Os gases tóxicos podem ser classificados, segundo seus efeitos, em irritantes, asfixiantes simples e asfixiantes químicos.
Os gases irritantes são substâncias de ação local que agridem o aparelho respiratório e os olhos, e podem levar à inflamação tecidual, com risco de infecção secundária. São percebidos pelos seres humanos homem em concentrações baixas.
Eles podem produzir efeitos irritantes no trato respiratório superior e inferior, mas o risco principal e a localização primária dos sintomas dependem grandemente da sua solubilidade em água e da concentração à qual os indivíduos se expõem. Assim, os gases irritantes são divididos em dois grupos principais, baseado na sua solubilidade em água:
- Gases altamente solúveis, como amônia e cloro, que são bem adsorvidos pelo trato respiratório superior e rapidamente produzem efeitos nas membranas mucosas dos olhos, nariz e garganta.
- Gases menos solúveis, como fosgênio e dióxido de nitrogênio, são lentamente adsorvidos pelo trato respiratório superior e podem atingir o trato respiratório inferior, onde sua toxicidade será exercida.
Efeitos clínicos
De uma forma geral, a exposição é via inalatória. Os efeitos tóxicos sumarizados a seguir.
Em caso de inalação, aparecem cefaléia, conjuntivite, rinite, faringite, laringite, secura e insensibilidade nasal, hemorragia, edema de glote, edema laríngeo, pneumonite, bronquite. Pode ocorrer taquipnéia, sibilos, tosse, infiltrado pulmonar e síndrome disfuncional reativa das vias aéreas.
A exposição cutânea causa eritema e queimadura.
Os asfixiantes são classificados, de acordo com o seu mecanismo de ação tóxica em:
- Asfixiantes Simples: são gases inertes, porém, quando em altas concentrações em ambientes confinados, reduzem a disponibilidade do oxigênio. Desta forma, a substância ocupa o espaço do oxigênio na árvore brônquica. Ex.: gases nobres, dióxido de carbono (CO2), metano, butano e propano (GLP - gás liquefeito de petróleo).
- Asfixiantes Químicos: são substâncias que impedem a utilização bioquímica do oxigênio (O2). Atuam no transporte de oxigênio pela hemoglobina (Hb) e impedem o uso tecidual do oxigênio. Ex.: monóxido de carbono e substâncias metahemoglobinizantes, cianeto e gás sulfídrico (H2S).
O fosgênio (COCl2) ou cloreto de carbonila ou cloreto de clorformila é um gás incolor, não combustível, irritante, altamente tóxico e facilmente liquefeito. Em baixas concentrações seu cheiro é descrito como semelhante ao do milho verde. Em altas concentrações, tem um cheiro descrito como sufocante, forte e pungente.
Segundo a Occupational Safety and Health Administration (OSHA – EUA), o limite de exposição máximo permissível (média para 8 horas de trabalho) é de 0,1 ppm e a concentração imediatamente perigosa à vida e à saúde (IDLH) é de 2 ppm. O odor não é advertência suficientemente segura para identificar concentrações de risco, posto que seu limite de detecção é de 0,4 a 1,5 ppm, ou seja, várias vezes o valor do limite de exposição máximo permissível.
O fosgênio pode ser produzido ou resultar da decomposição/combustão, ou da exposição à luz, de compostos orgânicos clorados. Pode ainda ser produzido durante a soldagem de superfícies metálicas que tenham sido limpas com hidrocarbonetos clorados. Ele reage com a água, o álcool e vários outros produtos químicos. É utilizado como intermediário na manufatura de inúmeros produtos industriais, tais como os isocianatos e seus derivados, inseticidas, herbicidas, medicamentos e outros.
O gás foi utilizado como gás de guerra, devido ao seu potencial tóxico. É usualmente encontrado na forma de gás liquefeito comprimido. Ele é mais pesado que o ar e tem baixa solubilidade em água, em presença da qual forma ácido clorídrico e gás carbônico.
Toxicocinética
A inalação é a principal via de exposição ao fosgênio.
Quadro 1 – Classificação dos gases tóxicos e sintomas das intoxicações.
Gases de ação irritante | intensa | moderada | leve |
Derivados sulfúricos
Aldeídos
Flúor
Amoníaco
Acroleína | Cloro e derivados | Ozônio
Brometo e Cloreto de metila
Vapores nitrosos |
Gases Asfixiantes | Monóxido de carbono
Dióxido de carbono
Cianetos e derivados
|
É importante ressaltar que as equipes de emergência que atuam no resgate de vítimas de intoxicação com gases devem ser treinadas, não só na identificação do tipo de gás e conduta inicial, mas também quanto às medidas de proteção, para entrarem na zona de risco (zona quente) para o resgate. Se não tiverem liberação para entrada na área de risco, se não utilizarem equipamentos de proteção adequados, ou se não estiverem treinados para utilizá-los, podem tornar-se também vítimas da intoxicação, não efetivando o resgate e podendo chegar ao óbito.
Toxicodinâmica e Quadro Clínico
O fosgênio reage diretamente com as aminas, os grupos sulfidrilas e os álcoois das células, afetando as macromoléculas e o metabolismo celular. A toxicidade direta na célula leva a um aumento da permeabilidade das membranas, resultando no extravasamento de fluidos e na diminuição do volume plasmático.
O fosgênio é um poderoso irritante de mucosas, provavelmente pela hidrólise local que causa e pela produção secundaria de ácido clorídrico que lesa a superfície celular levando-a à morte. Este processo local causa uma resposta inflamatória sistêmica, mas, como a hidrólise é lenta, a sintomatologia respiratória pode demorar de 30 min a algumas horas antes de se manifestar, ou ter seu início ser muito tardio, em 48 horas. Quanto mais severa a exposição, menor o período de latência.
O fosgênio estimula ainda a síntese de leucotrienos, derivados do ácido araquidônico, que agem sobre os neutrófilos, causando sua massiva acumulação nos pulmões, e sobre a permeabilidade vascular, contribuindo para o edema pulmonar.
O quadro clínico da intoxicação aguda mostra alterações:
- Respiratórias: após inalação, e dependendo da concentração, o fosgênio pode não causar sintomas inicialmente, ou apresentar sintomas de irritação leve das vias aéreas, tais como secura e ardência na garganta e tosse. No entanto, os sintomas vão evoluir com dispnéia, dor torácica, hemoptise, edema pulmonar tardio e severo, congestão pulmonar, cianose e insuficiência respiratória. A infecção pulmonar pode surgir como complicação. Uma fibrose e um enfisema pulmonar ocorrem nas exposições crônicas.
- Cardiovasculares: a falência cardíaca pode sobrevir em pacientes severamente hipovolêmicos e hipoxêmicos, com acumulação de fluidos nos pulmões.
- Dermatológicas: o contato com o vapor pode levar à irritação da pele, com eritema notável, enquanto o contato com o produto líquido causa isquemia e ulceração devido ao frio (frostbite).
- Oculares: a irritação evolui para o lacrimejamento, a opacificação da córnea e sua perfuração tardia.
- Hematológicas: em casos severos, pode haver hemólise suscetível de criar embolias em capilares pulmonares. Pode haver ainda hemoconcentração, metahemoglobinemia, anemia e supressão medular. Leucocitose e coagulopatias também tem sido reportadas.
- Gastrintestinais: náuseas e vômitos aparecem comumente, e, em altas exposições, o fosgênio tem uma ação citotóxica direta sobre o fígado, causando necrose e perda funcional.
- Renais: como no fígado, em altas exposições, o fosgênio tem uma ação citotóxica direta sobre os rins, causando necrose e perda funcional.
Efeitos crônicos
As exposições crônicas a baixos níveis de fosgênio têm sido relacionadas com o surgimento de um processo inflamatório pulmonar crônico, com destruição alveolar e prejuízo da funcional.
Não há informações a respeito de risco reprodutivo. O fosgênio não é classificado como carcinogênico.
Diagnóstico
O diagnóstico da intoxicação aguda por fosgênio é eminentemente clínico, baseado na história de exposição e sinais de irritação e dificuldade respiratória. Os níveis de fosgênio plasmático não são clinicamente úteis para o diagnóstico, contudo, exames complementares são importantes na monitorização dos pacientes e para avaliar complicações. Deve-se monitorar os gases sanguíneos (gasometria e oximetria) e a função pulmonar e cardíaca. Telerradiografias de tórax seriadas devem ser efetuadas. Devem ser solicitados de rotina, ainda, a dosagem de eletrólitos e da glicemia, e a realização de eletrocardiograma.
O diagnóstico diferencial se faz com a Febre dos Fumos Metálicos, principalmente se a intoxicação pelo fosgênio ocorre durante a soldagem ou outro processo relacionado com esta síndrome.
Tratamento
O tratamento do paciente intoxicado por fosgênio consiste em:
- Remover o paciente da exposição;
- Aplicar medidas de suporte à vida;
- Fazer oxigenioterapia/ventilação assistida;
- Manter a vítima aquecida, pois pode haver hipotermia;
- Remover as roupas contaminadas e lavar cuidadosamente a pele, com água corrente em abundância e sabão neutro;
- Lavar o olho com soro fisiológico ou água por pelo menos 15 minutos. Remover lentes de contato, caso sejam facilmente removíveis, sem causar um trauma adicional ao olho. O uso de colírio anestésico pode ser necessário. Encaminhar para avaliação oftalmológica.
- Tratar broncoespasmo com broncodilatadores;
- Em caso de reação inflamatória pulmonar intensa, deve-se usar corticosteróides;
- A antibioticoterapia profilática não é recomendada rotineiramente;
- Monitorar função cardíaca e gasometria arterial;
- NÃO há antídoto específico;
- Tratar queimaduras químicas como queimaduras térmicas;
- Aportar o tratamento sintomático necessário e de suporte;
- Manter a vítima em uma unidade de tratamento intensivo.
Pacientes assintomáticos, desde a admissão até 48 horas da exposição, podem receber alta com orientações.
A. Gases asfixiantes simples |
O butano é um gás combustível, derivado do petróleo, incolor, inodoro e altamente inflamável. Seu principal uso é como gás de cozinha, mas também é utilizado em sistemas de refrigeração como propelente, na síntese de outras substâncias e na fabricação de gasolina.
Toxicocinética
A absorção do butano ocorre por inalação. Ele é metabolizado pelo sistema microssomal hepático e transformado em seu álcool correspondente, o butanol.
Toxicodinâmica e Quadro Clínico
O butano é um gás asfixiante simples.
Pode causar:
- Diminuição da acuidade visual e da visão noturna;
- Alteração no sistema nervoso central, com cefaléia, sonolência, tontura, distúrbio do humor, confusão mental, perda de memória, incoordenação, narcose e depressão;
- Anomalias respiratórias, como irritação, dispnéia, broncoconstrição, edema, cianose e asfixia;
- Distúrbios cardíacos, com sensibilização do miocárdio, taquicardia, arritmias, hipotensão e isquemia;
- Sintomas gastrintestinais, tais como náuseas e vômitos.
Diagnóstico
O diagnóstico é dado pela história de exposição e o quadro clínico.
Tratamento
O tratamento do paciente intoxicado por butano consiste em:
- Remover o paciente da exposição;
- Adotar de medidas de suporte à vida;
- Instaurar a oxigenioterapia;
- Monitorar a função cardíaca e a gasometria arterial;
- Tratamentar os sintomas e estabelecer suporte das funções vitais.
O carvão ativado NÃO está indicado.
B. Gases asfixiantes químicos |
O monóxido de carbono (CO) é um gás incolor, insípido e não irritante, subproduto da combustão incompleta de combustíveis orgânicos.
É comumente encontrado em grandes concentrações nas emissões de incêndios, de motores a explosão e da indústria siderúrgica. Destaca-se a possibilidade de emissões ricas em monóxido de carbono em queimadores de gás sujos ou defeituosos. Motores de carros são emissores importantes, a ponto de o monóxido de carbono ser considerado um dos principais poluentes do ar atmosférico pela Associação Nacional de Transportes Públicos (ANTP).
Quadro 2 – Fontes mais comuns de monóxido de carbono no ambiente urbano.
Tipo de combustível | Fonte de emissão de CO |
Gás | Fornos |
Motores de combustão a gás |
Aquecedores residenciais |
Caldeiras |
Derivados de petróleo | Motores à explosão mal regulados |
Combustíveis sólidos
|
Fogões e fornos à lenha
|
Incineradores |
Fogueiras |
Tabaco |
Solventes | Cloreto de metileno* |
*Solvente de tintas que, se ingerido ou inalado, é metabolizado em monóxido de carbono, provocando intoxicação.
Adaptado de Varon JR, MPE: Carbon Monoxide Poisoning. Fonte: SANTOS, 2003
Cerca de 3500 mortes por ano são atribuídas à intoxicação por monóxido de carbono nos Estados Unidos, sendo esta a principal causa de morte por envenenamento naquele país, assim como a principal causa de morte relacionada a inalantes. Estima-se que, nos EUA, em 1996, 10.000 pessoas receberam atenção médica e perderam ao menos um dia de trabalho devido ao envenenamento por monóxido de carbono. A mortalidade relacionada a estas intoxicações situa-se entre 1 a 2%, podendo atingir índices de 31%.
Toxicocinética
O monóxido de carbono é rapidamente absorvido pela via respiratória e eliminado pela respiração, e sua taxa de eliminação depende de fatores como ventilação, fluxo sanguíneo pulmonar e concentração/pressão de oxigênio no ar inspirado.
A meia-vida do monóxido de carbono nos indivíduos é de 5 a 6 horas. Quando se administra oxigênio a 100%, esta meia-vida cai para 40 a 90 minutos. Na oxigenioterapia hiperbárica, ela se reduz para menos de 30 minutos.
Toxicodinâmica e Efeitos Clínicos da Intoxicação por Monóxido de Carbono
A teoria da toxicidade hipóxica tem sido tradicionalmente aceita para explicar os efeitos adversos do monóxido de carbono. Foi sugerida por Haldane, e é o mecanismo mais bem estudado, apesar de ter sido criticada por alguns autores. Outras teorias tentam explicar os possíveis mecanismos fisiopatológicos envolvidos, destacando-se a isquemia e a lesão por reperfusão.
A Teoria Hipóxica
A hipóxia é o mais bem conhecido e o mais aceito mecanismo de lesão pelo envenenamento por monóxido de carbono. Os possíveis mecanismos envolvidos são:
- Diminuição da capacidade de transporte de oxigênio pelo sangue arterial;
- Alteração das características da curva de dissociação de oxihemoglobina, com conseqüente diminuição do aporte de oxigênio para os tecidos;
- Diminuição da respiração celular pela combinação do monóxido de carbono com o grupo heme do citocromo a3 (grupo de proteínas, contendo um átomo de cobre no grupo hemo, que fazem parte do sistema transportador de elétrons das mitocôndrias e agem como coenzimas intermediárias da cadeia respiratória celular);
- Ligação com a mioglobina, causando potencial disfunção do músculo miocárdico e esquelético.
O mecanismo de toxicidade do monóxido de carbono mais bem delineado é a sua capacidade de ligação competitiva nos sítios dos grupos heme da hemoglobina. Este efeito é magnificado pelas propriedades alostéricas da hemoglobina: sua estrutura tetramérica sofre uma mudança na sua conformação quando o monóxido de carbono se une a um dos seus quatro sítios, e o resultado é o aumento da afinidade pelo oxigênio dos sítios restantes.
Representação da uma molécula de monóxido de carbono ligada a uma molécula de hemoglobina (carboxihemoglobina). O monóxido de carbono e o cianeto ligam-se ao mesmo sítio.
Fonte: Santos, 2003.
O monóxido de carbono combina-se preferencialmente com a hemoglobina para produzir carboxihemoglobina (COHb), o que resulta na redução da quantidade de oxigênio (SO2 = saturação em oxigênio) presente no sangue arterial. Esta ligação é reversível, porém muito mais estável quando comparada à associação hemoglobina-oxigênio. Tem uma velocidade de dissociação 1500 vezes mais lenta do que a da oxihemoglobina, com uma afinidade 200 a 300 vezes maior pela molécula de heme. Este fato, aliado à mudança de afinidade da hemoglobina parcialmente carboxilada pelo oxigênio, altera a curva de dissociação da hemoglobina para a esquerda e muda sua forma de sigmóide para hipérbole. O resultado final é que surge uma molécula de hemoglobina inadequada para liberar oxigênio para os tecidos. O sistema nervoso central responde a estas alterações aumentando o esforço respiratório e o volume-minutoaumento da ventilação), o que leva o pulmão a captar mais monóxido de carbono e, conseqüentemente, elevar os níveis de carboxihemoglobina. Aparece, então, uma alcalose respiratória (pH sangüíneo > 7,4), que acaba por desviar a curva de dissociação da oxihemoglobina ainda mais para a esquerda. O resultado é a hipóxia tissular.
Isquemia
Além da hipóxia, o monóxido de carbono pode causar lesões devido à alteração da perfusão tissular. Modelos animais e observações em seres humanos indicam que a hipotensão é produto da combinação da depressão miocárdica, das arritmias ventriculares e da vasodilatação periférica, e pode ser muito mais importante na gênese de lesões neurológicas do que a hipóxia. Nos modelos animais de envenenamento por monóxido de carbono foi observada uma hipotensão progressiva, fundamentalmente como resultado da vasodilatação periférica.
Lesão por reperfusão
Muitas das lesões observadas no envenenamento por monóxido de carbono são similares àquelas encontradas nas lesões por reperfusão, e os danos cerebrais são reproduzidos experimentalmente quando a hipóxia por hipoxemia precede um intervalo de isquemia. A geração de radicais livres durante a reperfusão é apontada como um dos principais componentes da lesão cerebral pós-isquêmica. Já foi observado que o monóxido de carbono provoca peroxidação. Thom, Fisher e Manevich formularam uma hipótese que pode explicar os efeitos tardios dos envenenamentos pelo monóxido de carbono, aventando que o monóxido de carbono ativa os polimorfonucleares, que fazem diapedese e causam peroxidação direta dos lipídios cerebrais. Corrobora a isto o fato de que, logo após a exposição ao monóxido de carbono, se observa o seqüestro de leucócitos pela microvasculatura cerebral.
Considerações sobre outros mecanismos possivelmente envolvidos
O monóxido de carbono une-se à mioglobina do miocárdio e do músculo esquelético da mesma forma que se une à hemoglobina. A mioglobina cardíaca tem afinidade três vezes maior pelo monóxido de carbono do que a esquelética. A dissociação da carboximioglobina é menor que a da carboxihemoglobina, devido a um aumento da afinidade da mioglobina pelo monóxido de carbono, causada por alterações alostéricas. Tem-se observado um “efeito rebote”, com regressão tardia dos sintomas agudos e novo aumento dos níveis circulantes de carboxihemoglobina, alguns dias depois da exposição ao monóxido de carbono. Isto se deve, presumivelmente, à lenta liberação do monóxido de carbono pela mioglobina, e posterior combinação com a hemoglobina.
Ainda que se tenha evidenciado a ligação do monóxido de carbono com o citocromo P450, não foi demonstrada, até o presente momento, nenhuma conseqüência fisiopatológica.
Observações recentes suscitam a teoria de que o monóxido de carbono provocaria efeitos psiquiátricos diretos por alterar a função dopaminérgica e serotoninérgica no sistema nervoso central. Isto poderia explicar, por exemplo, as alterações de comportamento precoces e o déficit de aprendizado tardio observado em experimentos com ratos.
A hemoglobina fetal se liga ao monóxido de carbono de forma mais ávida que a hemoglobina A. Isto, aliado ao fato de que o transporte transplacentário de monóxido de carbono é relativamente lento, tem como conseqüência a queda muito mais lenta dos níveis de carboxihemoglobina no feto do que na mãe. Portanto, deve-se levar em conta o risco de anomalia ou morte fetal, mesmo nas exposições maternas a níveis moderados ou baixos de monóxido de carbono.
Quadro Clínico
O quadro clínico da intoxicação pode ser classificado em leve, moderado e grave.
Intoxicações agudas leves por monóxido de carbono cursam com: mal-estar, cefaléia, fadiga, dispnéia leve, náusea, vômitos, fraqueza, distúrbios visuais e irritabilidade. Sinais agudos que podem ser encontrados: taquipnéia, taquicardia, hipotensão.
Intoxicações moderadas podem apresentar, além dos sinais e sintomas anteriores, cefaléia intensa, vertigens, astenia, dificuldade de concentração, escotomas brilhantes, diminuição da tolerância ao exercício físico. Os sinais, além dos anteriores podem ser acrescentados de febre baixa e hipotensão sistólica. Raramente podem ocorrer convulsões ou perdas de consciência, geralmente de curta duração.
Intoxicações graves podem cursar com síncope, convulsões, rigidez muscular generalizada, coma e morte por choque e insuficiência respiratória. Podem também ocasionar hemorragias na retina e edema pulmonar. Estes pacientes apresentam, com maior freqüência, complicações arritmias cardíacas, como extra-sístoles e fibrilação atrial e ventricular.
Para saber mais: http://ltc.nutes.ufrj.br/toxicologia
