Techniczny heksachlorocykloheksan (HCH) uzyskuje się w procesie chlorowania benzenu pod wpływem katalitycznego działania promieniowania UV. Produkt techniczny jest mieszaniną do ośmiu izomerów przestrzennych, z których tylko izomer γ-HCH, znany jako lindan, ma właściwości owadobójcze. Podstawowym zastosowaniem technicznego HCH jest otrzymywanie czystego izomeru γ-HCH. W Polsce, jak i w większości rozwiniętych państw w strefie umiar-kowanej, wycofywanie lindanu ze stosowania w rolnictwie rozpoczęto w 70. latach. Obecnie HCH (zarówno techniczny, jak i lindan) jest stosowany jedynie w państwach o klimacie tropikalnym, przede wszystkim w Indiach. Synteza HCH (przeznaczonego do produkcji lindanu) w Zakładach Chemicznych Organika-Azot w Jaworznie, została wstrzymana w 1982 r. Obecnie techniczny HCH nie jest ani produkowany, ani konfekcjonowany w Polsce i nie wydaje się możliwe, aby sytuacja ta miała się zmienić. Toksyczność poszczególnych izomerów HCH jest różna. W przypadku toksyczności ostrej, najsilniej działającym izomerem jest izomer γ. W objawach zatrucia dominują symptomy pobudzenia układu nerwowego (pozostałe izomery, tj.: α, β i δ mają działanie przeciwne). W przypadku toksyczności przewlekłej najsilniejsze działanie wywiera izomer β, co jest związane z jego wyjątkową trwałością (persystencją) i zdolnością do biokumulacji. U ludzi ostremu zatruciu technicznym HCH towarzyszą: uczucie zmęczenia, bóle i zawroty głowy, parestezja twarzy i dłoni, nudności, wymioty, biegunka, drgawki kloniczno-toniczne, wreszcie w przypadku ciężkich zatruć śmierć, będąca następstwem niewydolności układu oddechowego bądź zapaści sercowo-naczyniowej. Objawy u osób narażonych zawodowo są podobne do wcześniej opisanych, ale występują w odpowiednio mniejszym nasileniu. Ponadto, u narażonych stwierdzano zwiększenie częstości nieprawidłowego zapisu pracy serca (EKG) i mózgu (EEG). Techniczny HCH jest substancją o umiarkowanej toksyczności ostrej. Wartości LD50 wynoszą dla różnych gatunków zwierząt od około 60 do ponad 3700 mg/kg m.c. (narażenie p.o.), od 900 do > 8000 mg/kg m.c. (narażenie dermalne) i 690 mg/m3 (narażenie drogą oddechową). W badaniach toksyczności przewlekłej podstawowym skutkiem toksycznego działania technicznego HCH u zwierząt były objawy neurotoksyczne (drgawki, trudności w oddychaniu oraz porażenie łap), zwiększenie względnej i bezwzględnej masy narządów (wątroby i nerek), zmiany w obrębie wątroby, nerek i jąder oraz zmiany aktywności enzymów i profilu białek osocza świadczące o funkcjonalnym uszkodzeniu wątroby. Omawiana substancja nie wykazuje działania mutagenego i genotoksycznego. Na podstawie wyników badań na zwierzętach wykazano, że techniczny HCH powoduje powstawanie nowo-tworów wątroby, a gatunkiem najbardziej wrażliwym na jego działanie są myszy. Izomerem, którego udział w aktywności kancerogennej technicznego HCH jest prawdopodobnie największy, jest izomer α. W 1987 r. grupa heksachlorocykloheksanów (w tym techniczny HCH) została zaklasyfikowana przez IARC do grupy 2B. Oceniono, że nie ma wystarczających dowodów rakotwórczego działania tej grupy związków u człowieka, natomiast w odniesieniu do zwierząt laboratoryjnych są one dostateczne (dla technicznego HCH i izomeru α) bądź ograniczone (dla izomerów β i γ). Zarówno techniczny HCH, jak i jego izomery nie wykazują działania teratogennego, a działanie embrio- i fetotoksyczne obserwuje się po podawaniu dawek toksycznych dla matek. Z dostępnych danych wynika jednak, że narażenie na HCH może mieć wpływ na funkcje rozrodcze, przede wszystkim samców. Izomery wchodzące w skład technicznego HCH szybko wchłaniają się do organizmu zarówno przez układ pokarmowy, jak i przez skórę oraz płuca. Po wchłonięciu są rozmieszczane praktycznie we wszystkich tkankach i narządach, przy czym największe powinowactwo wykazują do tkanki tłuszczowej. Łatwo przenikają przez barierę krew-łożysko oraz przenikają do mleka. Izomery HCH, z wyjątkiem izomeru β, są w porównaniu z innymi związkami chloroorganicznymi względnie szybko metabolizowane i wydalane z organizmu. Izomer β charakteryzuje się bardzo dużą trwałością i zdolnością do biokumulacji w tkance tłuszczowej – jego połowiczny okres wydalania u człowieka oceniono na ponad 7 lat. Metabolizm HCH zachodzi przede wszystkim w wątrobie za pośrednictwem oksydaz o mieszanej funkcji związanych z cytochromem P-450. Podstawowymi kierunkami przemian HCH są: odwodorowanie, odchlorowodorowanie, odchlorowanie i hydroksylacja. Obecnie jest znanych około 100 produktów przemiany metabolicznej HCH. Są one wydalane z organizmu, przede wszystkim w moczu, zarówno jako wolne związki, a także związane z glutationem, resztami kwasu glukuronowego, siarkowego czy merkapturowego. Mechanizm toksycznego działania HCH jest złożony i wielokierunkowy. Izomery HCH mogą m.in.: zaburzać neuroprzekaźnictwo, hamować aktywność ATP-azy sodowo-potasowej, magnezowej i wapniowej, zaburzać gospodarkę wapniową, zaburzać równowagę fosfolipidowych błon komórkowych, a także wywoływać stres oksydacyjny w wątrobie. Ponadto, izomery HCH, podobnie jak i inne insektycydy chloroorganiczne, działając pobudzająco na cytochrom P-450, mogą wielokierunkowo modyfikować metabolizm innych związków, zarówno endogennych, jak i egzogennych, co szczególnie w przypadku przewlekłego narażenia może być jednym z istotniejszych mechanizmów toksycznego działania. W ostatnich latach coraz częściej sugeruje się, że HCH, a zwłaszcza jego najtrwalszy izomer β, mogą zaburzać równowagę hormonalną organizmu. Izomer ten jest zaliczany do grupy tzw. endocrine disruptors, EDs. W większości państw normatyw higieniczny dla technicznego HCH wynosi 0,5 mg/m3. W Polsce wartość NDS (najwyższego dopuszczalnego stężenia) wynosi 0,05 mg/m3, natomiast wartość NDSCh (najwyższego dopuszczalnego stężenia chwilowego) – 0,4 mg/m3, lecz dotychczas nie została opracowana dokumentacja dla tej substancji. Autor niniejszej dokumentacji zaproponował, na podstawie przeglądu piśmiennictwa, przyjęcie stężenia 0,17 mg/m3 za wartości NDS technicznego HCH. Podstawą ustalenia wartości NDS związku są wyniki rocznego doświadczenia paszowego na szczurach przeprowadzonego przez Dikshith i in. (1991a), na podstawie którego przyjęto wartość NOAEL wynoszącą 0,4 mg/kg/dzień. Wartość ta jest zgodna z wynikami innych badań toksyczności przewlekłej, zarówno technicznego HCH, jak i pojedynczych izomerów. Ze względu na brak silnego działania drażniącego, proponowanie wartości NDSCh związku nie znajduje uzasadnienia. Nie ma też podstaw merytorycznych do ustalania wartości DSB (dopuszczalnego stężenia w materiale biologicznym) technicznego HCH.
Technical grade 1,2,3,4,5,6-hexachlorocyclohexane is a mixture of eight stereoisomers. Only one of them, the γ isomer, known as lindane, is the insecticidally effective one. Both technical HCH and lindane were heavily used in agriculture as an insecticide in Europe and in other parts of the world until the 1970s. Currently, the use of HCH is limited to some tropical countries. Production of HCH in Poland ended in 1982. The other uses of HCH were human and veterinary medicine. Technical HCH demonstrates moderate oral, dermal and inhalation toxicity. Reported acute oral LD50 values in various species and strains of laboratory animals range from 60 to over 3700 mg/kg b.w., while acute dermal LD50 values range from 900 to over 9000 mg/kg b.w., and acute inhalation LC50 is 690 mg/m3. HCH isomers differ qualitatively and quantitatively in biological activity. They are reported to exert multifarious effects on the central nervous system (CNS). Some are CNS stimulants (isomer γ) causing violent epileptiform convulsions and hyperexcitability, whereas the others (β and δ) are mainly depressant. The toxicity of technical HCH varies and is related to the amount of lindane present, which is the most acutely toxic isomer. Similarly to other organochlorine compounds, hexachlorocyclohexane isomers are inducers of liver microsomal enzymes. Technical HCH have no mutagenic or genotoxic potential. Tests on laboratory animals have shown that technical HCH as well as α and γ isomers are carcinogenic in mice, producing liver-cell tumours following oral administration. In 1987 IARC classified hexachlorocyclohexanes (including technical HCH) into group 2B. Evidence of its carcinogenicity to humans is insufficient, whereas of carcinogenicity to animals is sufficient. Embryo- and fetotoxicity of hexachlorocyclohexanes has been observed at maternally toxic dos-es without any teratogenic effects. Hexachlorocyclohexanes, especially the most persistent and bioaccumulative isomer β, may disrupt the endocrine system of mammals. Hexachlorocyclohexane isomers are rapidly absorbed following oral intake, via the respiratory tract and skin. After uptake they are distributed to various tissues and organs but they are pre-ferentially stored in adipose tissue. HCH can be transferred to the foetus via the placenta. The compounds are metabolized by hepatic microsomal P-450 microsomes and excreted from the body with urine and faeces. They tend to bioaccumulate in adipose tissue (especially isomer β). The recommended health-based maximum exposure concentration (MAC) for technical grade 1,2,3,4,5,6-hexachlorocyclohexane of 0.17 mg/m3 is based on the NOAEL value (0.4 mg/kg/day) derived from 1-year feeding experiment on rats, and relevant uncertainty factors. No STEL and BEI values have been proposed.
