Tetrachlorek węgla

• Autorzy: Jakubowski M.

Warianty tytułu

EN

Carbon tetrachloride

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Tetrachlorek węgla (CCl4) jest przezroczystą, bezbarwną cieczą o charakterystycznym zapachu zbliżonym do zapachu eteru. Jest substancją niepalną. W przeszłości był szeroko stosowany jako rozpuszczalnik do prania na sucho. Obecnie został całkowicie zastąpiony przez rozpuszczalniki mniej toksyczne. Jest wykorzystywany głównie do produkcji fluorowodorów stosowanych jako gaz napędowy w pojemnikach z aerozolami, do produkcji pianek z tworzyw sztucznych oraz w gaśnicach. Według danych Instytutu Medycyny Pracy w Łodzi z 2001 r., w Polsce nie było osób narażonych na tetra chlorek węgla o stężeniach powyżej wartości NDS. Ostre lub przewlekłe zatrucia CCl4 drogą pokarmową powodowały wzrost stężeń enzymów w surowicy, nudności, anoreksję, wymioty, bóle brzucha, biegunki, żółtaczkę, powiększenie i stłuszczenie wątroby, zaburzenia czynności nerek, drgawki, zaburzenia wzroku, krwawienia, śpiączkę oraz zejścia śmiertelne. W przypadku przewlekłych zatruć CCl4 narządem docelowym jest wątroba. Dane literaturowe wskazują, że uszkodzenia wątroby są spowodowane powstawaniem w trakcie metabolizmu CCl4 reaktywnych rodników trichlorometylowego (CCl3) i trichlorometylowego rodnika ponadtlenkowego (CCl3O2 -), których powstawanie jest katalizowane przez mikrosomalny cytochrom P-450. Przyjmuje się, że działanie toksyczne wynika z wiązania wolnych rodników z hepatocytami znajdującymi się w środkowej części zrazika, co z kolei początkuje peroksydację lipidów i śmierć komórki. W odpowiedzi na uszkodzenie komórek miąższowych może nastąpić stymulacja komórek otaczających miejsce uszkodzenia. Związek ten wpływa także na czynność nerek oraz działa depresyjnie na ośrodkowy układ nerwowy. Istnieją wystarczające dowody działania rakotwórczego tetrachlorku węgla u zwierząt doświadczanych. Jednakże działanie genotoksyczne CCl4 było słabe lub wręcz go nie było, szczególnie w komórkach ssaków in vivo. W związku z tym można przyjąć, że działanie rakotwórcze u gryzoni, stwierdzane tylko tam, gdzie występowało działanie toksyczne, było skutkiem wzrostu proliferacji komórek w odpowiedzi na uszkodzenia i że dawki niepowodujące działania cytotoksycznego nie wpływają na wzrost ryzyka działania rakotwórczego. Wartości normatywów higienicznych tetrachlorku węgla przyjęte w różnych państwach wykazują duże zróżnicowanie: od 3,2 mg/m3 w Niemczech do 65 mg/m3 wg OSHA w USA oraz w Rosji i w Austrii). Trudno określić przyczynę takiego zróżnicowania, gdyż nie ma wątpliwości, że narządem docelowym działania toksycznego tetrachlorku węgla jest wątroba, a podstawowe prace dotyczące toksycznego działania CCl4 opublikowano głównie w latach 1950-90. Za podstawę wartości NDS przyjęto wyniki badań Adamsa i wsp. (1952), w których szczury poddawano narażeniu inhalacyjnemu na CCl4 o szerokim zakresie stężeń - 32÷2520 mg/m3. W wyniku eksperymentu trwającego 202 dni (137 narażeń 5 dni w tygodniu, 7 h dziennie), podczas którego szczury poddawano narażeniu inhalacyjnemu na CCl4 o stężeniu 160 mg/m3, nie stwierdzono szkodliwego wpływu CCl 4 na wątrobę. U szczurów narażanych na stężenie 320 mg/m3 stwierdzono marskość wątroby niewielkiego stopnia. Przyjmując stężenie 160 mg/m3 za NOAEL i odpowiednie współczynniki niepewności, zaproponowano wartość NDS równą 20 mg/m3. W związku z tym, że u ludzi narażanych przez 180 min na CCl4 o stężeniu 70 mg/m3 nie stwierdzano żadnych skutków działania CCl4, a 70-minutowe narażenie na stężenie 308 mg/m3 spowodowało jedynie zmniejszenie stężenia żelaza w surowicy krwi w okresie 20÷44 h po narażeniu (Stewart i in. 1961), nie proponuje się określania wartości NDSCh.

EN

Carbon tetrachloride (CCl4) is a colorless, clear, nonflammable liquid with a characteristic ether-like odor. It may decompose upon heating to produce corrosive and toxic gases. Due to its toxic properties CCl4 is no longer used as a solvent. Liver is the target organ for carbon tetrachloride toxicity. Slight cirrhosis and fatty infiltration of the liver occurred as a result of chronic inhalation exposure (187 days, 134 days of exposure) of rats to 320 mg/m3 of carbon tetrachloride. NOAEL amounted to 160 mg/m3. CCl4 toxicity is due to biotransformation of the solvent into a free radical (CCl3) and other reactive metabolites by the hepatic cytochrome P-450 system and, particularly, by P4502E1. The toxicity of carbon tetrachloride is increased by alcohol ingestion. Carbon tetrachloride was classified by IARC as possibly carcinogenic to humans (Group 2B). Results of animal experiments suggested a common biological mechanism, cell death and regeneration. CCl4 is not genotoxic. Inhalation unit risk amounts to 1.5 E-5. There is evidence that CCl4 is fetotoxic but not teratogenic. Based on the NOAEL value from an inhalation study in rats a TWA value of 20 mg/m3 was proposed. . There are no bases for establishing OEL (STEL) or BEI values. The substance can be absorbed through skin.

Słowa kluczowe

PL

tetrachlorek węgla; działanie toksyczne; odległe skutki działania toksycznego; toksykokinetyka; ocena ryzyka; NDS

EN

carbon tetrachloride; toxic effects; delayed effects; toxicokinetics; risk assessment

• Wydawca: Centralny Instytut Ochrony Pracy - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Podstawy i Metody Oceny Środowiska Pracy
• Rocznik: 2006
• Tom: Nr 2 (48)
• Strony: 189--214
• Opis fizyczny: Bibliogr. 78 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jakubowski M.

• Instytut Medycyny Pracy im.prof.dr.med.Jerzego Nofera 90-950 Łódź ul. św. Teresy 8

Bibliografia

• 1.ACGIH (2002) Documentation of the TLVs and BEIs with Other Worldwide Occupational Exposure Values.
• 2.ACGIH (2003a) Threshold limit values for chemical substances and physical agents and biological exposure indices. Cincinnati, OH.
• 3.ACGIH (2003b) Guide to Occupational Exposure Values. Cincinnati, OH.
• 4.Adams E.M., Spencer H.C., Rowe V.K. i in. (1952) Vapor toxicity of carbon tetrachloride determined by experiments on laboratory animals. Arch. Ind. Gyg. Occup. Med., 6:50-66.
• 5.Allis J.W., Ward T.H., Seely J.C., Simmons J.E. (1990) Assessment of hepatic indicators of subchronic carbon tetrachloride injury and recovery in rats. Fund. Appl. Toxicol., 15:558-570.
• 6.Alumot E., Nachtomi E., Mandel E., Holstein P. (1976) Tolerance and acceptable daily intake of chlorinated fumigants in the rat diet. Fd. Cosmet. Toxicol., 14: 105-110.
• 7.Barnes R., Jones R.C. (1967) Carbon tetrachloride poisoning. Am. Ind. Hyg. Assoc. J., 28:557-560.
• 8.Bergman K. (1983) Application and results of whole – body autoradiography in distribution studies of organic solvents. CRC Crit. Rev. Toxicol., 12:59-118.
• 9.Blair P.C., Thompson M.B., Wilson R.E. (1991) Correlation of changes in serum analytes and hepatic histopatology in rats exposed to carbon tetrachloride. Toxicol. Lett., 55:149-159.
• 10.Bruckner J.V., McKenzie W.F., Kyle G.M. i in. (1986) Oral Toxicity of carbon tetrachloride: acute, subacute and subchronic studies in rats. Fund. Appl. Toxicol., 6:16-34.
• 11.Castillo T., Koop D.R., Frome E.L. i in. (1992) Role of cytochrome P-450 2E1 in ethanol-, carbon tetrachloride- and iron-dependent microsomal lipid peroxidation. Hepatol. 16:992-996.
• 12.Cohen M.M. (1957) Central nervous system in carbon tetrachloride intoxication. Neurology, 7:238-224.
• 13.Condie L.W., Borzelleca J.F. (1986) Acute, 14-day repeated dosing, and 90-day subchronic toxicity studies of carbon tetrachloride in CD-1 mice. Fund. Appl. Toxicol., 7:454-463.
• 14.Cornish H.H., Ling B.P., Barth M.L. (1973) Phenobarbital and organic solvent toxicity. Am. Ind. Hyg. Assoc. J., 34:487-492.
• 15.David A., Frantik E., Holusa R. i in. (1981) Role of time and concentration on carbon tetrachloride toxicity in rats. Int Arch Occup Environ Health, 48:49-60.
• 16.Della Porta G.D., Terracini B., Shubik P. (1961) Induction with carbon tetrachloride of liver cell carcinomas in hamsters. J. Natl. Cancer Inst., 26:855-863.
• 17.DFG (2002) Deutsche Forschungsgemeinschaft: List of MAK and BAT Values. Wiley- VCH Verlag, Weinheim.
• 18.Diaz Gomez M.I., Castro J.A. (1980a) Covalent binding of carbon tetrachloride metabolites to liver nuclear DNA, proteins and lipids. Toxicol. Appl. Pharmacol., 56:199-206.
• 19.Diaz Gomez M.I., Castro J.A. (1980b) Nuclear activation of carbon tetrachloride and chloroform. Res. Commun. Chem. Pathol. Pharmacol., 27:191-193.
• 20.Edwards J., Heston W.E., Dalton A.J. (1942) Induction of the carbon tetrachloride hepatoma in strain L mice. J. Natl. Cancer Inst., 3: 297-301 (cyt. za Toxicological Profile 1994)
• 21.Fiserova-Bergerova V., Pierce J.T., Droz P.O. (1990) Dermal absorption potential of industrial chemicals: Criteria for skin notation. Am. J. Ind. Med., 17:617-635.
• 22.Guild W.E., Young J.V., Merrill J.P. (1958) Anuria due to carbon tetrachloride intoxication. Ann. Intern. Med., 48:1121-1227.
• 23.Hayes J.R., Condie L.W., Borzelleca J.F. (1986) Acute, 14-day repeated dosing, and 90-day subchronic toxicity studies of carbon tetrachloride in CD-1 mice. Fund. Appl. Toxicol., 7:454-463.
• 24.Hughes H.M., George I. M., Evans J.C. i in. (1991) The role of the liver in the production of free radicals during halothane anaesthesia in the rat. Biochem. J., 277:795-800.
• 25.IARC (1987) IARC Monographs on the evaluation of carcinogenic risk to humans. Overall evaluations of carcinogenicity: An updating of IARC Monographs. Vol. 1 to 42, Suppl.7. Lyon, France.
• 26.Ikatsu H., Oikino T., Nakajima T. (1991) Ethanol and food deprivation induced enhancement of hepatotoxicity in rats given carbon tetrachloride at low concentration. Br. J. Ind. Med., 48:636-642.
• 27.Instytut Medycyny Pracy w Łodzi (2001) Opracowanie w ujęciu tabelarycznym danych o narażeniu zawodowym w nadzorowanych przez Inspekcję Sanitarną zakładach pracy. IRIS, 2001/08.
• 28.IRIS, US EPA (2002).
• 29.Kim J.H., Odend’hal S., Bruckner J.V. (1990a) Effect of oral dosing vehicles on the acute hepatotoxicity of carbon tetrachloride in rats. Toxicol. Appl. Pharmacol., 102:34-49.
• 30.Kim H.J., Bruckner J.V., Dallas C.E., Gallo J.M. (1990b) Effect of dosing Vehicles on the pharmacokinetics of orally administered carbon tetrachloride in rats. Toxicol. Appl. Pharmacol., 102:50-60.
• 31.Klaassen C.D., Plaa G.L. (1966) Relative effects of various chlorinated hydrocarbons on liver and kidney function in mice. Toxicol. Appl. Pharmacol., 9:139-151.
• 32.Kniepert E., Siegemund A., Rosenkrantz M. i in. (1991) Toxic effecs of carbon tetrachloride during short and long term ethanol intake in rats. Arch. Toxicol. Suppl. 14:263-265.
• 33.Korsrud G.O., Grice H.C., McLaughan J.M. (1972) Sensitivity of several enzymes in detecting carbon tetrachloride-induced liver damage in rats. Toxicol. Appl. Pharmacol., 22:474-483.
• 34.LamsonP.D., Minot A.S., Robbins B.H.(1928) The prevention and treatment of carbon tetrachloride intoxication. J.Am.Med. Assoc., 90:345-346.( cyt. wg. Toxicological Profile, 1994).
• 35.Manno M., Rezzadore M., Grossi M., Sbrana C. (1996) Potentiation of occupational carbon tetrachloride toxicity by ethanol abuse. Human Exp. Toxicol., 15:294-300.
• 36.Marchand C., McLean S., Plaa G.L. (1970) The effect of SKF 525A on the distribution of carbon tetrachloride in rats. J. Pharmacol. Exp. Therap., 714:232-238.
• 37.McCollister D.D., Beamer W.H., Atchison G.J. (1951) The absorption, distribution and elimination of radioactive carbon tetrachloride by monkeys upon exposure to low vapor concentrations. J. Pharmacol. Exp. Therap., 102:112-124.
• 38.McLean A.E.M., McLean E.K. (1966) The effect of diet and 1,1,1-trichloro-2,2-bis(pchlorophenyl) ethane (DDT) on microsomal hydroxylating enzymes and on sensitivity of rats to carbon tetrachloride poisoning. Biochem. J., 100:564-571.
• 39.Mehendale H.M. (1990) Potentaition of halomethane hepatotoxicity by chlordecone: a hypothesi for the mechanism. Med. Hypothesis, 33:289-299.
• 40.Mirsalis J.C., Butterworth B.E. (1980) Detection of unscheduled DNA synthesis in hepatocytes isolated from rats treated with genotoxic agents: an in vitro assay for potential carcinogens and mutagens. Carcinogenesis, 1: 621-625.
• 41.NCI (1976a) Report on the Carcinogenesis Bioassay of chloroform. National Cancer Institute, Bethesda, MD. March (cyt. za IRIS 2001/08).
• 42.NCI (1976b) Carcinogenesis bioassay of trichloroethylene. National Cancer Institute Carcinogenesis Technical Report Series, No.2.NCI-CG-TR-2. February (cyt. za IRIS 2001/08).
• 43.NCI (1977) Bioassay of 1,1,1-trichloroethane for possible carcinogenicity. National Cancer Institute Carcinogenesis Technical Report Series, No.3.NCI-CG-TR-3. January (cyt. za IRIS 2001/08).
• 44.Nielsen V.K., Larsen J. (1965) Acute renal failure due to carbon tetrachloride poisoning. Acta Med. Scand., 178: 363.
• 45.Noguchi T., Fong K-L., Lai E.K. i in. (1982a) Specificity of a phenobarbital-induced cytochrome P- 450 for metabolism of carbon tetrachloride to the trichloromethyl radical. Biochem. Pharmacol., 31: 615-624.
• 46.Noguchi T., Fong K-L., Lai E.K. i in. (1982b) Selective early loss of polypeptides in liver microsomes of CCl4-treated rats. Relationship to cytochrome P-450 content. Biochem. Pharmacol., 31:609-614.
• 47.Norwood W.D., FuQua P.A., Scudder B.C. (1950) Carbon tetrachloride poisoning. Ind. Hyg. Occup. Med., 1: 90-100.
• 48.Paul B.B., Rubinstein D. (1963) Metabolism of carbon tetrachloride and chloroform in rat. J. Pharmacol. Exp. Ther., 141:141-148.
• 49.Paustenbach D.J., Carlson G.P., Christian J.E. (1986a) A comparative study of the pharmacokinetics of carbon tetrachloride in the rat following repeated inhalation exposures of eight and 11.5 h/day. Fund. Appl. Toxicol., 6:484-497.
• 50.Paustenbach D.J., Christian J.E., Carlson G.P. (1986b) The effect of an 11.5 h/day exposure schedule on the distribution and toxicity of inhaled carbon tetrachloride in the rat. Fund. Appl. Toxicol., 6:472-483.
• 51.Paustenbach D.J., Clewell H.J., Gargas M.L., Andersen M.E. (1988) A physiologically based pharmacokinetic model for inhaled carbon tetrachloride. Toxicol. Appl. Pharmacol., 96:191-211.
• 52.Pound A.W., Horn L.,Lawson T.A. (1973) Decreased toxicity of dimethylnitrosamine in rats after treatment with carbon tetrachloride. Pathology, 5:233-242.
• 53.Prendergast J.A., Jones R.A., Jenkins L.J., Siegel J. (1967) Effect of experimental animals of longterm inhalation of trichloroethylene, carbon tetrachloride, 1,1,1-trichloroethane, dichlorodifluoromethane, and 1,1-dichloroethylene. Toxicol. Appl. Pharmacol., 10:270-289.
• 54.Ray S.D., Mehendale H.M. (1990) Potentiation of CCl4 and CHCl3 hepatotoxicity and lethality by various alcohols. Fund. Appl. Toxicol., 15:429-440.
• 55.Reynolds E.S., Treiner R.J., Farrish H.H., Moslen M.T. (1984) Metabolism of [14C] carbon tetrachloride to exhaled, excreted and bound metabolites. Bioch. Pharmacol., 33:3363-3374.
• 56.Rocchi P., Prodi G., Grilli S. (1973) In vivo and in vitro binding of carbon tetrachloride with nucleic acid and proteins in trat and mouse liver. Int. J. Cancer, 11:419-425.
• 57.Rozporządzenie ministra pracy i polityki społecznej z dnia 29 listopada 2002 r. w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy. DzU nr 217, poz. 1833 (zmiana: rozporządzenie ministra gospodarki i pracy z dnia 10 października 2005 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie najwyższych dopuszczalnych stężeń i natężeń czynników szkodliwych dla zdrowia w środowisku pracy, DzU nr 212, poz. 1769.
• 58.RTECS (2001).
• 59.Sakata T., Watanabe A., Hobara N. i in. (1987) Chronic liver injury in rats by carbon tetrachloride inhalation. Bull. Environ. Contam. Toxicol., 38:959-961.
• 60.Sawada S., Yamanaka T., Yamatsu K. i in. (1991) Chromosome aberration, micronuclei, and sisterchromatid exchanges ( SCRs) in rat liver induced in vivo by hepatocarcinogenes including herterocyclic amines. Mutat. Res., 251:59-69.
• 61.Schwetz B.A., Leong B.K.J., Gehring P.J. (1974) Embryo- and fetotoxicity of inhaled carbon tetrachloride, 1,1-dichloroethane and methyl ethyl ketone in rats. Toxcicol. Appl. Pharmacol., 28:452-464.
• 62.Sidhartha D.R., Mehendale H.M. (1990) Potentiation of CCl4 and CHCl3 hepatotoxicity and lethality by various alcohols. Fund. Appl. Toxicol., 15:429-440.
• 63.Smyth H.F., Smyth H.F.Jr, Carpenter C.P. (1936) The chronic Toxicity of carbon tetrachloride; Animal exposure and field studies. J. Ind. Hyg. Toxicol., 18:277-298 (cyt. za Toxicological Profile 1994).
• 64.Steward R.D., Gay H.H., Erley D.S., Duncan S.E., Hake C.L. Peterson M.S. (1961) Human exposure to carbon tetrachloride. J. Occup. Med., 3:586-590.
• 65.Stewart R.,D., Boettner E.A., Southworth R.R. (1963) Acute carbon tetrachloride intoxication. J. Am. Med. Assoc., 183:94-97.
• 66.Stewart R.D., Dodd H.C. (1964) Absorption of carbon tetrachloride, trichloroethylene, tatrachlooroethylene, methyl chloride, and 1,1,1-trichloroethane through the human skin. Ind. Hyg. J., 25:439-446.
• 67.Stewart R.D., Dodd H.C., Erley D.S. i in. (1965) Diagnosis of solvent poisoning. J. Am. Med. Assoc., 193:115-118.
• 68.Stevens H., Forster F.M. (1953) Effect of carbon tetrachloride on the nervous system. Arch. Neurol. Psychiatr., 70:635-649.
• 69.Sviberly J.L., Higman B., Alford W.C. (1947) The toxicity and narcotic action of monochloromonobromomethane with special reference to inorganic and volatile bromide in blood, urine and brain. J. Ind. Hyg., 29:382-389. (cyt. za Toxicological Profile 1994).
• 70.Tomasi A., Albano E., Banni S. i in. (1987) Free-0radical metabolism of carbon tetrachloride in rat liver mitochondria. Biochem. J., 246:313-317.
• 71.Toxicological Profile for Carbon Tetrachloride (1994) U.S. Department of Health and Human Services, Public Health Service, Agency for Toxic Substances and Disease Registry, May.
• 72.Tsuruta A.H. (1975) Perccutaneous absorption of organic solvents. Comparative study of the in vivo percutaneous absorption of chlorinated solvents in mice. Industrial Health, 13:227-236.
• 73.Umiker W., Pearce J. (1953) Nature and genesis of pulmonary alteration in carbon tetrachloride poisoning. Arch. Pathol., 55:203-217.
• 74.Vittozzi L., Nastainczyk W. (1987) Binding of reactive metabolites of CCl4 to specific microsomal proteins. Biochem. Pharmacol., 36:1401-1406.
• 75.Wahlberg J.E., Boman A. (1979) Comparative percutaneous toxicity of ten industrial solvents in the guinea pig. Scand. J. Work Environ. Health, 5:345-351.
• 76.Watanabe A., Shiota T., Takei N. (1986) Blood to brain tranfer of carbon tetrachloride and lipoperoxidation in rat brain. Res. Comm. Chem. Path. Pharmacol., 51:137-140.
• 77.Weber F.L., Macechko P.T., Kelson S.R. i in. (1992) Increased muscle protein catabolism caused by carbon tetrachloride hepatic injury in rats. Gastroenterology, 102: 1700-1706.
• 78.Wilson J.G. (1954) Influence of the offspring of altered physiological states during pregnancy in the rat. Ann. NY Acad. Sci., 57:517-525.