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Aspectos médico-legales de la intoxicación aguda con compuestos organofosforados anticolinesterasa (COFA)

Piola JC, Ezpeleta CD. Revista de la Sociedad de Medicina Legal de Rosario. (1997) 4:(6) 12-17


Introducción | Estructura química | Mecanismo de acción | Tratamiento | Intoxicaciones con COFA en Rosario y zona de influencia | Análisis médico-legal | Hallazgos postmortem | Investigación química-forense | Para concluir | Bibliografía |



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Avioneta fumigando (Foto: Crítica)

Introducción


Los ésteres orgánicos del ácido fosfórico fueron sintetizados en la mitad del siglo pasado (Moschin 1854 y De Clermont 1854). Resulta notable que este último investigador viviera para informar del sabor del compuesto tras haberlo probado (bastan unas gotas para que sea letal). No obstante no fue hasta fines de la década de 1930 en que se le encuentra interés biológico al demostrar Gerhardt Shcrader de Bayer, en Alemania, sus propiedades insecticidas. El interés militar desembocó en la síntesis de los llamados gases de guerra (Tabún y Sarín) que nunca llegaron a usarse. Schrader sintetizó casi 2000 diferentes COFA, incluyendo muchos de los insecticidas que se usaron después, por ejemplo, el dimefox en 1940, schradan en 1942 y el parathión en 1944. Nuevos COFA son continuamente descubiertos que poseen propiedad insecticida pero con una toxicidad humana relativa menor. En total se han sintetizado más de 50000 COFA diferentes. En una revisión hecha por Augustinsson se refleja el gran interés en las funciones biológicas de estos compuestos ya que recopila más de 3000 publicaciones sobre el tema en el período comprendido entre 1946 y 1960.

En el curso de los años estos compuestos recibieron varias denominaciones, siendo una de las más aceptadas la de compuestos organofosforados anticolinesterasa (abreviado COFA).

La introducción de los COFA y otros poderosos insecticidas resultaron beneficiosos para la agricultura y la economía en general, pero junto a esos resultados positivos trajeron una larga secuencia de serios y profundos problemas tanto inmediatos como a largo plazo, por ejemplo, contaminación ambiental por productos estables posibilidad de disturbios en el equilibrio ecológico, aumento en la resistencia en los animales y el hecho de que los seres humanos estemos permanentemente ingiriendo pequeños residuos con los alimentos. También relacionado con esto, están los accidentes que pueden ocurrir en la producción, transporte y uso de estos venenos.

El presente artículo tratará de los principales aspectos de estos compuestos resaltando los problemas médico-legales que pueden determinar.



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Estructura química


La fórmula general deriva del ácido fosfórico, donde cada uno de los hidroxilos pueden ser reemplazados por distintos sustitutos:

R1 O

P

R2 X

R1 y R2 pueden ser grupos alquilo, ariloxi, amido, mercaptan y otros. X puede representar un grupo haluro, cianuro, tiocianato, fenoxi, tiofenoxi, fosfato o carboxilato. El oxígeno puede ser reemplazado por azufre (S).

A causa de su baja volatilidad y su estabilidad en solución acuosa, el parathión (folidol), se usó mucho como insecticida. Sus efectos tóxicos agudos o crónicos han impedido su aplicación agrícola en Estados Unidos y en otros países (en Argentina se prohibió totalmente su uso en 1994); se han puesto en boga compuestos menos peligrosos para uso del hogar y en el jardín. Entre ellos están dimpilato (diazinon), fenthión y clorpirifos.

El malathión es el principal ingrediente de diversos preparados dermatológicos que se emplean para tratar la pediculosis.



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Mecanismo de acción


La reacción entre un ester organofosforado y el sitio activo en la acetiIcolinesterasa (un grupo de serina hidroxilada) determina la formación de un complejo intermedio transitorio que se hidroliza parcialmente con la pérdida del sustituyente «X», dando lugar a una enzima inhibida, estable, fosforilada y ampliamente no reactiva, la que, bajo circunstancias normales, puede ser reactivada sólo a lenta velocidad. 

R1 O R1 R1 O

E-OH + P E-O-P=O E-OH+ P

R2 X R2 +XH R2 OH

Con muchos COFA, la enzima inhibida irreversiblemente, determina que los signos y síntomas de la intoxicación sean prolongados y resistentes, requiriendo vigorosa intervención médica e incluyendo la reactivación de la enzima con el antídoto químico específico.

 

La acumulación de acetilcolina recién mencionada determina síntomas que pueden ser separados en tres categorías:

1. Potenciación de la actividad parasimpática postganglionar, con aparición de miosis, broncoespasmo, salivación, sialorrea, vómitos, etc.

2. Despolarización persistente del músculo esquelético, con fasciculaciones musculares iniciales seguidas del bloqueo neuromuscular y parálisis.

3. Estimulación inicial de las células del SNC seguida por depresión de las mismas, con inhibición del centro respiratorio y convulsiones.

Este cuadro clásico de intoxicación con COFA descripto por Dubois en 1949 ha resultado más complicado por el reconocimiento de signos adicionales y persistentes de neurotoxicidad, no asociada anteriormente con estos compuestos. El primer síndrome incluye cambios neurológicos y psicopatológicos retardados que persisten por varios meses luego de la exposición y que incluyen las funciones neuromusculares, cognoscitivas y neurocomportamentales. El segundo cuadro descripto más recientemente ha sido denominado «síndrome intermedio» y consiste en un cuadro de parálisis (afecta primariamente a los nervios craneales, flexores y de la respiración) que aparece entre 24 y 96 horas luego de la crisis colinérgica aguda pero antes de la etapa esperada en la neuropatía retardada. El tercer síndrome denominado de neurotoxicidad retardada es causado sólo por algunos COFA que se usan como insecticidas, y se conoce desde hace más de 100 años asociado al TOTP, con daño de la vía piramidal y síndrome de la neurona alta permanente.



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Tratamiento


La atropina tiene afinidad por los receptores colinérgicos muscarínicos compitiendo con la acetiIcolina. La cantidad de atropina a utilizar debe ser titulada de acuerdo a la observación cuidadosa del paciente hasta revertir todos los síntomas muscarínicos e incluso producir síntomas atropínicos. La vía de administración puede ser subcutánea, intramuscular o endovenosa según la gravedad del cuadro y la urgencia por revertir los síntomas. La cantidad total de atropina a usarse puede ser muy alta y confirma el diagnóstico de intoxicación por COFA. Una técnica habitual es la administración de una ampolla cada 10 a 15 minutos hasta lograr atropinizar al paciente y luego espaciarla cada 30-60 minutos. Habitualmente se usa atropina o derivados hasta 48 horas después de la intoxicación.

Junto con la atropina debe administrarse un activador de la colinesterasa. En nuestro medio el reactivador accesible es el PAM (nombre comercial: Contrathión). Su utilidad es mayor cuando más precozmente se administra ya que luego de aproximadamente 36 horas de ocurrida la unión del COFA y la enzima, la reactivación de esta no es efectiva.

La dosis se debe adecuar a la gravedad del cuadro clínico; en general no debe sobrepasarse de 2 a 3 gramos en 24 horas. En pediatría las dosis aproximadas deben ser de 30 a 50 mg/kg.

La vía de administración es endovenosa lenta (15 a 30 minutos) en solución salina. Puede repetirse luego de 8 a 12 horas si fuera necesario. Además de la utilización de estos antídotos es necesario considerar otras medidas. El mantenimiento de una respiración adecuada es fundamental ya que la atropinización es más peligrosa en un paciente mal ventilado. A veces es fundamental la respiración artificial.

Si hubiere convulsiones deben emplearse anticonvulsivantes del tipo del diazepán o tiopental. Si la vía de intoxicación fue cutánea deben quitarse las ropas al enfermo y lavarle cuidadosa y abundantemente la piel con agua bicarbonatada al 5% con jabón. La inactivación de los COFA se produce por hidrólisis al alcalinizar la piel.

Si la vía de intoxicación es inhalatoria es necesario retirar al paciente del ambiente contaminado. Si la vía de intoxicación es oral se debe realizar vómito provocado o lavado gástrico según el estado del paciente.

Entre las medidas terapéuticas implementadas por nuestro equipo destacamos algunos hechos, como la utilización de ampollas de atropina con mayor concentración que la habitualmente disponible (por ejemplo de 0.01 gramo por mililitro en lugar de 0.001 gramo por mililitro) lo que permite evitar el efecto nocivo del excipiente bisulfito de sodio utilizado en las dosis altas y estar mejor preparado frente a la posibilidad de emergencias toxicológicas masivas por COFA (para esta eventualidad también disponemos de ampollas de 0.1 gramo, es decir, 100 veces más potentes que las de 0.001 gramo). Desde que se dispone en salas de UTI de bombas de perfusión comenzamos con su utilización en pacientes graves para asegurar una adecuada dosificación. Al no disponer de parámetros directos para medir la respuesta al Contrathión (R) , como sucede con la atropina, nos resulta difícil evaluar su utilidad real. En nuestras normas está siempre incluido, incluso cuando no se conoce el COFA o este es de un tipo que no responde a las oximas, como el dimetoato. La única contraindicación en su uso es en la intoxicación aguda con carbarilo en el que agravaría el cuadro (en otros carbamatos su utilidad es dudosa). Otras medidas que es necesario adecuar en el tratamiento de estos pacientes es evitar el uso de relajantes musculares tipo succinilcolina cuando es necesario realizar intubación traqueal y evitar el uso de antibióticos aminoglucósidos que potenciarían el efecto sobre la placa neuromuscular.



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Intoxicaciones con COFA en Rosario y zona de influencia


Los COFA son, entre los plaguicidas, una causa frecuente de intoxicaciones agudas graves en Rosario y zona de influencia. El 19.1% de 1343 intoxicaciones agudas con plaguicidas (IAP) atendidas en el CTR (Centro de Toxicología Rosario) entre 1976 y 1985 corresponden a COFA, de las cuales 10 resultaron letales. En otra revisión realizada entre 1990 y 1994, el 27.9% de 373 IAP atendidas en el Servicio de Toxicología del Sanatorio de Niños corresponden a intoxicaciones por COFA de las cuales 11 resultaron letales. Se muestran detalles de los cuadros letales recién referidos, en ambos la edad es en años:

 

Cuadro Nº 1 - Descripción de casos letales por COFA - 1976/1985

#

Año

Sexo 

Edad

COFA

Motivación

1

1977

femenino

2

parathión

accidental

2

1977

femenino

18

parathión

suicidio

3

1979

femenino

33

mercaptothión

suicidio

4

1979

femenino

3

parathión

accidental

5

1979

masculino

45

parathión

suicidio

6

1980

masculino

3

parathión

accidental

7

1980

masculino

13

parathión

criminal

8

1982

masculino 

56

parathión

suicidio

9

1984

femenino

4

parathión

accidental

10

    1984 

masculino

37

parathión

suicidio

 

Cuadro Nº 2 - Descripción de casos letales por COFA - 1990/1999

#

Año 

Sexo

Edad 

Plaguicida

Motivación

1

1990

masculino 

60

parathión

suicidio

1990

femenino

63

parathión

suicidio

1990

masculino

68

fenitrothión

suicidio

4  

1990

masculino

27 

parathión

suicidio

5  

1990

femenino

37

parathión

suicidio

6   

1990

femenino

65

parathión

suicidio

7   

1991

masculino

62

no determinado

suicidio

1991

masculino

51

parathión

error de medicación

9  

1993

femenino

70

Parathión

suicidio

10 

1993

femenino

80

Parathión

suicidio

11 

1994

femenino

11

DDVP (probable)

suicidio

La tasa de letalidad representa una base para calcular la frecuencia de intoxicaciones. En informes de la OMS se calculan 50 casos por cada defunción. Otros autores calculan una letalidad por cada 500 casos sintomáticos. De acuerdo a los datos recién referidos, el número total de intoxicaciones por COFA, sería entre 1050 y 10500 en los períodos considerados.



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Análisis médico-legal


La clasificación de formas de muerte se basa predominantemente en la historia. Los análisis criminológicos de la situación completa con interrrogatorios a los familiares y otras personas con conocimiento del fallecido, dan en la mayoría de los casos un cuadro claro.

En casos de suicidio es importante clarificar la situación en relación a circunstancias financieras o sentimentales y obtener alguna información sobre antecedentes criminales o psiquiátricos en el fallecido o en su familia. El hallazgo de veneno en las cercanías es una valiosa pieza de información, así como el encuentro de cartas de despedida.

La historia es el punto más importante también en el caso de accidentes y muertes ya que la autopsia, raramente, provee información que decida el modo de muerte. No obstante, en ciertos casos, el hallazgo de grandes cantidades de tóxicos en el estómago puede ser una ayuda significativa.

En un cierto número de casos el modo de la muerte permanece dudosa y si bien se encuentra que el COFA es el responsable es difícil decidir si fue accidente, suicidio u homicidio.

En un estudio realizado en Dinamarca se encontró una baja incidencia de autopsias en personas fallecidas intoxicadas por COFA, en comparación con otras causas. Esto se atribuyó al hecho que el grupo de muertes no naturales incluye un gran porcentaje de suicidios y cuando el curso de acción se elucida generalmente no se recurre a la autopsia médico-legal. La principal meta de una investigación médico-legal es clarificar la causa de muerte y comprender un análisis del cuadro clínico junto con los hallazgos de la autopsia y la investigación química forense.

Los análisis del cuadro clínico, basándose en los registros de los hospitales, encuentran muchas dificultades debido al carácter retrospectivo de tales investigaciones.

Interesa el período de latencia, que en vista de la alta toxicidad de los COFA suele ser de 5 a 20 minutos hasta que se manifiesten los signos clínicos. El tiempo de sobrevivencia suele no exceder los 30 a 40 minutos en ausencia de adecuado tratamiento médico. En la literatura médica se encuentran reportes de latencia y tiempo de sobrevivencia mayores en intoxicaciones por vía oral. Por vía dérmica el período de latencia es considerablemente mayor.

Es frecuente que los pacientes que ingresan a un hospital intoxicados con COFA tengan diagnóstico correcto a su ingreso. Si n embargo, en algunos casos, el diagnóstico no se realiza y fallecen sin el tratamiento adecuado. Este es el grupo en el cual la autopsia puede ayudar a aclarar la etiología de la muerte, habitualmente en este grupo de pacientes no se disponen datos de anamnesis y son encontrados solos en sus domicilios, surge así que para el diagnóstico es fundamental el interrogatorio. En algunos casos pueden realizarse solamente con la sintomatología pero es más difícil.

Las investigaciones bioquímicas tienen poca importancia en el diagnóstico agudo ya que requieren de un cierto tiempo para realizarlas y porque fundamental mente necesita de la sospecha de intoxicación por COFA, no obstante son muy útiles para confirmar esa sospecha.

En los archivos de hospital la descripción de los síntomas presentados por el paciente a la admisión es a menudo breve y contiene una cantidad mínima de información respecto a los síntomas iniciales. La presión arterial y el pulso en general no son característicos. En la mayoría de los ingresos de pacientes intoxicados gravemente por COFA hay pérdida de conciencia. Las alteraciones de la respiración y miosis son hallazgos constantes aunque en algunos casos puede haber midriasis y este signo por sí solo no excluye la intoxicación por COFA.

La incidencia de fasciculaciones, convulsiones e incremento de la secreción bronquial y transpiración no son constantes pero son relativamente específicos de esta intoxicación, de ahí su gran valor en el diagnóstico.

Es interesante destacar que en el tratamiento de un cierto número de pacientes que mostraron mejoría notablemente en las primeras horas de evolución, incluso poder hablar con familiares, se agravan después con pérdida de conciencia nuevamente. Sería interesante investigar cuánto COFA estaba presente en el estómago y en el resto del tubo digestivo luego de la muerte de estos enfermos.



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Hallazgos postmortem


Una revisión de la literatura revela que relativamente pocos estudios mayores son involucrados en los cambios anatomopatológicos de las muertes por intoxicación por COFA y la opinión más generalizada parece ser que no hay cambios macroscópicos específicos en la autopsia. Estos cambios se muestran esquemáticamente en el siguiente cuadro:

Hallazgos macroscópicos en autopsias reportados en Ia literatura en muertes por intoxicación con COFA.

Territorio afectado

Manifestación

Sistema nervioso central

Edema cerebral, hiperemia cerebral, hemorragias en el cerebro.

Aparato digestivo

Eritema, hemorragia y corrosión de las membranas mucosas en la cavidad oral, faringe, esófago y estómago. Membrana de mucosa gástrica edematizada y cubierta con mucus. Duodeno edematizado

Aparato circulatorio

Dilatación cardíaca aguda, hemorragia subendocárdica, sangre líquida.

Musculatura

Seca, potente rigor mortis, contractura de músculos, miosis.

Otros órganos

Hiperemia y edema.

 

Los distintos autores dan énfasis a uno u otro de los hallazgos pero casi todos coinciden que la mayoría de los cambios anatomopatológicos no son específicos. Un hallazgo frecuente es un potente rigor mortis. La miosis postmortem es relativamente frecuente y puede considerarse un dato diagnóstico importante.

Los estudios histológicos microscópicos de la intoxicación aguda por parathión sugieren que no hay cambios característicos aparte de los signos de actividad secretoria de las glándulas salivales.

En los casos de muerte con un tiempo de sobrevida mayor que lo usual unos pocos investigadores mencionan cambios necróticos en los riñones y degeneración de las células glanglionares de los hemisferios cerebrales.



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Investigación química-forense


Los COFA, se hidrolizan a los correspondientes derivados alquilfosfóricos (dietilfosfórico y dietiltiofosfórico) que pueden determinarse en la orina de los pacientes.

Cuando se trata de intoxicaciones crónicas o agudas con parathión o metilparathión, se puede evidenciar en la orina la presencia de paranitrofenol. Otros metabolitos importantes son los oxidados y los hidroxilados que resultan a menudo hidrosolubles.

En algunas intoxicaciones, pueden hallarse también algunos productos organofosforados primitivos (dimetoato, etilparathión, diclorvos, etc) en los tejidos, y fluidos en individuos vivos hasta un plazo de 20-30 días posteriores a la absorción y aún más tiempo en los cadáveres.

Las determinaciones de dichos compuestos, se realizan previo tratamiento con una sucesión de extracciones, por métodos cromatográficos. La separación de diferentes picos con un cromatógrafo de gases y detector selectivo de nitrógeno fósforo es el método ideal para la identificación de estos compuestos.

Cuando se trata de cantidades importantes de tóxico (polvos, soluciones, vómitos, etc.) pueden utilizarse métodos convencionales, pero cuando la sustancia ha sido absorbida, necesariamente deberá recurrirse a métodos instrumentales. En casos de intoxicación aguda es frecuente encontrar varias dosis letales en el contenido estomacal.

La determinación de la colinesterasa eritrocitaria (específica) es un método químico forense importante de investigación, que en la práctica se utiliza tanto para el control de individuos intoxicados como en los análisis preventivos de rutina en los trabajadores expuestos a estos plaguicidas. Un método útil para esta determinación es el de Michel modificado que se basa en la medición electrométrica del ácido liberado. Una cantidad conocida de acetilcolinesterasa en una solución buffer se agrega al objeto de investigación y se mide el pH. Luego de 1-2 horas el pH es medido nuevamente y la diferencia de pH por hora da una medida de la actividad colinesterásica.

Los valores normales son de 0.7 a 1.1 pH/hora y en la mayoría de los casos letales se encuentran valores inferiores a 0.3 pH/hora.

Complementariamente se pueden encontrar valores descendidos de pseudo colinesterasa (colinesterasa sérica), y aumentados de CPK, ALAT, LDH, catecolaminas y amilasas. Cuando en el mecanismo de desarrollo de una
acción tóxica están implicadas moléculas que presenten polimorfismo genético (que traducen variaciones interindividuales en su actividad) se hacen necesario conocer qué constitución genética desaconseja específicamente al individuo portador para determinados puestos laborales. Tal es el caso de la paraoxonasa, enzima que hidroliza el paraxón disminuyendo su toxicidad. En el caso de individuos que posean una variante polimórfica con poca actividad de paraoxonasa resultarán especialmente sensibles a la intoxicación con COFA.



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Para concluir


Consideramos que a veces se resaltan los beneficios económicos alcanzados con la utilización de plaguicidas y no se valoran adecuadamente los efectos perjudiciales para la salud y el medio ambiente. Gracias a la reciente prohibición del parathión, principal responsable de muertes por plaguicidas en nuestro medio, se puede suponer una mejor evolución en este tipo de intoxicaciones.



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Bibliografía


  1. Jhul E.: Deaths from phosphostigmine poisoning in Denmark, 1970.
  2. Piola J. C., Prada D. B.: Intoxicaciones agudas con plaguicidas (IAP) en Rosario, 1976-1985. Actas del Congreso Internacional de Toxicología, III Congreso Latinoamericano de Toxicología Analítica y Experimental y V Congreso y VI Jornadas Argentinas Interdisciplinarias de Toxicología, organizados por la ALT y ATA, Buenos Aires, Nov. de 1986.
  3. Piola J. C., Prada D. B.: Intoxicaciones agudas con plaguicidas (IAP) en Rosario, 1990-1994. Actas de s «Jornadas Internacionales de Pediatría y Adolescencia», organizadas por el Sanatorio de Niños Rosario, agosto de 1995.
  4. Done A. K.: Envenenamientos por productos hogareños corrientes. Clínicas Pediátricas de Norteamérica. Agosto 1970. 569-82.
  5. Taylor P.: Anticolinesterasas. Goodman & Gilman.
  6. Las bases farmacológicas de la terapéutica. Mc Graw-Hill Interamericana, 171-87, 1996.
  7. Ecobicho n D. J.: Toxic effects of pesticiides. Casarett and Doull's Toxicology. The Basic Science of Poisons, 4 th ed., Pergamon Press, 565-622, 1991.
  8. Dubois K. P. et al: Studies on the toxicity and mechanisms of action of p-nitrophenyl-diethyl-th ionophosphate parathion). J. Pharmacol Exp Ther, 95, 75-91, 1949.
  9. Senanayake N et al: Neurotoxicology effects of organosphosphorus insecticides, N Eng J Med, 316, 761-3, 1987.
  10. Morgan D. P.: Diagnóstico y tratamiento de los envenenamientos con plaguicidas, EPA, Washington, 3rd edition, 11-12, 1983.
  11. Consecuencias sanitarias del empleo de plaguicidas en la agricultura. OMS, 1992.



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Última actualización: 2000-04-01 (22548 Lecturas)

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