Human-experimentelle Untersuchungen zur Toxikokinetik von Ethyltoluol als Grundlage der Evaluierung eines Biologischen Monitoring

Abstract

Ethyltoluol ist als Lösungsmittel in der Arbeits- und Umwelt weit verbreitet. Aus diesem Grund ist es notwendig, für die isomeren Ethyltoluole im Rahmen des Biomonitoring Grenzwerte in Luft sowie Blut und für dessen Metabolite im Urin festzusetzen. Unter Zugrundelegung der TRGS 901 konnte für die reinen isomeren Ethyltoluole ein Luftgrenzwert von 35 mg/m3 abgeleitet werden. Aufgrund mangelnder Kenntnis über die Kinetik von Ethyltoluol konnten bisher keine Biologischen Arbeitsstoff-Toleranz (BAT-)Werte evaluiert werden.Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, Daten zur Kinetik von Ethyltoluol zu evaluieren, um auf der Grundlage der ermittelten Kinetik BAT-Werte festzusetzen.Unter standardisierten Bedingungen wurden jeweils n=7 Probanden über 8 Stunden gegenüber 2-, 3- und 4-Ethyltoluol in Höhe seines Luftgrenzwerts von 35 mg/m3 exponiert.Die Berücksichtigung einer 8-stündigen Expositionszeit und das Erbringen einer mittelschweren körperlichen Belastung auf einem Fahrrad gewährleisten einen unmittelbaren Vergleich mit der Situation am Arbeitsplatz. Die qualitative und quantitative Analyse der Luft-, Blut- und der metabolisch gebildeten Ausscheidungsprodukte im Urin erfolgte gaschromatographisch-massenspektrometrisch.Im BLut stellte sich bereits nach 4-stündiger Exposition ein Steady State ein.Im Urin konnten nach 8-stündigen Expositionen gegenüber dem jeweiligen Isomer in deutlich messbaren Konzentrationen die isomeren 1-Hydroxyethylbenzoesäuren, Vinylbenzoesäuren, Ethylhippursäuren und Acetylbenzoesäuren nachgewiesen werden, weshalb sie als relevante Metabolite im Ethyltoluol-Metabolismus anzusehen sind. Die Elimination der Ethyltoluole im Blut und die der Metabolite im Urin erfolgte nach Expositionsende exponentiell. Aufgrund biologischer Halbwertszeiten für die isomeren Ethyltoluole im Blut von unter 1 Stunde und für die Metabolite von Etyltoluol im Urin zwischen 3,1 und 7,5 Stunden ist eine Kumulation bei arbeitstäglicher Belastung auszuschliessen.Die Untersuchungen zeigen, dass sowohl die Ethyltoluolkonzentrationen im Blut als auch die Metabolitenkonzentration im Urin jeweils am Expositionsende- verglichen mit einem Arbeitstag dem Schichtende- maximal waren.Um die Beurteilung der gesundheitlichen Belastung mit dem jeweiligen Isomer über die gesamte Arbeitsschicht zu gewährleisten,wurden die BAT-Werte auf der Grundlage dieser Werte und unter Berücksichtigung des 95.Perzentils festgesetzt. Für 2-, 3- und 4-Ethyltoluol konnten im Blut ein BAT-Wert von 170 mikrogr/l, 160 mikrogr/l und 130 mikrogr/l vorgschlagen werden. Im Urin lassen sich für die 2-, 3- und 4-(1-Hydroxyethyl)benzoesäure BAT-Werte in Höhe von 20 mg/l, 80 mg/l und 170 mg/l, für die 2-, 3- und 4- Vinylbenzoesäure in Höhe von 10 mg/l, 60 mg/l und 110 mg/l ableiten. Im Falle der 2-, 3- und 4- Ethylhippursäure wurden im Urin BAT-Werte in Höhe von 10 mg/l, 40 mg/l und 70 mg/l und für die 2-, 3- und 4-Acetylbenzoesäure in Höhe von 10 mg/l, 30 mg/l und 60 mg/l festgesetzt. Um beispielsweise eine hitzebdingte forcierte Diurese am Arbeitsplatz zu berücksichtigen, wurde die Metabolitenausscheidung in der vorliegenden Dissertation zusätzlich auf den Kreatiningehalt bezogen.Die genannten BAT-Werte wurden unter Zugrundlegung von Expositionen gegenüber 100% des jeweiligen Isomers in Höhe seines Luftgrenzwerts von 35 mg/m3 festgesetzt.