Alteraciones neurológicas en intoxicación por Monoxido de Carbono

Cuadernos de Neurología. XXXI: 2007
Pontificia Universidad Católica de Chile
Alteraciones neurológicas en intoxicación
con monóxido de carbono
Carlos Oliveira y Silva, Fernando Molt, Marco A. Soza.
Departamento de Neurología
Escuela de Medicina, Pontificia Universidad Católica de Chile.
Introducción
En 1857 Claude Bernard postuló que el
efecto nocivo del monóxido de carbono
(CO) se debía a que éste desplazaba el
oxígeno de la hemoglobina formando
carboxihemoglobina, un compuesto muy
estable (1).
El CO es producido en poca cantidad por
el metabolismo del grupo heme. En
cambio, en el ambiente, el CO se produce
por combustión incompleta de carbón,
petróleo o gas natural. En Inglaterra, la
mayoría de los accidentes ocurren como
consecuencia del mal funcionamiento de
la calefacción central (2). En nuestro país
el gas es una importante fuente de energía
para calefacción y calentamiento del
agua.
No es infrecuente que en los servicios de
urgencia se reciban durante el invierno
pacientes intoxicados con CO por mal
funcionamiento de estufas o calefones, a
menudo con síntomas de cefalea, náuseas,
vómitos y compromiso variable de
conciencia. En otras ocasiones, los
pacientes presentan déficit neurológico
focal con perfil evolutivo de tipo vascular
que puede retardar el diagnóstico.
Fisiopatología
El CO tiene 210 veces más afinidad por la
hemoglobina que el oxígeno (3). Así, una
concentración ambiental baja puede
producir niveles tóxicos de
carboxihemoglobina.
Por otra parte, la mioglobina tiene una
afinidad aún mayor por CO que la
hemoglobina, produciéndose depresión
miocárdica con hipotensión arterial,
arritmias cardiacas y muerte (3, 4).
La respiración celular es bloqueada por la
unión del CO al citocromo mitocondrial.
La hipoxia endotelial y la liberación de
óxido nítrico por parte de las plaquetas
genera el radical libre peroxinitrato, que
en el encéfalo produce disfunción
Cuadernos de Neurología. XXXI: 2007
Pontificia Universidad Católica de Chile
mitocondrial, aumentando la
permeabilidad capilar, secuestrando
leucocitos y produciendo apoptosis (5).
Los cambios patológicos ocurren
principalmente en la fase de reperfusión,
cuando sucede la peroxidación lipídica
(degradación de ácidos grasos no
saturados). El resultado principal es la
desmielinización reversible del encéfalo
(6,7). Tales cambios son claramente
evidentes en imágenes de resonancia
magnética (8).
El daño por CO tiene preferencia por
áreas poco irrigadas del encéfalo. Los
ganglios basales, donde el consumo de
oxígeno es alto, son los más
frecuentemente afectados (3). Otras áreas
comprometidas comúnmente son la
sustancia blanca cerebral, el hipocampo y
cerebelo.
Signos clínicos
Los signos clínicos dependen de la
concentración y del tiempo de exposición
al CO. Cambios sutiles cardiovasculares y
neuroconductuales ocurren con bajas
concentraciones (4). La exposición
prolongada o aguda a altas
concentraciones de CO es causa frecuente
de coma o muerte. En cambio, el inicio de
la intoxicación crónica es insidioso y
fácilmente se confunde con un cuadro
gripal, depresión, intoxicación alimentaria
o gastroenteritis (4,6). Los síntomas más
comunes son cefalea, náuseas, vómitos,
mareos, letargia y sensación de debilidad.
Entre los signos neurológicos se incluyen
confusión, desorientación, alteraciones
visuales, síncope y convulsiones (7).
Los niveles iniciales de
carboxihemoglobina pueden
correlacionarse con la pérdida de
conciencia pero no siempre con las
secuelas cognitivas. La intoxicación con
CO produce daño en la sustancia blanca
periventricular y del centro semioval. Sin
embargo sólo en esta última se
correlaciona significativamente con
secuelas cognitivas (9).
Algunos pacientes pueden presentar
graves trastornos neuropsiquiátricos
después de más de diez meses de aparente
normalidad. Esta condición se llamó
“encefalopatía tardía”, o “síndrome
neuropsiquiátrico tardío” (10).
La incidencia de la “encefalopatía tardía”,
en pacientes intoxicados por CO es baja,
de 0,06% (13 de 2100 casos) a 2,8% (65
de 2360 casos) (2,11). En un estudio se
Cuadernos de Neurología. XXXI: 2007
Pontificia Universidad Católica de Chile
encontró que 65 de 549 casos (11,8%) la
desarrollaron (12).
Sus síntomas más frecuentes son
deterioro mental, alteraciones en la
marcha, incontinencia esfinteriana,
parkinsonismo y mutismo (12).
Diagnóstico
La intoxicación con CO no tiene un signo
o síntoma patognomónico, por lo que es
importante tener un alto nivel de
sospecha, sobre todo en meses de
invierno. El nivel alto de
carboxihemoglobina confirma el
diagnóstico, pero cuando es bajo, no lo
descarta. Una muestra de sangre venosa
puede ser suficiente para determinar los
niveles de carboxihemoglobina. Sólo
muestras de sangre arterial permiten
medir la acidosis coexistente (13).
El oxímetro de pulso no distingue la
oxihemoglobina de la
carboxihemoglobina, por lo que esta
última debe ser medida directamente por
espectrofotometría.
Una vez establecido el diagnóstico debe
documentarse un detallado examen
neurológico y neuropsicológico como
línea de base para comparar con futuros
cambios. Para la evaluación
neuropsicológica puede utilizarse “The
Carbon Monoxide Neuropsichological
Screening Battery” cuya administración
lleva unos 30 minutos (14).
Neuroimagen en intoxicación con
monóxido de carbono
Los efectos en el encéfalo de la
intoxicación aguda y crónica con CO
fueron estudiados con tomografía
computada (15-18). Sin embargo, la
resonancia magnética (RM) permite un
mejor estudio de los pacientes con
intoxicación aguda y subaguda, en
especial aquellos con encefalopatía.
En la intoxicación crónica el hallazgo más
común es el daño de la sustancia blanca, y
de forma más significativa en el centro
semioval, con relativa preservación de los
lóbulos temporales y la parte anterior de
los lóbulos frontales. Los pacientes
intoxicados de forma grave con CO
pueden desarrollar cambios persistentes.
La historia de una exposición a CO es de
utilidad para reconocer e interpretar los
hallazgos en la RM de pacientes con
intoxicación crónica con CO (11).
Las lesiones en la sustancia blanca del
centro semioval se correlacionan
directamente con las secuelas cognitivas.
Cuadernos de Neurología. XXXI: 2007
Pontificia Universidad Católica de Chile
Por lo tanto los niveles de
carboxihemoglobina iniciales no siempre
se correlacionan con el grado de daño de
la sustancia blanca (10).
O ́donnell et al, presentaron los hallazgos
en la RM de encéfalo en los pacientes con
intoxicación aguda con CO (19). En esta
serie se describen sólo dos casos de
anormalidades en el cerebelo, donde se
afectaban las sustancias blanca y gris y en
forma simétrica ambos hemisferios. En la
tabla se muestran las localizaciones de
daño encefálico.
Esta serie confirma que el globo pálido es
el sitio más comúnmente dañado en la
intoxicación con CO. Muestra también
como otras localizaciones del encéfalo
pueden dañarse (19,20).
Tratamiento
Lo primero es retirar al paciente del lugar
de la intoxicación. El mayor daño
neurológico en la intoxicación con CO es
la hipoxia. El oxígeno es el “antídoto
natural”. Ante la sospecha clínica y
epidemiológica de intoxicación con CO
se debe usar, en la unidad de urgencia,
oxígeno normobárico al 100% sin esperar
los niveles de carboxihemoglobina en
sangre. El oxígeno debe ser administrado
hasta que los niveles de
carboxihemoglobina sean normales. La
mayoría de los pacientes intoxicados con
CO pueden ser evaluados y manejados en
forma ambulatoria. La hospitalización
debe ser considerada en intoxicaciones
graves, complicaciones médicas asociadas
u otros daños acompañantes (7).
El uso de oxígeno hiperbárico (OHB) en
todos los casos de intoxicación con CO es
aún controvertido. Sin embargo, en casos
de pacientes en coma, con convulsiones,
focalización neurológica o en
embarazadas, no se discute la utilidad de
su uso (21-24).
El OHB es oxígeno al 100% a dos o tres
atmósferas de presión. A nivel del mar la
concentración de oxígeno en sangre es 0,3
ml/dl. Al usar oxígeno normobárico al
100% puede incrementarse la
concentración de oxígeno en sangre hasta
1,5 ml/dl; usando OHB a 3 atmósferas,
puede llegar a 6 ml/dl. El OHB se
administra en una monocámara por un
tiempo promedio de 45 minutos hasta un
máximo de 120 minutos. Tres sesiones
dentro de las primeras 24 horas del
periodo agudo de los síntomas pueden
disminuir las secuelas cognitivas a las 6
semanas y a los 12 meses. La vida media
Cuadernos de Neurología. XXXI: 2007
Pontificia Universidad Católica de Chile
de la carboxihemoglobina en el medio
ambiente es de 320 minutos
aproximadamente, reduciéndose a 74
minutos con oxígeno al 100% y 20
minutos con OHB. En modelos murinos,
disminuye la peroxidación lipídica y la
adherencia leucocitaria en el endotelio
microvascular (22,24).
Una revisión muestra que no hay
evidencias para apoyar el uso de oxígeno
hiperbárico en el tratamiento de pacientes
con intoxicación con monóxido de
carbono (25).
Conclusiones
El diagnóstico de intoxicación con CO
requiere un alto índice de sospecha,
anamnesis individual y familiar completa,
y astucia clínica. Puede causar síntomas
típicos como cefalea, náuseas, vómitos y
compromiso de conciencia, pero también
déficit neurológicos focales, que obligan a
descartar la enfermedad cerebrovascular.
Niveles bajos de carboxihemoglobina no
excluye el diagnóstico, mientras que
niveles altos lo confirman. La RM de
encéfalo es el mejor método de imágenes
disponible, donde lesiones de la sustancia
blanca se pueden relacionar con la clínica.
La intoxicación con CO corresponde a
una emergencia médica, el tratamiento se
basa en retirar al paciente de la fuente
contaminante, usar oxigenoterapia y
observar clínicamente, manejando sus
complicaciones.
Cuadernos de Neurología. XXXI: 2007
Pontificia Universidad Católica de Chile
Referencias
1. Bernard C. Le Cons Sur les Effets des Substances Toxiques Médicamenteuses. Paris:
Bailliere. 1857.
2. Hamilton-Farrel MR. British hyperbaric association carbon monoxide database,
1993-96. J Accid Emerg Med. 1996;16: 98-103.
3. Ganong WF. Review of medical physiology. Norwalk Ct: Appleton and Lange. 1995.
4. Raub JA, Mathieu-Nolf M, Hampson NB, Thom SR. Carbon monoxide poisoning – a
public health perspective. Toxicology. 2000; 145: 1-14.
5. Thom SR, Fisher D, Xu YA, Notarfrancesco K, Ishiropoulos H. Adaptive response
and apoptosis in endothelial cells exposed to carbon monoxide. Proc Natl Acad Sci
USA. 2000; 97: 1305-10.
6. Tomaszewski C. Carbon monoxide poisoning. Early awareness and intervention can
save lives. Postgrad Med. 1999; 105: 39-52.
7. Ernst A, Zibrak JD. Carbon monoxide poisoning. N Eng J Med. 1998; 339: 1603-8.
8. Chang KH, Han MH, Kim HS, Wie BA, Han MC. Delayed encephalopathy after
acute carbon monoxide intoxication: MR imaging features and distribution of cerebral
white matter lesions. Radiology. 1992; 184: 117-22.
9. Parkinson RB, Hopkins RO, Cleavinger HB, Weaver LK, Victoroff J, Foley JF,
Bigler ED. White matter hyperintensities and neuropsychological outcome following
carbon monoxide poisoning. Neurology. 2002; 58: 1525–32.
10. Vieregge P, Klostermann W, Blumm RG, Borgis KJ. Carbon monoxide poisoning:
clinical, neurophysiological, and brain imaging observations in acute disease and
follow-up. J Neurol. 1989; 236: 478–81.
11. Durak AC, Coskun A, Yikilmaz A, Erdogan F, Mavili E, Guven M. Magnetic
Resonance Imaging Findings in Chronic Carbon Monoxide Intoxication. Acta Radiol.
2005; 46: 322–7.
12. Choi IS. Delayed neurologic sequelae in carbon monoxide intoxication. Arch
Neurol. 1983; 40: 433-5.
13. Touger M, Gallagher EJ, Tyrrel J. Relationship between venous and arterial carboxi-
haemoglobin levels in patients with suspected carbon monoxide poisoning. Ann Emerg
Med. 1995; 25: 481-3.
14. Messiers LD, Myers RAM. A neuropsychological screening battery for emergency
assessment of carbon-monoxide-poisoned patients. J Clin Psychol. 1991; 47: 675-84.
Cuadernos de Neurología. XXXI: 2007
Pontificia Universidad Católica de Chile
15. Miura T, Mitomo M, Kawai R, Harada K. CT of the brain in acute carbon monoxide
intoxication: characteristic features and prognosis. Am J Neuroradiol. 1985; 6: 739–42.
16. Prockop LD, Naidu KA. Brain CT and MRI findings after carbon monoxide
toxicity. J Neuroimaging. 1999; 9: 175–81.
17. Sawada Y, Takahashi M, Ohashi N, Fusamoto H, Maemura K, Kobayashi H, et al.
Computerized tomography as an indication of long-term outcome after acute carbon
monoxide poisoning. Lancet. 1980; 12: 783–4.
18. Tom T, Abedon S, Clark RI, Wong W. Neuroimaging characteristics in carbon
monoxide toxicity. J Neuroimaging. 1996; 6: 161–6.
19. O ́donnell P, Buxton P, Pitkin A, Jarvis L. The Magnetic Resonance Imaging
Appearances of the Brain in Acute Carbon Monoxide Poisoning. Clin Radiol. 2000; 55:
273–80.
20. Hopkins RO, Fearing MA, Weaver LK, Foley JF. Basal ganglia lesions following
carbon monoxide poisoning. Brain Inj. 2006; 20: 273-81.
21. Ilano AL, Raffin TA. Management of carbon monoxide poisoning. Chest. 1990; 97:
165-9.
22. Weaver LK, Hopkins RO, Chan KJ, Churchill S, Elliot CG, Clemmer TP, et al.
Hyperbaric oxygen for acute carbon monoxide poisoning. N Engl J Med. 2002; 347:
1057-67.
23. Prockop LD, Chichkova RI. Carbon monoxide intoxication: an updated review. J
Neurol Sci. 2007; 262: 122–30.
24. Tibbles PM, Perotta PL. Treatment of carbon monoxide poisoning: a critical review
of human outcome studies comparing normobaric oxygen with hyperbaric oxygen. Ann
Emerg Med. 1994; 24: 269–76.
25. Juurlink DN, Buckley NA, Stanbrook MB, Isbister GK, Bennett M, McGuigan MA.
Hyperbaric oxygen for carbon monoxide poisoning. Cochrane Database Syst Rev. 2005.