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Polyethylenglykol

I. Allgemeine Toxikologie

1. Chemisch-physikalische Eigenschaften

Polyethylenglykol (PEG) ist ein chemisch inertes, wasserlösliches Polymer mit der allgemeinen Summenformel C2nH4n+2On+1 und je nach Kettenlänge bzw. Molekulargewicht (z.B. PEG 400, PEG 4000, PEG 6000) flüssig, fest oder viskös. Polyethylenglykole werden durch Polymerisation u.a. von Ethylenoxid hergestellt.
 

2. Quellen

-Polyethylenglykole werden in der Humanmedizin als perorale Abführmittel (Macrogol) zur Ganzdarmspülung angewendet; in der Chemie und Pharmazie als Trägerstoffe, Bindemittel, Wirkstoffträger für Medikamente; in der Kosmetik als Emulgatoren und als Feuchthaltemittel in Crèmes und Lotionen; in der Lebensmittelindustrie als Süssstoffträger und Emulgator; in der Kautschukindustrie als Weichmacher und Schmiermittel.
-Polyethylenglykol wird zum Teil auch in sogenannten Paintballs, die auch Sorbitol, Glycerin, Gelatine, Dipropylenglycol, Wachs, Mineralöl und Farbstoffe enthalten können, verwendet.
 

3. Kinetik

-Die inhalative und gastrointestinale Absorption von Polyethylenglykol ist abhängig vom Molekulargewicht. Die flüssigen Produkte mit einem tiefen Molekulargewicht (unter 200 bis 400) besitzen eine viel höhere Bioverfügbarkeit als feste Produkte mit einem Molekulargewicht über 3000. Die Polyethylenglykole, die den systemischen Kreislauf erreichen, werden vorwiegend unverändert im Urin ausgeschieden.
-Die osmotisch aktiven Inhaltsstoffe der Paintballs verbleiben im Magen-Darm-Trakt, bis der Patient sie erbricht oder über die Faeces eliminiert. Sie werden weder aus dem Magen-Darm-Trakt resorbiert noch metabolisiert.
 

4. Toxisches Prinzip

-Polyethylenglykole wirken als osmotische Laxantien und reizen die Schleimhäute. In sehr hohen Mengen können sie die Plasmaosmolalität erhöhen, bzw. eine Hypernatriämie bewirken.
-Polyethylenglykole mit einem niedrigen Molekulargewicht können Spuren von dem gesundheitsschädlichen Ethylenoxid enthalten.
-Paintballs: Keine der üblicherweise verwendeten Komponenten ist toxisch. Die Intoxikation resultiert aus den Flüssigkeits- und Elektrolytverschiebungen, die durch die osmotisch aktive Natur einiger Inhaltsstoffe verursacht werden.
 

5. Toxizität bei Labortieren

Akute orale LD50 (in mg/kg Körpergewicht):

Die Toxizität hängt vom Molekulargewicht ab:
 MausRatte
PEG 200 47'000
PEG 300
(Macrogol 300)
31'00027'500
PEG 2000 28'000
PEG 3350 > 5000
PEG 8000 32'000
 

6. Lebensmitteltoxikologie

Von der WHO wurde ein ADI-Wert (akzeptable tägliche Aufnahme) für PEG in Nahrungsmitteln von 0-10 mg/kg Körpergewicht festgelegt.
 

II. Spezielle Toxikologie - Kleintier

1. Toxizität

-Eine Paintball-Intoxikation ist bei Hunden selten und wird bei Katzen und Frettchen kaum beobachtet. Die Inhaltsstoffe von Paintballs sind ungiftig. Die Bestandteile sind jedoch osmotisch aktiv und können freies Wasser in den Magen-Darm-Trakt ziehen, was zu Durchfall und Elektrolytstörungen führt. Üblichwerweise kommt es auch zu Erbrechen, Ataxie und Tremor.
-Ein höheres Risiko besteht bei Tieren mit Grunderkrankungen, die zu erhöhtem Wasserverlust führen (z.B. Nieren-, Stoffwechsel- oder Magen-Darm-Erkrankungen).
-TDLo Hund oral: 5-10 Paintballs/30 kg Körpergewicht (Verpackungen können bis zu 2000 Farbkugeln enthalten und die genaue aufgenommene Menge ist oft unbekannt).
 

2. Latenz

Die klinischen Symptome können rasch (innerhalb 1 Stunde) auftreten, da das freie Wasser schnell aus dem Interstitialraum in den Magen-Darm-Trakt verlagert wird. Unter Therapie verschwinden die Symptome bei leichten Fällen in der Regel innerhalb von 24 Stunden.
 

3. Symptome

3.1Allgemeinzustand, Verhalten
Ataxie, Apathie, Stupor, Koma; Polydipsie
  
3.2Nervensystem
Tremor, Muskelschwäche; Übererregbarkeit, Krampfanfälle
  
3.3Oberer Gastrointestinaltrakt
Hypersalivation, Vomitus, Magenblähungen
  
3.4Unterer Gastrointestinaltrakt
Diarrhoe
  
3.5Respirationstrakt
Keine Symptome
  
3.6Herz, Kreislauf
Tachykardie, schlechte Pulsqualität, verlängerte KFZ, Hypotonie
  
3.7Bewegungsapparat
Keine Symptome
  
3.8Augen, Augenlider
Zentrale Blindheit
  
3.9Harntrakt
Polyurie
  
3.10Haut, Schleimhäute
Farbe auf Haut oder Fell
  
3.11Blut, Blutbildung
Keine Symptome
  
3.12Fruchtbarkeit, Jungtiere, Laktation
Keine Symptome
 

4. Sektionsbefunde

-Bei Paintballvergiftungen gibt keine charakteristischen makroskopischen oder histopathologischen Läsionen. Allenfalls sind Paintball-Farbe und -Rückstände im Verdauungstrakt, Darmwand-Ödeme und einen erhöhten Flüssigkeitsgehalt im Magen-Darm-Trakt sichtbar.
-Wird bei hypernatriämischen Patienten vor der Flüssigkeitstherapie eine Autopsie durchgeführt, können makroskopische Anzeichen für eine Schrumpfung des Gehirns und eine Rückbildung der Hirnhäute und ihrer Verbindungen zum Schädelknochen vorliegen.
-Wird die Autopsie nach einer aggressiven Flüssigkeitstherapie bei Hypernatriämie durchgeführt, können Anzeichen eines Hirnödems wie eine Herniation des Kleinhirns oder des Hirnstamms vorliegen.
-Die Histopathologie kann ein Ödem der Magen-Darm-Schleimhaut und der Submukosa, eine Schrumpfung der Hirnzellen, Risse in den Hirnhäuten und Hirnhautgefässen oder eine Schwellung der Hirnzellen aufzeigen.
 

5. Weiterführende Untersuchungen

-Blutchemie: Serumelektrolyte (z.B. Natrium, Kalium, Chlorid), Hämatokrit/Gesamtfesttstoffe (TS) und Blutzucker.
 

6. Differentialdiagnose

-Diabetes insipidus
-Salzintoxikation (Meerwasser, selbstgemachte Knetmasse)
-Alkohol
-Ethylenglycol: Die frühen klinischen Symptome einer Ethylenglykolvergiftung ähneln denen einer Paintballvergiftung. Mehrere gängige Paintball-Bestandteile können bei den Blut-Ethylenglykol-Tests zu falsch positiven Ergebnissen führen. Mit HPLC (Hochleistungs-Flüssigchromatographie) ist eine Unterscheidung möglich.
 

7. Therapie

7.1Notfallmassnahmen
-Kreislauf stabilisieren
-Atmung stabilisieren
-Krämpfe kontrollieren
 
7.2Dekontamination
-Aggressive Dekontamination, sofern der Patient erst kurz nach der Einnahme vorgestellt wird und neurologisch unauffällig ist.
-Emesis: bei asymptomatischen Tieren, sofern die Einnahme erst kürzlich erfolgte.
-Aktivkohle-Gabe: kontraindiziert!
-Eine angemessene Sedierung, Intubation (zum Schutz der Atemwege) und eine Magenspülung sollten in Betracht gezogen werden.
-Warme Wasserklistiere (2-4 ml/kg Körpergewicht) können in Betracht gezogen werden, um die osmotisch aktiven Paintball-Reste aus dem Dickdarm zu entfernen und den Verlust von freiem Wasser in den Magen-Darm-Trakt zu verringern. Die Häufigkeit hängt von der Serum-Natriumkonzentration und den klinischen Symptomen ab. Bei Patienten mit chronischer Hypernatriämie sind sie kontraindiziert!
 
7.3Extrakorporale Elimination
-Keine Angaben.
 
7.4Antidot
-Kein Antidot vorhanden.
 
7.5Weitere symptomatische Massnahmen
-Bei der Behandlung der Hypernatriämie ist die Dauer, über die der Elektrolytspiegel erhöht war, eine wichtige Information. Ist diese Information nicht bekannt, muss von einer chronischen Hypernatriämie ausgegangen und daher langsam behandelt werden.
-Akute Hypernatriämie (< 18 Stunden): kann aggressiv behandelt werden, um den Natriumspiegel zu normalisieren; der Natriumspiegel kann bei akuter Intoxikation mit intravenösen Flüssigkeiten relativ schnell gesenkt werden.
-Chronische Hypernatriämie (> 18 Stunden): muss langsam behandelt werden. Der Natriumspiegel sollte nicht um mehr als 0.5 mEq/l pro Stunde (12 mEq/l pro Tag) gesenkt werden, da idiogene Osmole vorhanden sind, die osmotisch Flüssigkeit in die Gehirnzellen ziehen können. Der Natriumgehalt des isotonischen Kristalloids sollte so gewählt werden, dass er der aktuellen Serum-Natriumkonzentration des Patienten möglichst nahe kommt, was die Herstellung einer individuell angepassten Natriumkonzentrationsflüssigkeit erforderlich machen kann.
Intravenösen Flüssigkeit
-Zur Hydratation bei akuter und chronischer Hypernatriämie: 0.9%ige NaCl-Lösung, sie hat im Vergleich zu anderen Kristalloiden den geringsten Einfluss auf die Serumnatriumkonzentration.
-Sobald der Patient rehydriert ist, kann eine 5%ige Glucoselösung (5 g Glucose auf 100 ml Wasser) oder 0.45%ige NaCl-Lösung verwendet werden, um freies Wasser zuzuführen, um Magen-Darm-Verluste auszugleichen und die Hypernatriämie zu behandeln. Diese Therapie sollte bei Patienten mit chronischer oder unbekannter Dauer der Hypernatriämie mit Vorsicht angewendet werden, da es zu einem raschen Abfall der Natriumkonzentration im Serum kommen kann. Die 5%ige Glucoselösung und 0.45%ige NaCl-Lösung sind hypotone Flüssigkeiten und sollten niemals als Bolus verabreicht werden.
-Der Serum-Natriumspiegel sollte alle 2-4 Stunden überprüft werden, um eine sichere, allmähliche Senkung der Serum-Natriumkonzentration sicherzustellen. Bei Patienten, die eine 5%ige Glucoselösung erhalten, sollte auch der Blutzuckerspiegel überwacht werden.
-Zur Behandlung einer Hypovolämie sollten hypertone Kochsalzlösungen (> 0.9%) vermieden werden, da diese die interstitielle Dehydrierung und Hypernatriämie aufrechterhalten. Die Hypovolämie sollte behandelt werden, bevor versucht wird, die Dehydrierung und Hypernatriämie auszugleichen.
Erhöhter Hirndruck
-Bei Patienten mit chronischer Hypernatriämie, die einen raschen Abfall des Serumnatriums aufweisen sowie Anzeichen einer Bewusstseinsstörung, einen verminderten Pupillenreflex, eine verminderte Reaktionsfähigkeit oder Krampfanfälle entwickeln, sollte ein Hirnödem vermutet und entsprechend behandelt werden.
-Mannitol: 0.25-2 g/kg Körpergewicht intravenös, bis zur Wirkung; kann bei erhöhtem Hirndruck in Betracht gezogen werden, kann jedoch zu einer Hyperosmolalität beitragen und sollte daher mit Bedacht eingesetzt werden!
Krampfanfälle
-Krampfanfälle bei Patienten, die wegen der Flüssigkeitsverschiebungen infolge einer Paintball-Intoxikation oder iatrogen aufgrund einer Flüssigkeitstherapie und einer raschen Abnahme der Serum-Natriumkonzentration entstehen, sollten mit Diazepam: 0.5-1 mg/kg Körpergewicht i.v. oder oder Midazolam: 0.2-0.5 mg/kg Körpergewicht i.v. behandelt werden.
-Krampfanfälle müssen aggressiv kontrolliert werden, um Hirnödeme, nicht-kardiogene Lungenödeme und die Aspiration von Magen-Darm-Inhalt zu verhindern.
-Bei Patienten mit Krampfanfällen und Verdacht auf ein Hirnödem kann eine Unterlage unter dem Kopf und Hals in einem Winkel von 15-30° helfen, den Hirndruck zu senken. Eine Kompression der Halsvenen (insbesondere bei Venenpunktionen), Niesen, Husten und Hyperthermie sollten vermieden werden.
Antiemetika
-Bei allen Patienten mit Übelkeit oder Erbrechen sollte eine antiemetische Therapie durchgeführt werden, um weiteren Flüssigkeitsverlust und Elektrolytstörungen zu verhindern und das Risiko einer Aspirationspneumonie zu verringern.
-Zu den Optionen für eine antiemetische Therapie gehören: Ondansetron: 0.1-0.2 mg/kg Körpergewicht i.v., alle 8-12 Stunden; Dolasetron: 0.6-1 mg/kg Körpergewicht i.v., s.c., alle 24 Stunden; Metoclopramid: als Dauerinfusion 1-2 mg/kg Körpergewicht/Tag oder 0.2-0.4 mg/kg Körpergewicht s.c., i.m., alle 6-8 Stunden; Maropitant: 1.0 mg/kg Körpergewicht s.c., i.v. (langsam), alle 24 Stunden.
 
7.6Vorsichtsmassnahmen/Interaktionen
-Die Aktivkohle-Gabe ist kontraindiziert, da die Paintball-Bestandteile nicht toxisch sind und Sorbitol den Flüssigkeitsfluss in den Magen-Darm-Trakt und somit eine Hypernatriämie verstärkt.
-Warmwasser-Einläufe sind bei Patienten mit chronischer Hypernatriämie aufgrund der unvorhersehbaren Wasseraufnahme und Veränderungen der Serumnatriumkonzentration kontraindiziert.
 
7.7Patientenüberwachung
-Bei allen Patienten, deren Fähigkeit zum Schutz ihrer Atemwege fraglich ist, sollte eine Intubation in Betracht gezogen werden.
-Die Patienten benötigen oft eine intensive Pflege und alle 2-4 Stunden eine neurologische Überwachung. Festliegende Patienten sollten regelmässig versorgt werden, einschliesslich häufigem Drehen, passiver Bewegungsübungen, Blasen- und Darmpflege sowie Augen- und Mundpflege.
-Eine sorgfältige Überwachung der Hydratationsparameter (z.B. Patientengewicht, körperliche Untersuchung, Urinausscheidung, spezifisches Gewicht des Urins, Hämatokrit/Gesamtfesttstoffe) sollte durchgeführt werden.
-Serumelektrolyte (z.B. Natrium, Kalium, Chlorid), Hämatokrit/Gesamtfesttstoffe (TS) und Blutzucker sollten bei der Vorstellung bestimmt und zunächst mindestens alle 2-4 Stunden überwacht werden, je nach Ausmass der Elektrolytstörungen und Flüssigkeitsverluste. Sobald sich die Elektrolytstörungen stabilisiert haben, sollte die Überwachung alle 4-6 Stunden erfolgen.
-Bei neurologisch beeinträchtigten Patienten sollten Serumkalium und Blutzucker überwacht und bei Bedarf entsprechend ergänzt werden. Eine Hyperglykämie sollte vermieden werden.
 
7.8Ernährung
-Bei Patienten mit neurologischen Beeinträchtigungen, Erbrechen, Regurgitation oder unter Sedierung sollten orale Nahrungs- und Flüssigkeitszufuhr ausgesetzt werden, bis der Patient neurologisch stabil ist und die gastrointestinalen Symptome abgeklungen sind.
-Aufgrund der Magenreizung durch Erbrechen kann eine 3- bis 5-tägige Schonkostdiät in Betracht gezogen werden, bevor über weitere 3-5 Tage schrittweise zur normalen Ernährung zurückgekehrt wird.
 

8. Verlauf

8.1Erwarteter Verlauf und Prognose
-Bei den meisten Patienten kommt es nach angemessener Überwachung und unterstützender Behandlung zu einer vollständigen Genesung.
 
8.2Komplikationen
-Eine toxische Dosis von verschluckten Paintballs ist nicht bekannt, daher sollte jede Exposition, die über das Abschmecken/Ablecken hinausgeht, engmaschig überwacht werden.
-Zwischen 2012 und 2022 bearbeitete die Pet Poison Helpline in den USA mehr als 600 Fälle, in denen Hunde und Katzen Paintballs verschluckt hatten. Euthanasie oder Tod waren äusserst selten.
-Die Gesamtprognose für eine Paintball-Intoxikation ist bei angemessener Überwachung und Behandlung gut bis ausgezeichnet.
 

9. Fallbeispiele

9.1Ein Mops, 7-jährig, weiblich-kastriert, wurde wegen plötzlicher Ataxie, Polyurie und Polydypsie zum Tierarzt gebracht. Ein Bluttest auf Ethylenglycol war positiv und deshalb wurde das Tier, neben einer intensiven Flüssigkeitstherapie, mit dem Antidot Fomepizol behandelt. Die Serumblutwerte zeigten zudem eine Hypoglykämie, Hyperphosphatämie, Hyperglobulinämie, Hyponatriämie, Hypochlorämie und einen erhöhten Harnstoffgehalt. Der Besitzer stellte dann fest, dass das Paintballgefäss leergefressen worden war, und es sich deshalb mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht um eine Ethylenglycol-Vergiftung handelte. Obwohl bei einer Paintballvergiftung eine Therapie mit Fomepizol nicht notwendig ist, wurde diese zu Ende geführt. Der Hund erholte sich vollständig (King & Grant, 2007).
 

10. Literaturverzeichnis

Clarke DL (2024) Paintballs. In: Blackwell's five-minute veterinary consult clinical companion: small animal toxicology, 3rd edition. Eds. Hovda LR, Brutlag AG, Poppenga RH & Epstein SE. Wiley Blackwell, pp 590-597
 
Donaldson CW (2003) Paintball toxicosis in dogs. Vet. Med. 98, 995-998
 
King JB, Grant DC (2007) Paintball intoxication in a pug. J Vet Med Critical Care 17, 290-293
 
Drug Bank (2025) Polyethylene glycol 300. https://go.drugbank.com/drugs/DB11161 (erfasst am 22.12.2025)
 
SDS PEG 200 NF (2015) https://www.acme-hardesty.com/wp-content/uploads/PEG-200-NF-SDS.pdf (erfasst am 22.12.2025)
 
SDS Polyethylene Glycol 2000 (PEG 2000) (2024) https://www.usbio.net/biochemicals/353525/Polyethylene-Glycol-2000-PEG-2000 (erfasst am 22.12.2025)
 
SDS Kollisolv® PEG 3350 LAX (2022) file://///Cptfs01/data/Home/Kupper/Downloads/Kollisolv+PEG+3350+USP+LAX_30607816_SDS_GEN_DE_de_3-0.pdf (erfasst am 22.12.2025)
 
SDS PEG 8000 (2017) https://cdn.gbiosciences.com/pdfs/msds/RC-078_msds_DE.pdf (erfasst am 22.12.2025)
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