Ototoxicity in rats exposed to ethylbenzene and to two technical xylene vapours for 13 weeks

Abstract

Male Sprague-Dawley rats were exposed to ethylbenzene (200, 400, 600 and 800 ppm) and to two mixed xylenes (250, 500, 1,000 and 2,000 ppm total compounds) by inhalation, 6 h/day, 6 days/week for 13 weeks and sacrificed for morphological investigation 8 weeks after the end of exposure. Brainstem auditory-evoked responses were used to determine auditory thresholds at different frequencies. Ethylbenzene produced moderate to severe ototoxicity in rats exposed to the four concentrations studied. Increased thresholds were observed at 2, 4, 8 and 16 kHz in rats exposed to 400, 600 and 800 ppm ethylbenzene. Moderate to severe losses of outer hair cells of the organ of Corti occurred in animals exposed to the four concentrations studied. Exposure to both mixed xylenes produced ototoxicity characterized by increased auditory thresholds and losses of outer hair cells. Ototoxicity potentiation caused by ethylbenzene was observed. Depending on the mixed xylene studied and the area of the concentration-response curves taken into account, the concentrations of ethylbenzene in mixed xylenes necessary to cause a given ototoxicity were 1.7-2.8 times less than those of pure ethylbenzene. Given the high ototoxicity of ethylbenzene, the safety margin of less or equal to two (LOAEL/TWA) might be too small to protect workers from the potential risk of ototoxicity. Moreover, the enhanced ototoxicity of ethylbenzene and para-xylene observed in mixed xylenes should encourage the production of mixed xylenes with the lowest possible concentrations of ethylbenzene and para-xylene.

Evaluation of potential health effects associated with occupational and environmental exposure to styrene – an update

“…This conclusion is consistent with a report that "active" rats inhaling 300, 400, 500, or 600 ppm styrene (6 h/day, 5 days/week for 4 weeks) exhibited no changes in auditory permanent threshold shifts (PTS; measured over 2-32 kHz) at 300 ppm despite an average 5% loss in third-row OHCs, or in "sedentary" rats exposed to 500 ppm with a corresponding 3% OHC loss (Lataye et al 2005). Similarly, for the equi-ototoxic styrene analog ethylbenzene, exposure of rats to 200 ppm ethylbenzene (6 hours/day, 6 days/week for 13 weeks) resulted in an average 4% third-row OHC loss, with no corresponding changes in audiometric thresholds at 2, 4, 8, and 16 kHz evaluated at 4, 8, 13, and 21 weeks after exposure initiation (Gagnaire et al 2007). It therefore seems reasonable to consider 200 mg/kg bw/day for 24 weeks as an oral NOAEL for functional hearing loss.…”

Richtwerte für Toluol und gesundheitliche Bewertung von C7-C8-Alkylbenzolen in der Innenraumluft

“…Die ototoxische Wirkung von reinem Ethylbenzol bei Ratten wurde mit der Wirkung von zwei technischen Xylolen verglichen, die 10 oder 20 % Ethylbenzol enthielten [127]. In diesen Gemischen wird nur Ethylbenzol und p-Xylol eine ototoxische Aktivität zugeschrieben, wobei sich Ethylbenzol als 4,5-mal ototoxischer als p-Xylol erwies.…”

Richtwerte für Dimethylbenzole in der Innenraumluft

“…In der Gesamteinschät-zung wurde die Expositionskonzentration von 220 mg/m 3 als "minimale LOAEC" eingestuft. Lungenfunktionswerte (FVC, FEF 75 ) waren bei Frauen 3 h nach Expositionsende minimal (< 4 %) vermindert, alle anderen Parameter waren bei Männern und Frauen unmittelbar im Anschluss an die Exposition und 3 h später nicht verändert [45].…”

“…Auch hier wurden in der exponierten Gruppe häu-figer Symptome berichtet, eine Dosisabhängigkeit wurde aber ebenso wenig festgestellt. In einer entsprechenden subchronischen Inhalationsstudie mit zwei technischen Xylole-Gemischen (Mischung 1: je 20 % o-und p-Xylol sowie Ethylbenzol, 40 % m-Xylol; Mischung 2: 30 % o-, je 10 % p-Xylol und Ethylbenzol, 50 % m-Xylol) zeigte sich in Übereinstimmung mit der höheren Ototoxizität von p-Xylol und Ethylbenzol eine niedrigere LOAEC für das Gemisch mit dem höheren Gehalt an diesen beiden Komponenten [75]. Damit wurden vorangegangene subakute Untersuchungen mit Xylole-Gemischen bestä-tigt [76,77].…”