Monóxido de Carbono, Fisiopatología

Cuadro Clínico, Diagnostico

El monóxido de carbono (CO) es un gas inodoro, insaboro, incoloro, no irritante, que se forma por la combustión incompleta de los hidrocarburos. Su concentración en la atmósfera es menor de 0.001 por ciento }siendo mayor en las zonas urbanas que en las rurales. Las fuentes más importantes de CO en el ambiente son el humo producido por los motores de explosión (vehículos, calderas, fábricas, etc.), los sistemas de calefacción (calentadores de paso p.ej.), los incendios y , especialmente, el consumo de cigarrillo. El cloruro de metileno, un componente de varios solventes y líquidos para quitar pintura se pueden absorber por la piel y los pulmones y al ser metaboklizado por el hígado produce monóxido de carbono en cantidades que pueden se tóxicas. La combustión de propano y metano también se considera una fuente potencial de intoxicación por CO1. En los procesos inflamatorios de las vías aéreas por infección, reacciones alérgicas, exacerbación del asma o la EPOC , fibrosis quística e inclusive en la diabetes, el estrés oxidativo puede producir un aumento moderado de monóxido de carbono, de origen endógeno por un mecanismo de inducción de la heme oxigenosa (HO)- 1 .

Como el CO es inhalado con la respiración y transportado por la hemoglobina en forma de carboxihemoglobina, la cantidad de CO absorbida por una persona depende de la concentración relativa de monóxido de carbono (FICO9) en el aire inspirado, la cantidad de aire inhalado (ventilación minuto), la duración de la exposición, l a capacidad para la difusión del monóxido de carbono (DLCO) en los pulmones y la concentración de hemoglobina en la sangre. La mayor parte del CO inhalado se elimina por los pulmones, menos del 1 por ciento se oxida convirtiéndose en bióxido de carbono y un 10 al 15 por ciento se une a la mioglobina, la citocromo-c oxidasa u la NADPH- reductasa. Menos del 1 por ciento del gas se encuentra en solución.

La toxicidad que produce el monóxido de carbono debe a hipoxia tisular y a lesión celular producida directamente por el monóxido de carbono.

La hipoxia tisular se debe a la acción aditiva de dos mecanismos, alteración en la capacidad de la hemoglobina para transportar oxigeno y disminución en su capacidad para entregarlo en la periferia. El monóxido de carbono compite con el oxigeno por los sitios de combinación con la hemoglobina; como su afinidad por la hemoglobina es 240 veces mayor que la del oxigeno esta competencia se define a su favor alterando su capacidad para el transporte de oxigeno. La combinación del monóxido de carbono con la hemoglobina produce la carboxihemoglobina modificando la conformación de la hemoglobina que se traduce en el desplazamiento de la posición de la curva de disociación de la oxihemoglobina hacia la izquierda comprometiendo su capacidad para entregar oxígeno a las células. El monóxido de carbono extramuscular afecta los mecanismos de fosforilación oxidativa y la actividad de la mitocondrias . Recientemente se ha postulado que después de una primera etapa de hipoxia tisular inducida por el monóxido de carbono viene una segunda etapa de reoxigenación con producción de radicales de oxígeno que al oxidar proteínas esenciales y ácidos nucleicos producen lesiones de repercusión similares a las que se presentan después de la injuria isquémica. Se ha demostrado que la exposición a monóxido de carbono puede producir peroxigenación con degradación de los ácidos grasos no saturados y desmilinización reversible de los lípidos del sistema nervioso central.

Los efectos tóxicos del monóxido de carbono pueden presentarse en forma aguda por exposición accidental o voluntaria (intento de suicidio) a altas concentraciones del gas en el ambiente o por exposición crónica o concentraciones intermedias en los fumadores de cigarrillo o tabaco. En la intoxicación aguda, accidental o por intento de suicidio, los niveles de carboxihemoglobina pueden aumentar rápidamente llegando en ocasiones a niveles mayores de 40 %. En la intoxicación de humo de cigarrillo, los niveles de carboxihemoglobina alcanzan niveles intermedios.

En un estudio hecho en un grupo de personas jóvenes con historia, examen físico y espirometría normales, la carboxihemoglobina basal (8 a.m) sin haber fumado durante la noche ni antes de llegar al laboratorio, fue 1.8% (0 a 2 %) en los no fumadores y 3.5 % en los fumadores. En los fumadores se encontró un aumento progresivo de los niveles de carboxihemoglobina a 5.77% dos horas después de fumar un cigarrillo cada media hora ( 4 cigarrillos) y 7.11% 4 horas después (8 cigarrillos). Aunque la PaO2 basal fue similar en los dos grupos (65.2 mmHg), la saturación de la oxihemoglobina fue menor en los fumadores que en los no fumadores (88.2% vs. 93%). Esta ligera desaturación se tradujo en un discreto aumento de la hemoglobina: 16.3 g. En los fumadores vs. 15.6g en los no fumadores. Puente-Maestu y col. Encontraron niveles básicos de carboxihemoglobina similares. 1.53% en los no fumadores y 2.59% en los fumadores pasivos y una relación entre el número de cigarrillos fumados y la concentración de hemoglobina que se puede describir por la ecuación lineal: CO-Hb= 0.153 x número de cigarrillos + 1.1 exposición a otras fuentes (1 o 0) + 1.39 (SD 0.84)%.

Los niveles de hemoglobina fueron más altos que en quienes fumaban mas de 21 cigarrillos por día. Tirlapur y col. observaron que la saturación de la oxihemoglobina disminuía entre los 20 y 39 años en los fumadores y la hemoglobina y el hematocrito aumentaban después de los 40 años en los grandes fumadores y en todos los fumadores después de los 60. Giraldo y col. encontraron que después de suspender el cigarrillo había una disminución progresiva de la concentración de CO espirado que iba de 28.03 ppm una hora después de haber fumado el último cigarrillo a 8.0 ppm 24 horas más tarde. Aplicando las tablas de concentración de la correlación de la concentración de CO espirado y carboxihemoglobina de JERVIS, CITADAS POR Giraldo, se aprecia que hay una concordancia satisfactoria entre los niveles de carboxihemoglobina en los fumadores a la altura de Bogotá y la concentración de CO espirado. El estudio de Giraldo permite estudiar la tasa de eliminación de la carboxihemoglobina a al altura de Bogotá y comprarla con la encontrada a nivel del mar.

Los síntomas de la intoxicación de la intoxicación aguda por monóxido de carbono son muy variables y pueden simular otras enfermedades agudas no específicas, presumiblemente virales. Los síntomas más frecuentes son taquicardia y taquipnea que son en realidad una respuesta compensatoria de la hipoxia y vaso- dilatación cerebral puede producir edema cerebral, dificultad para concentrarse, confusión, síncope, convulsiones, pérdida de la conciencia y con frecuencia cambios en la agudeza visual. El aumento en el gasto cardíaco producido por la hipoxia celular y la alteración en la liberación de oxígeno unidos a la alteración de la mioglobina y de los mecanismos de fosforilación pueden producir isquemia del miocardio que se manifiesta por angina, arritmias y edema pulmonar. Puede haber dolor abdominal y calambres musculares. Los signos clásicos, coloración rojo cereza en los labios cianosis y hemorragias retinianas, son frecuentes. La severidad de los síntomas , que pueden ser leves (síntomas constitucionales) o severos ( coma, depresión respiratoria e hipotensión) se correlacionan mejor con la educación de la exposición que con los niveles de carboxihemoglobia.

En un número variable de pacientes, 10 a 30 por ciento, se ha descrito en un cuadro neuro-psiquiátrico de presentación tardía que se manifiesta por síntomas parkinsonianos y cambios en la personalidad y en la capacidad cognoscitiva del paciente que puede llegar a la demencia, cuadro que se atribuye a la acción tóxica directa del monóxido de carbono sobre el endotelio vascular, repercusión cerebral post-isquémica y peroxigenación de los lípidos del cerebro mediada por radicales libres de oxígeno.

Como el cuadro de la intoxicación aguda por monóxido de carbono es característico, su diagnóstico requiere de un alto grado de sospecha y de elaboración de una historia detallada que incluya el antecedente de exposición en los factores de riesgo descritos. La demostración de un aumento en la concentración de carboxihemoglobina en la sangre determinada por medio de un Cooxímetro es el examen paraclínico básico para la confirmación del diagnóstico de intoxicación por monóxido de carbono. Se considera que valores por encima de 20 % son compatibles con el diagnóstico y por encima del 40% indican intoxicación severa pero la correlación directa entre el valor de la xarboxihemoglobiona y la severidad de la intoxicación no es muy buena por cuanto pueden disminuir cuando hay demora en el traslado del paciente al hospital. La carboxihemoglobina puede medirse en una muestra de sangre venosa pero se prefiere la sangre arterial que permite determinar si hay alteraciones en la ventilación alveolar o el equilibrio ácido / básico.

La pulso-oximetría o la saturación de la oxihemoglobina calculada a partir de la PaO2 no sirven para la confirmación del diagnóstico de intoxicación por monóxido de carbono. Los pulsooxímetros corrientes no pueden diferenciar la carboxihemoglobina (COHb) de la oxihemoglobina (HbO2) por lo cual este valor puede sugerir erróneamente una saturación normal de la hemoglobina oxigenada. La PaO2 refleja el O2 en solución en la sangre, que no se afecta por el CO, y puede por lo tanto estar dentro de lo normal aunque, por los mecanismos anteriormente descritos, el contenidso de oxígeno unido a la hemoglobina en presencia de CO esté profundamente alterado.

La determinación de los niveles de monóxido de carbono en el aire espirado o el aire ambiente en el sitio del accidente por medio de equipos portátiles no invasivos del tipo descritos por Giraldo y col en éste número de la Revista Colombiana de Neumología7, puede ser un método alternativo muy útil para el diagnóstico de la intoxicación por monóxido de carbono.

El paciente intoxicado por monóxido de carbono debe ser retirado lo más pronto que sea posible del accidente por personal de rescate protegido de la inhalación de CO mediante el uso de algún tipo de máscara, que además le suministre oxígeno. El paciente debe recibir oxígeno por medio de una máscara de flujo alto en una concentración lo más cercana al 100% que sea posible hasta que se normalicen los niveles de carboxihemoglobina . Si esta en coma debe llevarse a una cámara hiperbárica. Si no se dispone de ella puede utilizarse como una alternativa razonable la ventilación mecánica con oxígeno al 100% evitando la aceleración con hiperbárico cuando hay historia de alteración de la conciencian niveles de carboxihemoglobina mayores de 40%, embarazo ( el feto es muy sensible a los efectos tóxicos del monóxido de carbono), signos de isquemia del miocardio o historia de enfermedad cardiaca isquémica, arritmias severas, síntomas recurrentes por mas de tres o cuatro días o cuando no haya respuesta después de la administración de oxígeno por más de 4 horas.

Cigarrillo: Morbilidad y Mortalidad

El consumo de cigarrillo es en la actualidad la primer causa de morbilidad y mortalidad en Norteamérica y otros países del tercer mundo. Con el aumento en el número de fumadores en los países de ingresos medios o bajos que en la actualidad representan el 80% de 1.1 billones de fumadores que hay en el mundo. La situación de los países desarrollados tiene que extender a estos países. De hecho, la OMS estima que en el año 2020 7 de cada 10 muertes relacionadas con el cigarrillo se presentarán en el tercer mundo y de allí que se haga necesario un esfuerzo coordinado y muy intenso de los gobiernos. Los organismos }de salud y la profesión médica para cortar esta verdadera epidemia evitando que los jóvenes adquieran el hábito y quienes ya lo han adquirido dejen de fumar.

“ Los esfuerzos para prevenir el inicio o la continuación del hábito del cigarrillo se enfrentan con la influencia y el contrapeso penetrante de la promoción que realiza la industria del cigarrillo, que persiste a pesar de la evidencia contundente sobre los efectos adversos del consumo del cigarrillo. En la compaña para el control del cigarrillo se deben utilizar diferentes estrategias, educativas, legales, económicas clínicas e integrativas. Las estrategias legales, económicas e integrativas pueden tener mayor impacto a largo plazo sobre la población. Las estrategias clínicas y educativas tienen mayor capacidad para ayudar a la persona a resistir o abandonar el hábito del cigarrillo.

Los efectos benéficos de la suspensión de cigarrillo han sido demostrados en numerosos estudios, de los cuales mencionaremos algunos recientes. El seguimiento de 1582 personas de sexo masculino en Finlandia por treinta años (1959-89) mostró que había una asociación significativa entre la disminución el VEFO.75 y la mortalidad por cualquier causa y que la tasa d e mortalidad disminuyó significativamente en quienes dejaron de fumar comparados con quienes siguieron fumando (OR 0.71; IC 95% 0.50 a 1.00). Comparando los años de sobrevida entre los ex-fumadores y quienes siguieron fumando se encontró que está aumentaba más, 7.65, 7.59 y 6.30 años, en cuanto mejor fuera la capacidad ventilatoria evaluada por medio de los percentiles del VEFO. 75. El mismo estudio mostró que la m mortalidad por enfermedades cardiovasculares fue significativamente inferior en quienes dejaron de fumar ( OR 0.60; IC 95% 0.37 a 0.98).

La suspensión del cigarrillo es la intervención terapéutica más útil para reducir los síntomas en los pacientes con EPOC, y, lo que puede ser más importante, para prevenir su desarrollo. El Estudio de salud pulmonar, que es un experimento clínico aleatorizado, prospectivo, muy importante, ha demostrado claramente que la suspensión del cigarrillo se acompaña de una modesta mejoría inicial de la función pulmonar y una disminución importante en la velocidad con que disminuye la función pulmonar en quienes siguen fumando.

El fumar cigarrillo es la causa principal de muerte por cáncer del pulmón en Inglaterra y otros países desarrollados. En Inglaterra el riesgo acumulado de morir por cáncer del pulmón a los 75 años aumento en los fumadores de sexo masculino de 6% en 1950 a 16% en 1990 y de 1 % a 10% en las de sexo femenino. Esta tasa de mortalidad por cáncer del pulmón disminuyó en los ex-fumadores de ambos sexos en 1990 y se pudo demostrar que entre más pronto dejarán de fumar, la disminución era más significativa. El riesgo acumulativo de cáncer del pulmón a los 75 años en los hombres que dejaron de fumar a los 60 fue de 10%, entre los que dejaron a los 50 años fue de 6%, a los 40 años 3% y a los 30 años 2%.

La motivación es un factor muy importante en la decisión de suspender el cigarrillo; los fumadores que deciden por su propia voluntad asistir a una clínica para la cesación del cigarrillo tienen una mayor probabilidad de éxito que aquellos en quienes la decisión se debe a otras razones y los resultados de los programas para la cesación del cigarrillo son influidos fuertemente por las características de la población a quienes se aplica; p. Ej.: las intervenciones para dejar el cigarrillo tienen más éxito en los pacientes con enfermedades del corazón que en los pacientes con otras enfermedades.

Los concejos del médico, la intervención estructurada de enfermeras y trapistas y la consejería individual y de grupos son intervenciones efectivas. Los materiales genéricos de autoayuda no son mejores que los consejos breves pero son mejores que nada. El material educativo personalizado es mejor que el material estándar. Todas las formas de reemplazo de la nicotina (chicles, parches, inhaladores) son efectivas. Los antidepresores bupropión y nortriptilina, han aumentado la tasa de cesación en un número pequeño de estudios. La utilidad de la clonidina es limitada por sus efectos secundarios. Los ansiolíticos y la lobelina no son efectivos. No hay certeza sobre la efectividad de la mecamilamina, la acupuntura, la hipnoterapia y el ejercicio.

Se considera válido el resultado de un programa de cesación del cigarrillo cuando la abstinencia persiste por un mínimo de 6 a 12 más meses siempre que sea confirmado por un método objetivo como la medición de lo metabolitos de la nicotina (cotinina p.ej.) en la orina o la saliva o por la medición de la carboxihemoglobina en la sangre o el monóxido de carbono en el aire expirado que puede emplearse no solamente como un mecanismo de control sino como un método de motivación y de refuerzo psicológico. Si se utilizan estos métodos debe tenerse en cuenta su tasa de depuración de la sangre, tasa de la disminución de la carboxihemoglobina en el CO espirado.

Creemos que por estas razones el estudio de Giraldo y colaboradores es una contribución muy importante para los programas de evaluación y cesación del consumo de cigarrillo. Tiene sobre los otros métodos la ventaja de dar un resultado inmediato y de ser portátil y no invasivo y es muy posible que sea menos costoso que los coxímetros utilizados para la medición de la carboxihemoglobina.

Dr. Darío Maldonado G.
Director Fundación Neu

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