – gap aniónico e osmolar - Como os metabolitos podem causar acidose metabólica, análise dos gap anionico e osmolar numa fase inicial é importante no diagnóstico. Na intoxicação com EG aumentam, Estes parâmetros são importantes apenas na fase inicial de intoxicação que o EG ainda não está completamente metabolizado ;

7. Screen toxicológico ;

Radiografia raio X dos pulmões ;

CT scan ;

Electrocardiograma ;

Análise da urina:

1. Presença de cristais de oxalato de cálcio na urina;

2. Detecção toxicológica de etilenoglicol na urina através de métodos de GC ou a espectroscopia de RMN 1H.

Estes testes mostram o aumento de nível de etilenoglicol, distúrbios químicos do sangue e os possíveis sinais de insuficiência renal e lesões do músculo / fígado. [14,15]

Tratamento[editar | editar código-fonte]

O objectivo de tratamento é manter funções vitais do organismo e remoção do agente tóxico. Maioria dos indivíduos intoxicados com EG precisam de ser admitidos em unidade dos cuidados intensivos para monitorização rigoroso e podem precisar da ventilação mecânica.

Se a intoxicação for recente, é necessário, lavagem gástrica para remoção de etilenoglicol. A lavagem gástrica é efectiva apenas até 2 hora após intoxicação, sendo etilenoglicol ter absorção rápida.

Outros tratamentos incluem carvão activado, solução de bicarbonato de sódio IV ou citrato alcalino oral ao fim de reversão da acidose metabólica severa ou prevenção lde esões renais adicionais pela deposição de cristais de oxalato de cálcio, antídotos que reduzem a velocidade de formação dos metabólicos tóxicos no organismo (inibidores específicos de álcool desidrogenase nomeadamente etanol e fomepizol / 4-metil pirazol).

Nos casos graves pode ser necessária hemodiálise para remoção directa de etilenoglicol e os seus metabólicos tóxicos do organismo. A diálise reduz a necessidade do organismo a eliminar as substâncias tóxicas e pode ser necessário nos indivíduos que desenvolveram insuficiência severa renal como resultado de intoxicação. A hemodiálise é muito efectivo na remoção de etilenoglicol e ácido glicólico e está indicado quando a concentração plasmática de etilenoglicol excede a 50 mg/dl ou quando há acidose metabólica severa, insuficiência renal ou distúrbios dos electrólitos, mas dificulta o tratamento. Temos que ter em consideração que o etanol e fomepizol apenas previnem a primeira etapa de metabolização de etilenoglicol, e passando muito tempo da ingestão até o início de tratamento, temos que instalar a hemodiálise. Por isso determinação de metabolitos na fase do diagnóstico é muito importante na decisão sobre o tratamento. A infusão de etanol é iniciado com 0,6 a 1,2 g/kg de peso e continua-se com 0,10 a 0,12g/kg/h ate atingir nível plasmático de 100 a 200 mg/dl. Como alternativo poderá ser administrado fomepizol com concentração inicial de 15 mg/kg e continua de 10 mg/kg 12 em 12 horas até que o nível plasmático de EG baixe até 20 mg/dl.

Fomepizol pode ser considerado tratamento de primeira linha antes da ocorrência de acidose metabólica severa ou insuficiência renal, sendo ter a vantagem de não haver depressão de SNC e a manutenção de nível plasmático ser mais fácil comparando com o etanol, mas é muito caro. O etanol é mais acessível e mais económico, mas tem a desvantagem de neurotoxicidade e risco de ocorrência de hipoglicemia e problemas de ajuste de dose.

Pode ser administrado citrato alcalino oral ou bicarbonato de sódio IV até a normalização completa de todos os parâmetros urinários. Citrato alcalino tem a vantagem de aumentar citrato urinário e a pH, melhorando assim a índice de solubilidade urinária de oxalato de cálcio e pode prevenir nefrocalcinoses adicionais e acidose metabólica severa.

Com um diagnóstico precoce e um tratamento imediato e adequado, o individuo intoxicado pode sobreviver e até mesmo recuperar a insuficiência renal ou coma. No entanto com o atraso em tratamento, a intoxicação pode ser mortal. A ingestão de etilenoglicol é uma emergência médica e no caso de suspeita a possível intoxicação deve ser rapidamente tratado não esperando pelo desenvolvimento dos sintomas.

Referências

1. Elert, Glenn. Viscosity. The Physics Hypertextbook. Retrieved on 2007-10-02.

2. J. M. Hollis, F. J. Lovas, P. R. Jewell, L. H. Coudert (2002 May 20). "Interstellar Antifreeze: Ethylene Glycol". The AstroPhysical Journal 571: L59-L62. doi:10.1086/341148.

3. J. A. Timbrell, Principles of Biochemical Toxicology, informa health care, Fourth Edition, 2008.

4. J. A. Timbrell, Introduction to Toxicology, CRC Press, third Edition, 2002.

5. W. Sneader, Drug discovery: a history, Wiley, 2005.

6. R. E. Kramer, Cytotoxicity of short-chain alcohols, Annual Review of Pharmacology and Toxicology, 39 (1999)127-50

7. Knut Erik Hovda et. al., Renal toxicity of Ethylene glycol results from internalization of calcium oxalate crystals by proximal tubule cells, Toxicology Letters, 192 (2010) 365-372.

8. R.A. Corley et al., Extension of a PBPK model for ethylene glycol and glycolic acid to include the competitive formation and clearance of metabolites associated with kidney toxicity in rats and humans, Toxicology and Applied Pharmacology, 250 (2011) 229–244.

9. Ludwig Stapenhorst et al., Hyperoxaluria after ethylene glycol poisoning, Pediatr. Nephrol., 23 (2008) 2277-2279.

10. Albert D. Fraser et al., Drug and chemical metabolites in clinical toxicology investigation: The importance of ethylene glycol, methanol and cannabinoid metabolite analyses, Clinical Biochemistry 35 (2002) 501-511.

11. Hagen B. Huttner et al., Severe Ethylene Glyvol intoxication Mimicking Acute Basilar Artery Oclusion, Neurocritical Care, 3 (2005) 171-173.

12. Michael M. Moore et al., Ethylene glycol toxicity: chemistery, pathogenesis, and imaging, Radiology case reports, 3 (2008) 3-122.

13. Amy S. Church and Michael D. Witting, laboratory testing in ethanol, methanol, ethylene glycol, and isopropanol toxicities, The journal of emergency medicine, 15 (1997) 687-692.

14. Fiona Baldwin and Hersharan Sran, Delayed ethylene glycol poisoning presenting with abdominal pain and multiple cranial and peripheral neuropathies: a case report, journal of medical case report, 4:220 (2010).

15. Jai Moo Shin et al, Simple diagnostic tests to detect toxic alcohol intoxications, National institute of health public access, 152 (2008) 194-201.

16.É uma substancia altamente tóxica presente no fluido usado nos radiadores de automóveis.