Węgiel jest bardzo mocnym adsorbentem. Powinien być jednak podany niezwłocznie po zatruciu, aby interwencja przyniosła efekt i była skuteczna. Z badań na ochotnikach wynika, że podanie węgla aktywowanego w ciągu 30 minut od zatrucia lekiem obniżyło wchłanianie przyjętego w nadmiarze farmaceutyku średnio o 69%, po godzinie było to już tylko 34% skuteczności! Sprawdźmy zakres wykorzystania właściwości adsorpcyjnych węgla, zasady dawkowania oraz zwróćmy uwagę na interakcje z zażywanymi lekami.
Czym jest węgiel aktywny?
Węgiel aktywny (aktywowany) to substancja składająca się głównie z węgla pierwiastkowego w postaci bezpostaciowej (sadza), a częściowo w postaci drobnokrystalicznego grafitu. Otrzymujemy go w procesie karbonizacji w wysokiej temperaturze (600-650℃ w środowisku obojętnym) z różnych surowców, które mają wyjściowo dużą zawartość węgla. Mogą to być na przykład: drewno, węgiel kamienny bitumiczny, węgiel brunatny bitumiczny, torf lub nawet skorupy orzechów, pestki i nasiona owoców, łupiny, łuski, słoma i wiele innych.
Jako, że wyżej wymienione surowce zawierają oprócz węgla też inne substancje chemiczne czy pierwiastki, to w produkcie końcowym zostanie wszystko to, co w wysokiej temperaturze nie zmieniło się w związki lotne. Już w procesie karbonizacji tworzy się pewna struktura porowata, ale jest niewystarczająca do praktycznego zastosowania produktu, dlatego też taki węgiel trzeba „aktywować” działaniem gazów (pary wodnej czy dwutlenku węgla) w jeszcze wyższej temperaturze (800-950℃), aby zwiększyć jego porowatość a tym samym zdolności adsorpcyjne.
Po co wykonuje się te działania? Otóż dzięki opisanym wyżej procesom otrzymujemy produkt o bardzo dużej powierzchni w stosunku do masy: 3300m²/gram do 3900m²/gram (dla porównania: to więcej niż połowa boiska do piłki nożnej). Dzieje się tak ze względu na wspomnianą wyżej porowatość, czyli obecność w węglu dużej ilości mikroporów, które łatwo i mocno adsorbują inne substancje.
Zakres wykorzystywania właściwości adsorpcyjnych węgla
Właściwości adsorpcyjne węgla są wykorzystywane w wielu dziedzinach:
- w przemyśle chemicznym – katalizator i nośnik katalizatorów reakcji,
- w maskach przeciwgazowych,
- jako pochłaniacz w filtrach papierosowych, klimatyzacji, w oczyszczaczach powietrza,
- w filtrach do uzdatniania wody pitnej,
- jako węgiel leczniczy w medycynie,
- w superkondensatorach (elektrotechnika),
- do czyszczenia wody w akwarium,
- w kosmetykach jako składnik mający poprawić oczyszczanie skóry (w mydłach, maseczkach), czy zębów (w paście do zębów).
Przez moment panowała nawet moda na dodawanie węgla do potraw np. opisywane na portalach lifestylowych czarne lody z nowojorskiej lodziarni Morgenstern. Sugerowano, że takie potrawy mają właściwości odtruwające organizm, co nie jest niestety prawdą! Ponadto nadmiar tego typu jedzenia w dłuższym czasie pozbawiłby nas cennych pierwiastków i innych składników pochodzących z pożywienia.
Właściwości adsorbcyjne węgla medycznego pozwalają na wiązanie różnych substancji w przewodzie pokarmowym, dlatego używa się go przede wszystkim przy zatruciach substancjami chemicznymi i lekami oraz przy biegunkach związanych z infekcjami. Związane z węglem toksyny, białka, leki, bakterie, gazy jelitowe oraz różne związki chemiczne są następnie usuwane z organizmu wraz z kałem.
Węgiel tworzy barierę ochronną pokrywającą błonę śluzową przewodu pokarmowego. Nie wchłania się z przewodu pokarmowego, działa miejscowo. Podawanie węgla zwiększa wydalanie żółci i związanych z nią substancji (zarówno toksycznych, jak i tych potrzebnych) – związana żółć nie wraca do wątroby w cyklu jelitowo-wątrobowym.
To może Cię zainteresować: Jaka detoksykacja organizmu ma sens? Jak możemy pozbyć się metali ciężkich z organizmu?
Węgiel jest bardzo mocnym adsorbentem, ale nie jest tak, że wiąże wszystkie toksyczne substancje. Jego zdolność do ich wiązania zależy od rozmiaru wiązanych cząsteczek, rozpuszczalności danej substancji, stopnia jej zjonizowania oraz pH.
Węgiel najlepiej adsorbuje substancje niezjonizowane, niepolarne i słabo rozpuszczalne w wodzie.
Leki adsorbowane (wiązane) przez węgiel
Poniżej przykłady leków adsorbowanych przez węgiel:
- inhibitory ACE,
- amfetamina,
- leki przeciwdepresyjne (oprócz litu),
- leki przeciwpadaczkowe,
- aspiryna i salicylany,
- atropina,
- barbiturany,
- benzodiazepiny,
- beta-blokery,
- chinina i chinidyna,
- chlorochina,
- digoksyna,
- furosemid i torasemid,
- neuroleptyki,
- leki przeciwcukrzycowe,
- opiaty,
- tetracykliny,
- teofilina.
oraz lista toksyn roślinnych, w przypadku których można ratować się zażywając węgiel aktywny:
- akonityna,
- kolchicyna,
- amatoksyny w zatruciach grzybami,
- alkaloidy sporyszu,
- muskaryna,
- rycyna,
- nikotyna,
- strychnina,
- taksany cisu,
- glikozydy naparstnicy.
Kiedy węgiel nie daje rady?
Niestety są też substancje powodujące zatrucia, których adsorbcja na węglu jest niewystarczająca lub nie ma jej wcale. Dzieje się tak w przypadku zatrucia substancjami, takimi jak:
- etanol,
- metanol,
- glikole, jak glikol etylenowy,
- sole nieorganiczne,
- magnez, potas, sód,
- metale i ich związki nieorganiczne, jak lit czy żelazo,
- inne metale ciężkie, jak ołów lub rtęć,
- rozpuszczalniki organiczne jak np. aceton czy dimetylosulfotlenek,
- kwasy i zasady oraz cyjanki.
Względy etyczne sprawiają, że praktycznie niemożliwe jest przeprowadzenie randomizowanych kontrolowanych badań, dlatego większość danych pochodzi z badań in vitro, doświadczeń na zwierzętach, badań na ludzkich ochotnikach, opisów przypadków, serii przypadków klinicznych lub badań obserwacyjnych. Dlatego też podawanie węgla przy zatruciach powinno być poprzedzone wyważeniem potencjalnego ryzyka i korzyści. Jeśli znane jest swoiste antidotum na daną toksynę, to będzie ono lekiem pierwszego wyboru. Tu warto wiedzieć, że nie łączymy węgla z innymi substancjami, bo je zaadsorbuje niwelując ich działanie. Ale węgiel przychodzi z pomocą w zatruciach w wielu przypadkach, gdy nie wiadomo jak inaczej ratować pacjenta.
Zasady dawkowania węgla
Węgiel powinien być podany niezwłocznie po zatruciu, aby interwencja przyniosła efekt i była skuteczna. Z badań na ochotnikach wynika, że podanie węgla aktywowanego w ciągu 30 minut od zatrucia lekiem obniżyło wchłanianie farmaceutyku średnio o 69%, po godzinie było to już tylko 34% skuteczności! Są jednak przypadki zatruć preparatami o przedłużonym uwalnianiu, powolnym wchłanianiu lub wolno trawiącymi się (np. igły cisu, grzyby), albo substancjami, które hamują perystaltykę przewodu pokarmowego – wtedy nawet późniejsze podanie węgla może przynieść korzyści.
Węgiel może być też podawany w dawkach wielokrotnych. Pierwsze podanie eliminuje te toksyny, które węgiel napotka najbliżej, czyli w żołądku i dwunastnicy. Następne dawki mogą docierać dalej i działać nawet w dystalnych częściach przewodu pokarmowego. Kolejne dawki pomagają też w usuwaniu leku/toksyny (oraz jej metabolitów), która się wchłonęła i jest usuwana z organizmu wraz z żółcią do jelita. Jak wiemy z poprzednich artykułów żółć jest zwrotnie wchłaniana z jelita do wątroby i dlatego niektóre substancje długo krążą w organizmie zamiast zostać wydalone. Zbierając żółć węgiel zmniejsza krążenie jelitowo-wątrobowe tej substancji.
Węgiel możemy podawać do czasu, gdy poziom we krwi substancji, którą chcemy usunąć spadnie tak, aby nie zagrażała choremu.
Węgiel występuje w formie tabletek, kapsułek, proszku lub granulatu. Ważne jest, aby powierzchnia kontaktu węgla z substancjami była jak największa, więc tabletki powinny być rozdrobnione. Drugą sprawą, która ma wielkie znaczenie jest dawka. Przyjmuje się, że węgla powinno być przynajmniej 10 razy więcej niż substancji, którą chcemy usunąć. Niektórzy autorzy sugerują nawet 40-krotność węgla w stosunku do toksyny. Innym sposobem obliczania jest podanie od 0,5-1 g/kilogram masy ciała, maksymalnie 30-50 g. U dorosłych zaleca się na ogół pojedynczą dawkę 50 g niezależnie od masy ciała (w wyjątkowych okolicznościach do 100g).
Przeciwwskazania do podawania węgla
W praktyce szpitalnej podawanie węgla jest niebezpieczne u pacjentów, którzy stracili przytomność lub mają zaburzenia połykania ze względu na możliwość aspiracji do dróg oddechowych. My musimy pamiętać, że przeciwwskazaniem są:
- zaburzenia transportu przez przewód pokarmowy jak słaba perystaltyka, zaparcia, niedrożność jelit np. obecność ciała stałego czy nowotwory, zrosty, przepuklina.
- po zatruciu substancjami hamującymi perystaltykę, jak opioidy czy środki przeciwcholinergiczne,
- możliwe krwawienia, czy perforacja ścian żołądka lub jelit,
- w zatruciu substancjami żrącymi,
- nie jest zalecany przy wymiotach. Po jednorazowym wymiotowaniu można węgiel podać odczekawszy 30-60 minut,
- nie podajemy go też w przypadku połknięcia substancji niewchłanialnych.
Węgiel jest generalnie bezpieczny, przy dłuższym podawaniu mogą wystąpić wymioty, zaparcia, nudności, biegunka, czasem powstanie bezoaru. Trzeba pamiętać, że węgiel poważnie ogranicza wchłanianie innych leków. Jeśli więc przyjmujemy lek na stałe, to zróbmy to przynajmniej 2 godziny przed lub po przyjęciu węgla.
Zbyt częste czy długotrwałe podawanie węgla zmniejszy ilość soków trawiennych i substancji odżywczych potrzebnych dla organizmu.
Węgiel możemy również zażyć w przypadku lżejszych zatruć lub w celu wyeliminowania gazów jelitowych. Wtedy sugerowana dawka to 800-1200 mg kilka razy na dobę, do momentu ustąpienia objawów. W razie biegunki dawka jest większa: 3-6 g co godzinę, także do momentu wystąpienia poprawy. W zatruciach bakteryjnych zawsze dla bezpieczeństwa radzimy się lekarza, a stosowane dawki są zdecydowanie większe.
Bibliografia:
- Tobias Zellner, Dagmar Prasa, Elke Farber, Petra Hoffmann-Walbeck, Dieter Genser, Florian Eyer „The Use of Activated Charcoal to Treat Intoxications”
- Jason Silberman; Michael A. Galuska; Alan Taylor. „Activated Charcoal”
Polecamy Twojej uwadze także ten artykuł >>> Właściwości zdrowotne oregano.
