Ethanol als Antidot: Vergiftung mit Methanol und Ethylenglycol: Was hilft?

Bei Methanol handelt es sich um den einfachsten Alkohol mit der chemischen Formel CH₃-OH, die Flüssigkeit ist auch unter dem Namen Methylalkohol bekannt. Die Substanz zählt weltweit zu den am meisten produzierten Chemikalien und wird zahlreich im technischen Bereich als Lösungsmittel, in Reinigungsmitteln sowie in Brennstoffzellen eingesetzt. 

Methanol gilt als ein hochgradig toxischer Alkohol. Die letale Dosis liegt im Bereich zwischen 30 und 50 Millilitern – schon die Aufnahme von wenigen Millilitern kann zur Erblindung führen. An der hohen Toxizität von Methanol sind maßgeblich dessen Abbauprodukte im Körper beteiligt. 

Nach der Aufnahme aus dem Gastrointestinaltrakt wird der Alkohol durch das Enzym Alkohol-Dehydrogenase zunächst zu Formaldehyd und anschließend unter dem Einfluss von Aldehyd-Oxidase zu Ameisensäure oxidiert. Die Umwandlung von Formaldehyd zu Ameisensäure verläuft relativ rasch. Allerdings wird die entstehende Säure im Körper nur langsam zu CO₂ und Wasser abgebaut. Daher reichert sich die Ameisensäure an und führt zu einer schweren Azidose – einem Absinken des pH-Wertes im Blut.

Vergiftungen mit Methanol können durch Trinken verunreinigter Spirituosen wie Wodka oder Rum ausgelöst werden. Durch illegale Beimischung von Methanol zu alkoholhaltigen Getränken lässt sich der Gewinn erhöhen, da Methanol deutlich billiger zu erhalten ist als Ethanol. 

Da sich Methanol in Geschmack und Geruch nicht von Ethanol unterscheidet, kann die Substanz beim Trinken der Alkoholika nicht erkannt werden. 

Methanol entsteht auch als Nebenprodukt bei der Herstellung von hochprozentigem Trinkalkohol wie z. B. Obstbränden. Dabei werden verschiedene Früchte wie Birnen oder Zwetschgen einer alkoholischen Gärung unterworfen. Der in den Früchten enthaltene Zucker wird dann in Alkohol umgewandelt. 

In dem erhaltenen Gärungsalkohol ist neben Ethanol auch immer eine geringe Menge an Methanol enthalten. Der Grund: Beim Abbau von Pektinen (Bestandteil pflanzlicher Zellwände), wird Methanol freigesetzt. Der in Pektinen enthaltene Methylester, wird bei der Gärung freigesetzt und in Methanol und eine Säure aufgespalten. 

Bei der anschließenden Destillation ist Methanol aufgrund seines niedrigeren Siedepunkts von 65 °C vor allem im Vorlauf enthalten. Dieses erste Destillat muss daher verworfen werden und darf im Obstbrand nicht vorhanden sein. Ethanol siedet erst bei 78 °C und ist daher vorwiegend im Hauptlauf zu finden. 

Wird nun der Methanol-haltige Vorlauf aus Unkenntnis oder zur Erhöhung des Profits nicht abgetrennt, werden Obstbrände mit einem gefährlichen Gehalt an Methanol erhalten.

Nach oraler Aufnahme von Methanol treten nach einigen Stunden als erste Vergiftungserscheinungen 

• Übelkeit,
• Erbrechen,
• Kopfschmerzen und
• Schwindel auf.

Im weiteren Verlauf kommt es zum Abfall des Blutdrucks, zu verlangsamtem Herzschlag (Bradykardie) und schließlich zur Bewusstlosigkeit. Typischerweise ist das Sehvermögen beeinträchtigt, dabei kann es auch zu einer irreversiblen Schädigung des Sehnervs und damit zur völligen Erblindung kommen.

Um eine Vergiftung mit Methanol zu therapieren, muss die Oxidation der Substanz zu Formaldehyd und Ameisensäure verhindert werden. Durch Gabe von Ethanol kann das beteiligte Enzym Alkohol-Dehydrogenase kompetitiv gehemmt werden und folglich findet keine Oxidation statt. 

Schon bei einem Verdacht auf eine Intoxikation mit Methanol werden daher bei wachen Patienten 30 ml bis 40 ml Ethanol, enthalten in rund 120 ml eines 40%igen alkoholhaltigen Getränks, verabreicht. Ethanol weist zur Alkohol-Dehydrogenase eine deutlich höhere Affinität als Methanol auf.

Die Oxidation von Methanol kann auch durch Gabe von Fomepizol verhindert werden. Die Substanz hemmt ebenfalls das Enzym Alkohol-Dehydrogenase. Fomepizol wirkt bereits bei niedrigeren Konzentrationen hemmend auf das Enzym, zudem muss keine fortlaufende Blutalkoholbestimmung durchgeführt werden. 

Allerdings besitzt Fomepizol in Deutschland nur zur Therapie einer Vergiftung mit Ethylenglycol eine Zulassung. Die Anwendung bei einer Intoxikation mit Methanol stellt daher einen Off-Label-Use dar.

Mit Ethylenglycol gehört eine weitere Verbindung aus der Gruppe der Alkohole zu den akut toxischen Substanzen. Der zweiwertige Alkohol mit der chemischen Formel HO-CH₂-CH₂-OH wird als Lösungsmittel und insbesondere als Frostschutzmittel eingesetzt. Die Flüssigkeit ist in der Lage den Gefrierpunkt von Wasser abzusenken. Eine Mischung beider Substanzen im Verhältnis 1:1 gefriert erst bei –40 °C. 

Vergiftungen mit Ethylenglycol sind lebensgefährlich, bereits ein Schluck kann zu schweren Vergiftungserscheinungen führen. Überwiegend passieren solche Vergiftungen durch Verwechslungen. Durch den süßlichen Geschmack wird die Flüssigkeit zudem nicht als gefährlich erkannt und es kann leicht zur Aufnahme einer größeren Menge kommen. 

Unter keinen Umständen dürfen Frostschutzmittel daher in Getränkeflaschen umgefüllt werden. Sie sollten immer in der Originalverpackung und für Kinder unzugänglich gelagert werden. Im Handel erhältliche Frostschutzmittel bestehen meist aus reinem Ethylenglycol und sind aus Sicherheitsgründen eingefärbt.

Ethylenglycol selbst ist weitgehend ungiftig, erst durch Metabolisierung – wie bei Methanol – entstehen toxische Substanzen. Das für den Abbau von Alkoholen zuständige Enzym Alkohol-Dehydrogenase verstoffwechselt Ethylenglycol zu Glycolaldehyd. Diese Verbindung wird dann zu Glycolsäure und weiter zur besonders giftigen Glyoxylsäure oxidiert. 

Schon kurz nach der Aufnahme von Ethylenglycol kann es zu Erbrechen und Kopfschmerzen kommen. Im weiteren Verlauf sinkt der pH-Wert des Blutes ab und Herzrhythmusstörungen sowie schwere Nierenschäden können auftreten. Ein akutes Nierenversagen kann dann zum Tod führen.

Eine Vergiftung mit Ethylenglycol kann ebenfalls durch die Gabe von Ethanol oder Fomepizol zur Hemmung der Alkohol-Dehydrogenase therapiert werden. Der Abbau von Ethylenglycol zu toxischen Verbindungen wird damit unterbunden und schließlich wird der zweiwertige Alkohol renal ausgeschieden.

Zur Behandlung von Vergiftungen mit Ethylenglycol besitzt Fomepizol eine Zulassung und steht als Fertigarzneimittel (Fomepizol SERB 5 mg/ml Konzentrat zur Herstellung einer Infusionslösung) zur Verfügung. Das Konzentrat muss mit einer Glucoselösung 5 % oder Natriumchloridlösung 0,9 % verdünnt werden. 

Die Dosierung richtet sich nach der Nierenfunktion und liegt normalerweise zwischen 7 mg und 20 mg Fomepizol pro Kilogramm Körpergewicht und Tag. Die Behandlung wird so lange fortgesetzt, bis die Ethylenglycol-Plasmaspiegel auf unter 0,2 g/Liter abgesunken sind. 

Eine gleichzeitige Anwendung von Fomepizol zusammen mit Ethanol bringt keine Vorteile und wird daher nicht empfohlen. Quellen:
- https://www.deutsche-apotheker-zeitung.de/news/artikel/2019/01/11/heimtueckischer-alkohol
- https://www.aerzteblatt.de/archiv/147481/Ursachen-Diagnostik-und-Therapie-haeufiger-Vergiftungen
- https://www.deutsche-apotheker-zeitung.de/daz-az/2006/daz-15-2006/uid-15719
- https://www.lgl.bayern.de/lebensmittel/warengruppen/wc_37_spirituosen/ue_2012_spirituosen_methanol.htm