Гидроксид натрия [Na(OH)], также известный как каустическая сода, представляет собой очень едкое вещество, которое используется для нейтрализации кислот и получения солей натрия. Гидроксид натрия одобрен в качестве пищевой добавки (Е 524) для использования в качестве регулятора кислотности без ограничений (Quantum Satis) в джемах, желе, мармеладах, подслащенном каштановом пюре, других подобных фруктовых и овощных спредах, обработанных продуктах на основе злаков и детское питание, другое питание для детей раннего возраста, диетическое питание для детей раннего возраста для специальных лечебных целей и специальные смеси для детского питания. Он также одобрен для использования в пищевых добавках, пищевых ферментах, пищевых ароматизаторах и питательных веществах.

Безопасность гидроксида натрия

Твердый гидроксид натрия [Na(OH)] вызывает коррозию. В зависимости от концентрации растворы гидроксида натрия раздражают или вызывают коррозию при прямм воздействие на кожу, глаза и желудочно-кишечный тракт. На основании данных о людях концентрации 0,5-4,0 % вызывали раздражение кожи, а концентрация 8,0 % вызывала разъедание кожи животных. Имеются данные о раздражении глаз животных. Нераздражающий уровень составлял 0,2-1,0 %, в то время как вызывающая коррозию концентрация составляла 1,2 % или выше. Исследование с участием добровольцев не выявило сенсибилизирующего действия гидроксида натрия на кожу. Это подтверждается обширным человеческим опытом.

Острая токсичность каустической соды зависит от физической формы (твердая или раствор), концентрации и дозы. Сообщалось о летальном исходе у животных при пероральных дозах 240 и 400 мг/кг массы тела.
Сообщалось о летальном исходе при проглатывании и попадании на кожу со смертельным исходом .

Отсутствуют достоверные данные исследований токсичности повторных доз гидроксида натрия при пероральном, кожном, ингаляционном или ином введении на животных. Однако при нормальных условиях обращения и использования (не вызывает раздражения) ни концентрация натрия в крови, ни рН крови не будут увеличиваться, и поэтому ожидается, что гидроксид натрия не будет системно доступен в организме. Можно констатировать, что гидроксид натрия не попадет ни к плоду, ни к мужским и женским репродуктивным органам, что свидетельствует об отсутствии риска токсичности для развития и риска токсичности для репродукции. Как in vitro, так и in vivo тесты на генетическую токсичность не выявили признаков мутагенной активности.

На основании доступной литературы существует риск случайного или преднамеренного воздействия твердого гидроксида натрия или раздражающих или вызывающих коррозию растворов гидроксида натрия. Большинство несчастных случаев, связанных с приемом пищи, по-видимому, связаны с детьми и происходят дома. В медицинской литературе сообщается о случайном попадании на кожу и в глаза реже, чем о попадании внутрь. Образование пыли маловероятно из-за гигроскопических свойств. Кроме того, натр едкий имеет незначительное давление паров и быстро нейтрализуется на воздухе двуокисью углерода, поэтому воздействие пыли и паров не ожидается.

Токсическая доза

Тяжесть поражения гидроксидом натрия будет зависеть от ряда факторов, включая концентрацию агента гидроксида натрия, продолжительность контакта и проглоченный объем. Он максимален там, где pH выше 12. Однако pH — не единственный фактор, определяющий степень, в которой вещество может вызвать коррозионное повреждение. Было обнаружено, что щелочной резерв (которое представляет собой количество стандартного раствора кислоты, необходимое для титрования щелочи до определенного pH, обычно pH 8, pH нормальной слизистой оболочки пищевода), лучше, чем pH, коррелирует с возникновением каустической травмы пищевода. Хотя этот метод в настоящее время не используется (за исключением внутреннего использования некоторыми производителями для классификации продуктов как раздражающих или вызывающих коррозию), он, по-видимому, является лучшим предиктором травм, чем рН. Щелочной резерв также может называться титруемым щелочным резервом.

Твердые препараты гидроксида натрия и вязкие жидкости также с большей вероятностью могут вызвать серьезные травмы из-за длительного контакта. После проглатывания небольшого количества вещества повреждение обычно ограничивается ротоглоточной областью и пищеводом. Чем больше объем, тем больше риск повреждения двенадцатиперстной кишки и желудка.

Было проведено несколько исследований в попытке сопоставить клинические эффекты и травмы. Gaudreault et al обнаружили, что признаки и/или симптомы не позволяют адекватно предсказать наличие или тяжесть поражения пищевода. Crain et al обнаружили, что наличие двух или более признаков или симптомов (рвота, слюнотечение, стридор) может быть надежным предиктором повреждения пищевода. В исследовании Nuutinen et al. длительное слюнотечение и дисфагия (12-24 часа) наблюдались для прогнозирования образования рубца на пищеводе со 100% чувствительностью. В исследовании 224 детей (в возрасте 0-14 лет) Clausen et al серьезные осложнения были связаны с приемом внутрь гидроксида натрия или средства для мытья посуды. У детей без каких-либо признаков или симптомов при первом осмотре не развивались стриктуры или отек надгортанника.

Исследование Christesen  также показало, что осложнения развивались только у детей, которые принимали внутрь сильные щелочи (гидроксид натрия, аммиак и средства для мытья посуды). Автор обнаружил, что дети с респираторными симптомами подвергались большему риску развития осложнений и что жидкий гидроксид натрия, как правило, вызывал больше осложнений, чем гранулированная форма. Также был сделан вывод, что бессимптомные пациенты не подвержены риску осложнений и, вероятно, не нуждаются в эндоскопии.

Knopp сообщил, что у пациентов с ожогами полости рта приблизительно у одной трети было выраженное повреждение пищевода, тогда как у 2-15% пациентов с повреждением пищевода ожогов полости рта не было.

Механизм токсического действия

Щелочи вызывают разжижающий некроз с омылением жиров и солюбилизацией белков. Происходит снижение содержания коллагена в ткани, омыление липидов клеточных мембран и гибель клеток. Они также гигроскопичны и будут поглощать воду из тканей. Результатом этих эффектов является прилипание и глубокое проникновение в ткани.

Проглатывание

Щелочи вызывают наиболее сильное разъедающее действие на пищевод, а не на желудок, как в случае с кислотами. Однако после преднамеренного проглатывания большого количества щелочи (как при преднамеренном проглатывании у взрослых) могут быть поражены как желудок, так и тонкий кишечник. Особенно это касается жидкого гидроксида натрия.

Изменения пищевода можно разделить на 3 стадии:

1. Острая некротическая фаза, при которой происходит гибель клеток вследствие коагуляции внутриклеточного белка,
2. Возникает интенсивная воспалительная реакция в жизнеспособных тканях, окружающих зону некроза, тромбоз сосудов,
3. Отслоение поверхностного некротического слоя через 2-4 дня.

Стриктуры формируются за счет интенсивной фибробластической реакции и формирования поверхностной грануляционной ткани, заканчивающейся образованием обширного рубца и сужением просвета. Новообразованный коллаген сокращается как в окружном, так и в продольном направлении, что приводит к укорочению пищевода и образованию стриктур.

Глазные ожоги

Щелочные ожоги глаза очень серьезны, так как вызывают нарушение защитных барьеров проницаемости и быстро проникают в роговицу и переднюю камеру глаза. Они соединяются с липидами клеточных мембран, что вызывает разрушение клеток и стромальных мукополисахаридов с сопутствующим размягчением тканей. Гидроксид натрия может свободно проходить через роговицу и вызывать повреждение всех слоев роговицы и в тяжелых случаях структур переднего сегмента ²⁰⁾ .

В острой фазе наблюдаются: слущивание эпителия роговицы, некроз клеток стромы роговицы и эндотелия, потеря роговичного мукоида, отек стромы роговицы и цилиарных отростков, ишемический некроз и отек конъюнктивы и лимбальной области глаза. склеру и инфильтрацию воспалительных клеток в роговицу и радужку. Инфильтрация и дегенерация роговицы происходит через 1-3 недели после травмы .

Щелочи вызывают быструю потерю мукопротеина роговицы. Они также связываются с мукопротеином и коллагеном роговицы, и глаз может оставаться щелочным, несмотря на длительное орошение, из-за медленной диссоциации гидроксильных ионов из белков роговицы. Было проведено большое количество экспериментов на животных, особенно на кроликах, для изучения повреждения глаза щелочью, и из этих экспериментов известно, что в глазу кролика рН водянистой влаги может подняться до 10-11 в течение нескольких минут или даже выше в тяжелых случаях. pH медленно падает в течение нескольких часов, за исключением крайних случаев.

Повреждение эндотелия вызывает отказ эндотелиальной помпы, которая в норме поддерживает гидратацию и чистоту роговицы. Эта недостаточность вызывает отек стромы роговицы и склонность к васкуляризации и рубцеванию.

Когда защитная оболочка вокруг коллагена повреждена, коллагеназы, продуцируемые полиморфноядерными лейкоцитами, инфильтрируют поврежденную область и разрушают коллаген роговицы, вызывая расплавление или изъязвление стромы, образование десцемоцеле (грыжа десцеметовой мембраны) и перфорацию роговицы. Эта фаза проявляется через 3-7 дней после травмы.

Роль повреждения кровеносных сосудов остается неясной, так как при других химических ожогах глаз сразу после воздействия наблюдается тромбирование кровеносных сосудов конъюнктивы и эписклеры.

Как щелочные, так и кислотные ожоги вызывают временное повышение внутриглазного давления из-за сморщивания глазных оболочек. Вторая фаза повышенного внутриглазного давления может возникать из-за высвобождения простагландинов, а еще более поздняя фаза — глаукомы из-за обструкции оттока внутриглазной жидкости, вызванной воспалением или синехиями.

При сильно поврежденных нелеченных ожогах воспалительная деструкция и изъязвление продолжают происходить в течение недель или месяцев, что приводит к повреждению, варьирующему от инвазии сосудов до непрозрачных рубцов и перфорации роговицы.

В процессе восстановления выжившие кератоциты начинают формировать новый коллаген, но снижение доступного аскорбата (вызванное повреждением основного источника в цилиарном теле) является ограничивающим фактором в этом процессе. Недостаток аскорбата может также сделать роговицу более восприимчивой к воздействию свободных радикалов кислорода.

Вред гидроксида натрия

Основной опасностью для здоровья человека (и способом действия) гидроксида натрия является местное раздражение и/или разъедание кожи и раздражение/разъедание глаз.

Случаи отравления человека указывают на то, что пероральная доза в 10 граммов смертельна . Гидроксид натрия токсичен при пероральном приеме. Гидроксид натрия вызывает коррозию всех тканей. Концентрированные пары приводят к серьезным повреждениям глаз и органов дыхания. Пероральный прием гидроксида натрия, который часто встречается у детей, вызывает тяжелый некроз тканей с образованием стриктур пищевода, что часто приводит к смерти. Попадание на кожу может привести к контактному дерматиту, выпадению волос, а также к некрозу вследствие сильного раздражения. Сообщалось о повышении заболеваемости карциномой пищевода после тяжелой интоксикации гидроксидом натрия у мужчин. В исследованиях на животных длительный кожный контакт с веществами, приводящими к изменению рН кожи, вызывает развитие опухолей в результате сильного раздражения тканей и репаративного роста клеток . Мутагенен для соматических клеток млекопитающих. Может вызывать поражение следующих органов: слизистых оболочек, верхних дыхательных путей, кожи, глаз. Опухоли не следует ожидать, если предотвратить последствия раздражения. На сегодняшний день нет соответствующих исследований пренатальных токсических эффектов гидроксида натрия.

Немедленная первая помощь: Удалить пациента от контакта с материалом. Убедитесь, что проведена надлежащая дезактивация. Если пациент не дышит, начните искусственное дыхание, предпочтительно с помощью реанимационного аппарата с клапаном автомата, мешком-клапаном-маской или карманной маской, как обучено. При необходимости выполните сердечно-легочную реанимацию. Немедленно промойте загрязненные глаза слабо проточной водой. Не вызывает рвоту. При рвоте наклоните пациента вперед или положите его на левый бок (по возможности головой вниз), чтобы сохранить проходимость дыхательных путей и предотвратить аспирацию. Обеспечьте покой пациента и поддерживайте нормальную температуру тела. Получите медицинскую помощь.

• При попадании гидроксида натрия в глаза немедленно промыть (промыть) глаза большим количеством воды, время от времени приподнимая нижние и верхние веки. Немедленно обратитесь за медицинской помощью.
• При попадании гидроксида натрия на кожу немедленно промойте кожу большим количеством воды. Немедленно обратитесь за медицинской помощью. Если это химическое вещество (или жидкости, содержащие это химическое вещество) попало на кожу, немедленно промойте загрязненную кожу водой с мылом. Если это химическое вещество или жидкости, содержащие это химическое вещество, проникают в одежду, немедленно снимите одежду и промойте кожу водой с мылом. Если после мытья раздражение сохраняется, обратитесь за медицинской помощью.
• Если человек вдыхает большое количество этого химического вещества, немедленно выведите пострадавшего на свежий воздух. Если дыхание остановилось, сделайте искусственное дыхание. Держите пострадавшего в тепле и в покое. Как можно скорее обратитесь за медицинской помощью.
• Если это химическое вещество было проглочено, немедленно обратитесь за медицинской помощью.

В исследованиях на кроликах инстилляции путем перорального зондирования вызывали в течение 10 секунд: эрозию в мышцу желудка 12% растворами; перфорация 28% растворами; и отсутствие повреждений с 1% растворами. Согласно Шоберу и соавторы в период с января 1976 г. по октябрь 1988 г. отделение детской хирургии (Университет Граца, Австрия) сообщило о 6 случаях приема внутрь гидроксида натрия. Университетская больница Сантьяго-де-Компостела (Испания) сообщила о 67 случаях случайного проглатывания гидроксида натрия детьми в период с 1981 по 1990 г.. Большинство несчастных случаев произошло дома, и контейнер находился в пределах досягаемости детей. За период 1984-1988 гг. в Дании было проведено общенациональное обследование употребления коррозионно-активных веществ. Выявлено 57 госпитализаций детей (0-14 лет) в связи с приемом внутрь гидроксида натрия. Авторы были уверены, что в исследование были включены все дети с серьезными осложнениями после приема внутрь едких веществ.

Во всех ранее упомянутых публикациях сообщалось о случайном проглатывании гидроксида натрия детьми. Вийбург и др. проанализировали записи 170 пациентов, поступивших в отделение отоларингологии университетской больницы Амстердама в период с 1 января 1971 г. по 31 декабря 1981 г. с подозрением на проглатывание едких веществ. Из этих 170 пациентов около 15 принимали внутрь гидроксид натрия.

Было обследовано 200 пациентов с подозрением на отравление едкими веществами . Пациентам не вводили стероиды. Поражения пищевода были обнаружены у 93 больных. Тридцати двум пациентам с глубокими циркулярными ожогами немедленно были установлены назогастральные зонды. Из этих пациентов у 2 развились стриктуры пищевода, но последующая дилатация прошла успешно. В группе пациентов с нециркулярным поражением стриктур не наблюдалось. Такой низкий процент образования стриктур обусловлен использованием назогастральных зондов. Поскольку ни наличие, ни тяжесть ожогов пищевода предсказать невозможно, эндоскопию следует проводить во всех подозрительных случаях. При отсутствии тяжелых поражений глотки предпочтительнее использование гибкого фиброоптического эндоскопа, поскольку он также позволяет осмотреть желудок и проксимальную часть двенадцатиперстной кишки .

Кожа

Когда гидроксид натрия (каустическая сода) вступает в контакт с кожей, он обычно не вызывает немедленной боли, но начинает вызывать немедленные повреждения. Он не может коагулировать белок, который мог бы предотвратить дальнейшее проникновение. Таким образом, при попадании в глаза промывание водой необходимо начать в течение 10 секунд и продолжать не менее 15 минут, чтобы предотвратить необратимое повреждение. При попадании на кожу следует немедленно начать промывание водой, чтобы предотвратить химические ожоги.

Тест на раздражение кожи человека 0,5 % раствором гидроксида натрия проводили с периодами экспозиции 15, 30 и 60 мин. Обработанные участки оценивали через 24, 48 и 72 часа после удаления пластыря. Результаты показали, что после максимального воздействия в течение 60 минут у 61 % добровольцев (20 из 33) наблюдалась положительная реакция раздражения кожи . Воздействие гидроксида натрия на кожу вызывает покраснение, боль, серьезные кожные ожоги и волдыри. Жидкий гидроксид натрия вызывает ожоги второй или третьей степени после кратковременного контакта. В исследованиях на кроликах нанесение на кожу 5% раствора вызывало выраженный некроз через 4 часа. Растворы > 30% сильно разъедают кожу.

Вдыхание

Для производства и основных применений гидроксида натрия аэрозоли обычно не используются. Однако для определенных видов применения, например для чистки печей и дезинфекции навесов, нельзя полностью исключить образование аэрозолей. Например, чистка духовок может привести к раздражению горла из-за присутствия в воздухе гидроксида натрия. Однако следует понимать, что аэрозоли гидроксида натрия нестабильны. Они быстро трансформируются за счет поглощения углекислого газа из атмосферы, что приводит к образованию бикарбоната натрия и карбоната натрия. Превращение вдыхаемых аэрозолей гидроксида натрия в аэрозоли карбоната натрия может происходить за секунды. Аналитические измерения для определения ингаляционного воздействия на рабочих во время производства и использования, по-видимому, недоступны. Однако в исследованиях на животных вдыхание аэрозоля может вызвать отек легких.

Токсикокинетика, метаболизм и распределение гидроксида натрия

Натрий является нормальным компонентом вашей крови, и его избыток выводится с мочой. Значительное количество натрия поступает с пищей, поскольку нормальное потребление натрия с пищей составляет 3,1-6,0 г в день. Воздействие гидроксида натрия потенциально может повысить рН крови. Однако рН крови регулируется в узких пределах для поддержания гомеостаза. За счет экскреции бикарбоната с мочой и выдыхаемого углекислого газа рН поддерживается на нормальном уровне 7,4-7,5.

Когда люди воздействуют на кожу (кожу) низкими (не раздражающими) концентрациями, поглощение гидроксида натрия должно быть относительно низким из-за низкого поглощения ионов. По этой причине ожидается, что поглощение гидроксида натрия будет ограничено при нормальных условиях обращения и использования. Ожидается, что в этих условиях поглощение иона гидроксила (ОН- ⁾ под воздействием гидроксида натрия не изменит рН крови. Кроме того, поглощение натрия при воздействии гидроксида натрия намного меньше, чем поглощение натрия с пищей в этих условиях. По этой причине ожидается, что гидроксид натрия не будет системно доступен в организме при нормальных условиях обращения и использования.

Пример будет приведен для сценария ингаляционного воздействия. Предположим, что концентрация гидроксида натрия составляет 2 мг/м³, что является пороговым предельным значением (ПДК) в США, и дыхательный объем равен 10 м3 в день. В этом случае суточная доза составляет 20 мг гидроксида натрия. Пороговое предельное значение (ПДК) химического вещества считается уровнем, которому работник может подвергаться изо дня в день в течение всей трудовой жизни без неблагоприятных последствий.

Количество 20 мг гидроксида натрия эквивалентно 11,5 мг натрия, что является незначительным количеством по сравнению с суточной дозой 3,1-6,0 г с пищей. Количество 20 мг гидроксида натрия эквивалентно 0,5 ммоль, и если это количество будет поглощаться кровотоком, это приведет к концентрации иона гидроксила (ОН-) 0,1 мМ (при условии, что 5 литров крови на человека). Это незначительное количество по сравнению с концентрацией бикарбоната в 24 мМ крови. Этот пример подтверждает, что гидроксид натрия, как ожидается, не будет системно доступен в организме при нормальных условиях обращения и использования.