+++
Mecanismo de acción molecular de los inhibidores de la AChE
++
Los mecanismos de acción de los compuestos que tipifican las tres clases de agentes antiChE también se muestran en la figura 10-2.
++
Tres dominios distintos en la AChE constituyen sitios de unión para ligandos inhibidores y forman la base para las diferencias de especificidad entre la AChE y la butirilcolinesterasa:
++
la bolsa de acilo del centro activo;
el subsitio de colina del centro activo; y
el sitio aniónico periférico (Reiner y Radić, 2000; Taylor y Radić, 1994).
++
Los inhibidores reversibles, como el edrofonio y la tacrina, se unen al subsitio de la colina en las cercanías de Trp86 y Glu202 (Silman y Sussman, 2000) (figura 10-2B). El edrofonio tiene una breve duración en su acción debido a que su estructura cuaternaria facilita la eliminación renal y se une reversiblemente al centro activo de la AChE. Los inhibidores reversibles adicionales, como el donepezilo, se unen con mayor afinidad a la garganta del centro activo. Otros inhibidores reversibles, como el propidio y la toxina peptídica fasciculina de serpientes, se unen al sitio aniónico periférico en la AChE. Este sitio reside en el borde del desfiladero y está definido por Try286, Tyr72 y Tyr124 (figura 10-1).
++
Los fármacos que tienen un enlace de éster de carbamoilo, como la fisostigmina y la neostigmina, se hidrolizan mediante la AChE, pero mucho más lentamente que la ACh. La neostigmina de amina cuaternaria y la fisostigmina de amina terciaria existen como cationes en el pH fisiológico.
++
Al servir como sustratos alternativos a la ACh (figura 10-2C), su reacción con la serina del centro activo genera progresivamente la enzima carbamoilada. El resto de carbamoilo conjugado reside en el bolsillo de acilo perfilado por Phe295 y Phe297. En contraste con la enzima acetilo, la AChE de metilcarbamoilo y la AChE de dimetilcarbamoilo son mucho más estables (la t1/2 para la hidrólisis de la enzima de dimetilocarbamoilo es 15-30 min). El secuestro de la enzima en su forma carbamoilada impide así la hidrólisis catalizada por enzima de la ACh durante periodos prolongados. Cuando se administra sistémicamente, la duración de la inhibición por los agentes carbamoilantes es de 3-4 h.
++
Los inhibidores organofosforados, tales como DFP, sirven como hemisustratos verdaderos; el conjugado resultante con la serina del centro activo fosforilada o fosfonilada es extremadamente estable (figura 10-2D). Los inhibidores organofosforados tienen una configuración tetraédrica, semejante al estado de transición formado en la hidrólisis del éster carboxílico. De forma similar a los ésteres carboxílicos, el oxígeno fosforilo se une dentro del orificio de oxianión del centro activo. Si los grupos alquilo en la enzima fosforilada son etilo o metilo, la regeneración espontánea de la enzima activa requiere varias horas. Los grupos alquilo secundarios (como en DFP) o terciarios realzan aún más la estabilidad de la enzima fosforilada, y generalmente no se observa una regeneración significativa de la enzima activa. La estabilidad de la enzima fosforilada se mejora a través del "envejecimiento", que resulta de la pérdida de uno de los grupos alquilo. Por tanto, el retorno de la actividad de la AChE depende de la biosíntesis de la nueva proteína AChE.
++
Por tanto, los términos reversibles e irreversibles aplicados a los agentes antiChE de éster de carbamoilo y organofosfato son términos relativos, que reflejan sólo diferencias cuantitativas en las tasas de descarbamoilación o desfosforilación de la enzima conjugada. Ambas clases químicas reaccionan de modo covalente con la serina del centro activo esencialmente de la misma manera que lo hace la ACh en la formación de la enzima de acetilo transitoria.
+++
Química y relaciones estructura-actividad
++
Las relaciones estructura- actividad de los agentes antiChE han sido revisadas ampliamente en la literatura científica, y aquí se analizan sólo los agentes de interés terapéutico o toxicológico generales.
+++
Inhibidores no covalentes
++
Si bien estos agentes interactúan por asociación reversible y no covalente con el sitio activo en la AChE, difieren en su disposición en el cuerpo y su afinidad por la enzima. El edrofonio, un fármaco cuaternario cuya actividad se limita a las sinapsis del sistema nervioso periférico, tiene una afinidad moderada por la AChE. Su volumen de distribución es limitado y la eliminación renal es rápida, lo que explica la corta duración de su acción. Por el contrario, la tacrina y el donepezilo (figura 10-3) tienen mayor afinidad por la AChE, son más hidrofóbicas y cruzan fácilmente la barrera hematoencefálica para inhibir la AChE en el CNS. La partición en lípidos y la mayor afinidad por la AChE son responsables de su acción más duradera.
++
+++
Inhibidores de carbamato "reversibles"
++
Los fármacos de esta clase que resultan de interés terapéutico se muestran en la figura 10-3. Los primeros estudios demostraron que el resto esencial de la molécula de fisostigmina era el metilcarbamato de un fenol sustituido con amina. La neostigmina derivada de amonio cuaternario es un compuesto de igual o mayor potencia. La piridostigmina es un congénere cercano que también se usa en pacientes con miastenia grave.
++
Los inhibidores carbamoilantes con alta solubilidad en lípidos (rivastigmina) tienen una mayor duración de acción, cruzan la barrera hematoencefálica y se usan como una alternativa en el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer (Cummings et al., 2004) (véase capítulo 18). Los insecticidas de carbamato como el carbaril, propoxur y aldicarb, utilizados ampliamente en la jardinería, inhiben la AChE con un mecanismo idéntico a otros agentes carbamoilantes. Aunque son más reversibles y menos tóxicos, los síntomas son similares a los de los organofosforados (Eddleston y Clark 2011; King y Aaron, 2015).
+++
Compuesto organofosforado
++
La fórmula general para la clase de compuestos organofosforados de inhibidores del ChE se presenta en la tabla 10-1. Es posible una gran variedad de sustituyentes: R1 y R2 pueden ser alquilo, alcoxi, ariloxi, amido, mercaptano u otros grupos; y X, el grupo saliente, típicamente una base conjugada de un ácido débil, es un haluro, cianuro, tiocianato, fenoxi, tiofenoxi, fosfato, tiocolina, o grupo carboxilato. Para una compilación de los compuestos organofosforados y su toxicidad, véase Gallo y Lawryk (1991).
++
++
El fluorofosfato de diisopropilo produce la inactivación virtualmente irreversible de la AChE y otras esterasas mediante la alquilfosforilación. Su alta solubilidad en lípidos, su bajo peso molecular y su volatilidad facilitan la inhalación, la absorción transdérmica y la penetración en el CNS. Después de la desulfuración, los insecticidas que se usan actualmente forman el conjugado dimetoxi o dietoxifosforilo de la AChE.
++
Los "gases neuroparalizantes" tabun, sarín, soman y VX se encuentran entre las toxinas sintéticas más potentes conocidas; son letales para los animales de laboratorio en dosis de nanogramos. El empleo insidioso de estos agentes ocurrió en el incidente de Matsumoto y en los ataques terroristas del metro de Tokio, en Japón, y contra civiles por regímenes despóticos en el Medio Oriente (Consejo de Relaciones Exteriores, 2013; Dolgin, 2013; King y Aaron, 2015; Nozaki y Aikawa, 1995). Mientras que la letalidad en Japón ascendió a 8 y 10 personas fallecidas, en Siria los estimados varían, llegando hasta 1 000 individuos, con más de 3 000 que muestran síntomas de toxicidad por organofosforados. Los ataques continuaron en 2017 con la liberación de vapor de sarín de los dispositivos explosivos. La toxicidad es el resultado de la inhalación y distribución rápida del sarín a los sistemas nerviosos central y periférico. También se produjo un homicidio por asignación en Malasia en 2017 a través de la absorción dérmica más lenta de VX.
++
El paratión y el metilparatión se usaron ampliamente como insecticidas debido a sus propiedades favorables de baja volatilidad y estabilidad en solución acuosa. La toxicidad aguda y crónica ha limitado su uso, y los compuestos potencialmente menos peligrosos los han reemplazado ahora en el uso doméstico y de jardinería en gran parte del mundo. Estos compuestos son inactivos en la inhibición de la AChE in vitro; paraoxón es el metabolito activo. La sustitución de azufre por oxígeno de fosforilo es realizada predominantemente por los CYP hepáticos. Esta reacción también ocurre en los insectos, generalmente con más eficiencia. Otros insecticidas que poseen la estructura fosforotioato, incluyendo el diazinón y el clorpirifos, se han utilizado ampliamente en la agricultura. El uso de estos agentes está restringido debido a la evidencia de toxicidad crónica en el animal recién nacido. Su uso residencial en interiores y exteriores está prohibido desde el año 2005.
++
El malatión también requiere la sustitución de un átomo de azufre por oxígeno in vivo, lo que le confiere resistencia a las especies de mamíferos. Además, este insecticida se puede neutralizar con la hidrólisis del enlace éster carboxílico mediante las carboxilesterasas plasmáticas. La actividad de la carboxilesterasa plasmática dicta la resistencia de las especies al malatión: la reacción de desintoxicación es mucho más rápida en los mamíferos y las aves que en los insectos (Costa et al., 2013). En los últimos años, el malatión se ha empleado en la fumigación aérea de áreas relativamente populosas para el control de la mosca destructora de las plantaciones citrícolas del Mediterráneo y de los mosquitos que albergan y transmiten virus dañinos para los seres humanos, como el virus de la encefalitis del Nilo Occidental.
++
La evidencia de la toxicidad aguda del malatión surge principalmente con los intentos de suicidio o envenenamiento deliberado. La dosis letal en los mamíferos es de aproximadamente 1 g/kg. La exposición a la piel produce la absorción sistémica de una pequeña fracción (<10%). El malatión se usa de forma tópica en el tratamiento de infestaciones de pediculosis (piojos) en casos de resistencia a la permetrina (véase Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades, 2015).
++
Entre los compuestos organofosforados de amonio cuaternario (grupo D en la tabla 10-1), sólo el ecotiofato es útil clínicamente, y su uso se limita a la administración oftálmica. Al tener una carga positiva, no es volátil y no penetra en la piel fácilmente.
+++
Base para los efectos farmacológicos de los inhibidores de la ChE
++
Los efectos farmacológicos característicos de los agentes antiChE se deben principalmente a la prevención de la hidrólisis de la ACh por las AChE en los sitios de transmisión colinérgica. De esta forma, el transmisor se acumula, mejorando la respuesta a la ACh que se libera mediante impulsos colinérgicos o que se libera de manera espontánea de la terminación nerviosa. Prácticamente todos los efectos agudos de las dosis moderadas de organofosforados son atribuibles a esta acción. Por ejemplo, la miosis característica que sigue a la aplicación local de DFP en los ojos no se observa después de la denervación posganglionar crónica del ojo porque no hay una fuente de donde liberar ACh endógena.
++
Las consecuencias de las concentraciones realzadas de ACh en las placas terminales motoras son exclusivas de estos sitios y se describen a continuación.
++
Generalmente, las propiedades farmacológicas de los agentes antiChE pueden predecirse si se conocen las posiciones donde la ACh se libera fisiológicamente por impulsos nerviosos, el grado de actividad del impulso nervioso y las respuestas a la ACh de los órganos efectores correspondientes (véase el capítulo 8). Los agentes antiChE pueden producir potencialmente todos los efectos siguientes:
++
estimulación de las respuestas del receptor muscarínico en los órganos efectores autónomos;
estimulación, seguida de depresión o parálisis, de todos los ganglios autónomos y el músculo esquelético (acciones nicotínicas); y
estimulación, con la consiguiente depresión ocasional, de sitios de receptores colinérgicos pre y postsinápticos en el CNS.
++
A dosis terapéuticas, varios factores modificadores resultan significativos. Los compuestos que contienen un grupo de amonio cuaternario no penetran fácilmente en las membranas celulares; por tanto, los agentes antiChE en esta categoría se absorben poco en el tracto gastrointestinal o a través de la piel y son excluidos del CNS por la barrera hematoencefálica después de dosis moderadas. Por otro lado, dichos compuestos actúan preferentemente en las uniones neuromusculares del músculo esquelético, ejerciendo su acción como agentes antiChE y como agonistas directos. Su efecto es comparativamente menor en los sitios efectores autonómicos y en los ganglios. Por el contrario, los agentes más solubles en lípidos se absorben bien después de la administración oral, tienen efectos ubicuos en sitios colinérgicos tanto periféricos como centrales, y pueden ser secuestrados en los lípidos durante largos periodos. Los agentes organofosforados solubles en lípidos, como el agente de guerra química VX, se absorben bien a través de la piel, mientras que los agentes volátiles se transfieren fácilmente a través de las membranas alveolares del pulmón (King y Aaron, 2015; Storm et al., 2000).
++
Las acciones de los agentes antiChE en las células efectoras autónomas y en los sitios corticales y subcorticales del CNS, donde los receptores ACh son en gran medida del tipo muscarínico, son bloqueadas por la atropina. Asimismo, la atropina bloquea algunas de las acciones excitativas de los agentes antiChE en los ganglios autónomos ya que los receptores nicotínicos y muscarínicos están involucrados en la neurotransmisión ganglionar (véase capítulo 11).
+++
Efectos en los sistemas fisiológicos
++
Los sitios de acción de los agentes antiChE de importancia terapéutica son el CNS, los ojos, el intestino y la unión neuromuscular del músculo esquelético; otras acciones tienen consecuencias toxicológicas.
++
Cuando se aplican localmente a la conjuntiva, los agentes antiChE causan hiperemia conjuntival y constricción del músculo del esfínter pupilar alrededor del margen pupilar del iris (miosis) y del músculo ciliar (bloqueo del reflejo de acomodación, con el resultante enfoque a la visión de cerca). La miosis es evidente en unos pocos minutos y puede durar varias horas o días. Aunque la pupila puede ser de tamaño "preciso", generalmente se contrae más cuando se expone a la luz. El bloqueo de acomodación es más transitorio y por lo regular desaparece antes de la terminación de la miosis. La presión intraocular, cuando está elevada, generalmente cae como resultado de la facilitación de la salida del humor acuoso (véase capítulo 69).
+++
Tracto gastrointestinal
++
En los seres humanos, la neostigmina realza las contracciones gástricas y aumenta la secreción de ácido gástrico. Después de la vagotomía bilateral, los efectos de la neostigmina sobre la motilidad gástrica se reducen en gran medida. La porción inferior del esófago es estimulada por la neostigmina; en pacientes con marcada acalasia y dilatación del esófago, la droga puede causar un aumento saludable en el tono y la peristalsis.
++
La neostigmina también aumenta la actividad motora del intestino delgado y grueso; el colon es estimulado de forma particular. Puede superarse la atonía producida por los antagonistas del receptor muscarínico o la intervención quirúrgica previa, las ondas propulsoras se incrementan en amplitud y frecuencia, y así se promueve el movimiento del contenido intestinal. El efecto total de los agentes antiChE en la motilidad intestinal probablemente represente una combinación de acciones en las células ganglionares del plexo de Auerbach y en las fibras del músculo liso como resultado de la preservación de la ACh liberada por las fibras colinérgicas preganglionares y posganglionares, respectivamente (véase capítulo 50).
++
La mayoría de los efectos de los potentes fármacos antiChE en el músculo esquelético se pueden explicar adecuadamente sobre la base de su inhibición de la AChE en las uniones neuromusculares. Sin embargo, hay buena evidencia de una acción accesoria directa de la neostigmina y otros agentes antiChE de amonio cuaternario sobre el músculo esquelético. Por ejemplo, la inyección intraarterial de neoestigmina en músculo crónicamente denervado, o músculo en el que la AChE se ha inactivado por administración previa de DFP, realiza una contracción inmediata, mientras que la fisostigmina no lo hace.
++
Normalmente, un único impulso nervioso en una rama terminal del axón motor libera suficiente ACh para producir una despolarización localizada (potencial de la placa terminal) de magnitud suficiente para iniciar un potencial de acción muscular propagado. La ACh liberada es hidrolizada rápidamente por la AChE, de modo que la vida de la ACh libre dentro de la sinapsis nervio músculo (∼200 μseg) es más corta que la descomposición del potencial de la placa terminal o el periodo refractario del músculo. Por tanto, cada impulso nervioso da lugar a una sola ola de despolarización. Después de la inhibición de la AChE, el tiempo de residencia de la ACh en la sinapsis aumenta, lo que permite la difusión lateral y el reenlace del transmisor a múltiples receptores. La estimulación sucesiva de los receptores cercanos al sitio de liberación en la placa terminal da como resultado una prolongación del tiempo de desintegración del potencial de la placa terminal. Los cuantos liberados por impulsos nerviosos individuales ya no están aislados. Esta acción destruye la sincronía entre las despolarizaciones de la placa terminal y el desarrollo de los potenciales de acción muscular. En consecuencia, se produce excitación y fasciculación asincrónicas de las fibras musculares. Con una inhibición suficiente de la AChE, predomina la despolarización de la placa terminal y se produce el bloqueo debido a la despolarización (véase capítulo 11). Cuando la ACh persiste en la sinapsis, también puede despolarizar el terminal del axón, lo que resulta en el disparo antidrómico de la motoneurona, y esta estimulación contribuye a las fasciculaciones que involucran a toda la unidad motora.
++
Los agentes antiChE revierten el antagonismo causado por los agentes bloqueadores neuromusculares competitivos. Por el contrario, la neostigmina no es eficaz contra la parálisis del músculo esquelético causada por la succinilcolina, que produce bloqueo neuromuscular por despolarización; la neostigmina potencia la despolarización y el bloqueo resultante.
+++
Sistema cardiopulmonar
++
Las acciones cardiovasculares de los agentes antiChE son complejas porque reflejan los efectos ganglionares y posganglionares de la ACh acumulada en el corazón y los vasos sanguíneos y las acciones en el CNS. El efecto predominante en el corazón de la acción periférica de la ACh acumulada es la bradicardia, que produce una disminución del gasto cardiaco. Las dosis más altas generalmente aumentan la caída de la presión sanguínea, como consecuencia de los efectos de los agentes antiChE en los centros vasomotores medulares del CNS.
++
Los agentes antiChE aumentan las influencias vagales en el corazón. Esto acorta el periodo refractario efectivo de las fibras musculares auriculares y aumenta el periodo refractario y el tiempo de conducción en los nódulos sinoauricular y auriculoventricular. A nivel ganglionar, la acumulación de la ACh inicialmente excita los receptores nicotínicos, pero a concentraciones más altas, se produce un bloqueo ganglionar como resultado de la despolarización persistente del nervio postsináptico. La acción excitadora sobre las células ganglionares parasimpáticas tendería a reforzar la disminución del gasto cardiaco, mientras que la secuencia opuesta es el resultado de la acción de la ACh en las células ganglionares simpáticas. La excitación seguida de inhibición también es provocada por la ACh en los centros vasomotor medular central y cardiaco. Todos estos efectos se complican aún más por la hipoxemia resultante de las acciones secretoras y broncoconstrictoras del aumento de la ACh en el sistema respiratorio; la hipoxemia, a su vez, puede reforzar el tono simpático y la descarga de epinefrina inducida por ACh desde la médula suprarrenal. Por tanto, no es sorprendente que se observe un aumento en la frecuencia cardiaca con el envenenamiento grave con inhibidor del Che. Probablemente, la hipoxemia sea un factor importante de la depresión del CNS que aparece después de la administración de grandes dosis de agentes antiChE.
+++
Acciones en otros sitios
++
Las glándulas secretoras que están inervadas por las fibras colinérgicas posganglionares incluyen las células bronquiales, lagrimales, sudoríparas, salivales, gástricas (células G antrales y células parietales), intestinales y glándulas acinares pancreáticas. Las dosis bajas de agentes antiChE aumentan las respuestas secretoras a la estimulación nerviosa y las dosis más altas en realidad producen un incremento en la tasa de secreción en reposo.
++
Los agentes antiChE aumentan la contracción de las fibras musculares lisas de los bronquiolos y uréteres, y estos últimos pueden mostrar una mayor actividad peristáltica.
+++
ADME (Absorción, Distribución, Metabolismo y Excreción)
++
La fisostigmina se absorbe fácilmente del tracto gastrointestinal, los tejidos subcutáneos y las membranas mucosas. La instilación conjuntival de soluciones del fármaco puede dar como resultado efectos sistémicos si no se toman medidas (p. ej., presión sobre el canto interno) para evitar su absorción de la mucosa nasal. La fisostigmina administrada por vía parenteral se destruye en gran parte en 2-3 h, principalmente por escisión hidrolítica mediante esterasas plasmáticas.
++
La neostigmina y la piridostigmina se absorben poco después de la administración oral, por lo que se necesitan dosis mucho mayores que por la vía parenteral. Mientras que la dosis parenteral efectiva de neostigmina es de 0.5-2 mg, la dosis oral equivalente puede ser de 15-30 mg o más. La neostigmina y la piridostigmina también son destruidas por las esterasas plasmáticas; la vida media de estas drogas es de aproximadamente 1-2 horas (Cohan et al., 1976).
++
Los agentes organofosforados antiChE con mayor riesgo de toxicidad son líquidos altamente solubles en lípidos; otros, como el sarín, tienen altas presiones de vapor, lo que aumenta su dispersión. Los agentes menos volátiles que se usan comúnmente como insecticidas agrícolas (p. ej., diazinón, malatión) por lo general se dispersan como aerosoles o como polvos absorbidos en un material inerte de partículas muy finas. En consecuencia, los compuestos se absorben rápidamente a través de la piel y las membranas mucosas después del contacto con la humedad, por los pulmones después de la inhalación y por el tracto GI después de la ingestión (Storm et al., 2000).
++
Con posterioridad a su absorción, la mayoría de los organofosforados se excretan casi por completo como productos de la hidrólisis en la orina. Las esterasas plasmáticas y hepáticas son responsables del hidrólisis de los ácidos fosfóricos y fosfónicos correspondientes. Sin embargo, los CYP son responsables de convertir los fosforotioatos inactivos que contienen un enlace fósforo azufre (tiono) en fosforados con un enlace fósforo oxigeno, lo que resulta en su activación. Estas enzimas también desempeñan un papel en la inactivación de ciertos agentes organofosforados, y se sabe que las diferencias alélicas afectan las tasas de metabolismo (Furlong, 2007).
++
Los agentes organofosforados antiChE son hidrolizados por dos familias de enzimas hepáticas: las carboxilesterasas y las paraoxonasas (A-esterasas). Estas enzimas se secretan en el plasma y eliminan o hidrolizan una gran cantidad de organofosforados escindiendo los enlaces fosfoéster, anhídrido, fosfofluoridato o cianuro de fosforilo. Los sustratos naturales de las paraoxonasas parecen ser lactonas. Además de catalizar la hidrólisis de los organofosforados, la isoenzima paraoxonasa PON1 se asocia con las lipoproteínas de alta densidad y parece desempeñar un papel en la eliminación de lípidos oxidados, ejerciendo así un efecto protector en la aterosclerosis y la inflamación (Costa et al., 2013; Harel et al., 2004; Mackness y Mackness, 2015). La actividad de la paraoxonasa tiene grandes variaciones entre las especies animales. Los animales jóvenes tienen deficiencia de carboxilesterasas y paraoxonasas, lo que puede explicar las toxicidades relacionadas con la edad que se observan en los animales recién nacidos y que se sospecha que sean la base de la toxicidad de los organofosforados en los humanos (Padilla et al., 2004).
++
Las carboxilesterasas plasmáticas y hepáticas (aliesterasas) y la butirilcolinesterasa plasmática son inhibidas de forma irreversible por los organofosforados (Costa et al., 2013; Lockridge, 2015); su capacidad de captación de organofosforados puede proporcionar protección parcial contra la inhibición de AChE en el sistema nervioso. Las carboxilesterasas también catalizan la hidrólisis del malatión y otros organofosforados que contienen enlaces carboxil-éster, haciéndolos menos activos o inactivos. Debido a que las carboxilesterasas son inhibidas por los organofosforados, la toxicidad resultante de la exposición simultánea a dos insecticidas organofosforados puede resultar sinérgica.
++
Los aspectos toxicológicos de los agentes antiChE tienen importancia práctica para los médicos. Además de los casos de intoxicación accidental por el uso y la producción de compuestos organofosforados como insecticidas agrícolas, estos agentes se han utilizado con frecuencia con fines homicidas y suicidas. Los organofosforados representan hasta el 80% de los ingresos hospitalarios relacionados con los pesticidas. La Organización Mundial de la Salud documenta la toxicidad de los pesticidas como un problema mundial asociado con más de 300 000 muertes al año; la mayoría de las intoxicaciones ocurren en el sudeste asiático (Eddleston y Chowdhury, 2015; Eddleston y Clark, 2011). La exposición ocupacional ocurre más comúnmente por las vías dérmica y pulmonar, mientras que la ingestión oral es más común en los casos de intoxicación no ocupacional.
+++
Fuentes de información
++
En Estados Unidos, la EPA, en virtud de evaluaciones de riesgo revisadas y de la Ley de Protección de la Calidad de los Alimentos de 1996, ha colocado varios insecticidas organofosforados, incluyendo el diazinón y el clorpirifos, en uso restringido y estado discontinuado en productos de consumo para uso doméstico y de jardinería. Una preocupación primordial se relaciona con la exposición durante el embarazo y de los lactantes y niños porque el sistema nervioso en desarrollo puede ser particularmente susceptible a algunos de estos agentes (Eaton et al., 2008). El Centro Nacional de Información de Pesticidas (http://npic.orst.edu/) y la Oficina de Programas de Pesticidas de la EPA (https://www.epa.gov/pesticides) brindan revisiones continuas al estado de los pesticidas organofosforados, sus reevaluaciones de tolerancia y revisiones de las evaluaciones de riesgo a través de sus sitios web.
++
La intoxicación aguda por agentes antiChE se manifiesta por signos y síntomas muscarínicos y nicotínicos y, a excepción de los compuestos cuaternarios de baja solubilidad en lípidos, por signos atribuibles al CNS. Los efectos sistémicos aparecen minutos después de la inhalación de vapores o aerosoles, mientras que el inicio de los síntomas se retrasa después de la absorción gastrointestinal y percutánea. La duración de los síntomas tóxicos está determinada en gran medida por las propiedades del compuesto: su solubilidad en lípidos, si debe activarse para formar el oxón, la estabilidad del enlace organofosforado-AChE y si ocurrió "envejecimiento" de la enzima fosforilada.
++
Después de la exposición local a vapores o aerosoles, o de su inhalación, generalmente aparecen primero los efectos oculares y respiratorios. Las manifestaciones oculares incluyen marcada miosis, dolor ocular, congestión conjuntival, visión disminuida, espasmo ciliar y dolor en las cejas. Con la absorción sistémica aguda, puede ser que la miosis no sea evidente debido a la descarga simpática en respuesta a la hipotensión. Además de la rinorrea y la hiperemia del tracto respiratorio superior, las respuestas respiratorias consisten en opresión en el tórax y sibilancias causadas por la combinación de broncoconstricción y aumento de la secreción bronquial. Los síntomas gastrointestinales ocurren más temprano después de la ingestión e incluyen anorexia, náuseas y vómitos, calambres abdominales y diarrea. Con la absorción percutánea de líquido, los primeros síntomas son generalmente la sudoración localizada y las fasciculaciones musculares en las inmediaciones. La intoxicación grave se manifiesta por salivación extrema, defecación y micción involuntaria, sudoración, lagrimeo, erección del pene, bradicardia e hipotensión.
++
Las acciones nicotínicas en las uniones neuromusculares del músculo esquelético generalmente consisten en fatigabilidad y debilidad generalizada, contracciones involuntarias, fasciculaciones dispersas y, finalmente, debilidad intensa y parálisis. La consecuencia más grave es la parálisis de los músculos respiratorios.
++
Un amplio espectro de efectos de la inhibición aguda de la AChE en el CNS incluye confusión, ataxia, dificultad para hablar, pérdida de reflejos, respiración de Cheyne-Stokes, convulsiones generalizadas, coma y parálisis respiratoria central. Las acciones sobre los centros vasomotores y otros centros cardiovasculares en la médula oblonga conducen a hipotensión.
++
Después de una sola exposición aguda, la muerte puede ocurrir en menos de 5 minutos y hasta casi 24 horas, en dependencia de la dosis, la ruta y el agente. La causa principal de la muerte es insuficiencia respiratoria, generalmente acompañada de un componente cardiovascular secundario. Las acciones muscarínicas y nicotínicas periféricas, así como las acciones centrales, contribuyen al compromiso respiratorio; los efectos incluyen laringoespasmo, broncoconstricción, aumento de las secreciones traqueobronquiales y salivales, y compromiso del control voluntario del diafragma y los músculos intercostales. La presión arterial puede caer a niveles bajos alarmantemente, y la hipoxemia puede provocar arritmias cardiacas.
++
Los síntomas tardíos que aparecen después de 1-4 días y se caracterizan por una disminución persistente de la ChE y debilidad muscular intensa se denominan síndrome intermedio (Lotti, 2002). La neurotoxicidad retrasada y las convulsiones recurrentes también pueden ser evidentes después de una intoxicación grave (se trata más adelante en "Reactivación y disposición").
+++
Diagnóstico y tratamiento
++
El diagnóstico de intoxicación grave o aguda por agentes antiChE, se realiza fácilmente a partir de los antecedentes de exposición, así como por los signos y síntomas característicos. En casos sospechosos de intoxicación aguda o crónica leve, el diagnóstico se establece generalmente mediante la determinación de la actividad de la ChE en los eritrocitos y el plasma (Storm et al., 2000). Aunque estos valores varían considerablemente en la población normal, por lo general están deprimidos muy por debajo del rango normal antes de que los síntomas sean evidentes.
++
La atropina en dosis suficientes (descrita más adelante en este capítulo) antagoniza de manera efectiva las acciones en los sitios de receptores muscarínicos, incluido el aumento de la secreción traqueobronquial y salival, la broncoconstricción y la bradicardia. Se requieren dosis mayores para obtener concentraciones apreciables de atropina en el CNS. La atropina prácticamente no tiene efecto contra el compromiso neuromuscular periférico, que puede revertirse con 2-PAM, un reactivador de la colinesterasa.
++
En los casos de intoxicación moderada o grave con un agente organofosforado antiChE, la dosis recomendada de 2-PAM para los adultos es de 1-2 g, infundida lentamente por vía intravenosa. Si la debilidad no se alivia o si reaparece después de 20-60 minutos, se debe repetir la dosis. El tratamiento precoz es importante para asegurar que la oxima llegue a la AChE fosforilada mientras esta última todavía puede ser reactivada. Muchos de los alquilfosforados son extremadamente solubles en lípidos, y si se ha producido una partición extensa en la grasa corporal y se requiere desulfuración para inhibir la AChE, la toxicidad persistirá.
++
Las medidas generales de apoyo también son importantes, incluyendo
++
terminación de la exposición, mediante la retirada del paciente o la aplicación de una máscara antigas si la atmósfera permanece contaminada, la eliminación y destrucción de la ropa contaminada, el lavado de la piel o las membranas mucosas contaminadas con abundante agua o lavado gástrico;
mantenimiento de una vía respiratoria desbloqueada, incluida la aspiración endobronquial;
respiración artificial; administración de O2, de ser necesario;
alivio de las convulsiones persistentes con diazepam (5 a 10 mg IV); y
tratamiento del choque.
++
La atropina debe administrarse en dosis suficientes para cruzar la barrera hematoencefálica. Después de una inyección inicial de 2-4 mg, administrada por vía intravenosa de ser posible, de lo contrario por vía intramuscular, se deben administrar 2 mg cada 5-10 minutos hasta que los síntomas muscarínicos desaparezcan, o si reaparecen, o hasta que aparezcan signos de toxicidad por atropina. Se pueden requerir más de 200 mg el primer día. Luego se deben mantener los agentes reactivadores de la AChE y el bloqueo leve con atropina mientras los síntomas sean evidentes.
++
Aunque el sitio estereático fosforilado de la AChE experimenta una regeneración hidrolítica a un ritmo lento o insignificante, los agentes nucleofílicos, como la hidroxilamina (NH2OH), ácidos hidroxámicos (RCONH-OH) y oximas (RCH=NOH), reactivan la enzima con mayor rapidez que la hidrólisis espontánea.
++
Froede y Wilson (1971) razonaron que la reactivación selectiva podía lograrse mediante un nucleófilo dirigido a un sitio, en el que la interacción de un nitrógeno cuaternario con el subsitio negativo del centro activo colocaría al nucleófilo en estrecha aposición al fósforo. La oxima se orienta proximalmente para ejercer un ataque nucleofílico sobre el fósforo; se forma una fosforiloxima, dejando la enzima regenerada (figura 10-2E).
++
Varias aldoximas bis-cuaternarias son aún más potentes como reactivadores para la intoxicación por insecticidas y gases neuroparalizantes; los ejemplos son obidoxima y HI-6, que se usan en Europa como antídotos (Worek y Thiermann, 2013; Steinritz et al., 2016). Sin embargo, estos compuestos no cruzan la barrera hematoencefálica, lo que limita su efectividad sólo a los sitios del sistema nervioso periférico.
++
Algunas ACh fosforiladas pueden experimentar un proceso bastante rápido de "envejecimiento", de modo que en el transcurso de minutos u horas se vuelven completamente resistentes a los reactivadores. El envejecimiento se debe a la pérdida de un grupo alcoxilo, dejando una AChE de un monoalquil o de un monoalcoxifosforilo mucho más estable (figura 10-2D y 10-2E). Los compuestos organofosforados que contienen grupos alcoxilo terciarios, tales como el somán, son más propensos al envejecimiento que los congéneres que contienen los grupos alcoxilo secundarios o primarios. Las oximas no son eficaces para neutralizar la toxicidad de los inhibidores de éster carbamoílo que se hidrolizan más rápidamente. Como el 2-PAM tiene una actividad antiChE débil, no se recomienda para el tratamiento de sobredosis con neostigmina o fisostigmina o del envenenamiento con insecticidas carbamoilados como el carbarilo.
+++
Reactivación y disposición
++
La acción reactivadora de las oximas in vivo es más marcada en la unión neuromuscular esquelética. Los efectos antídotos son menos llamativos en los sitios efectores autónomos, y el grupo de amonio cuaternario restringe la entrada al CNS (Eddleston et al., 2008; Eddleston y Clark, 2011).
++
Aunque las altas dosis o la acumulación de oximas pueden inhibir la AChE y causar bloqueo neuromuscular, éstas deben administrarse hasta que se pueda asegurar la eliminación del organofosforado ofensor. La terapia actual con antídotos para la exposición a organofosforados resultante de la guerra o el terrorismo incluye la atropina parenteral, una oxima (2-PAM, HI-6 u obidoxima) y diazepam o midazolam como anticonvulsivos (King y Aaron, 2015; Worek y Thiermann, 2013). Las oximas y sus metabolitos son eliminados fácilmente por los riñones.
++
Se están desarrollando butirilcolinesterasas, paraoxonasas expresadas en ADN recombinante, y fosfotriesterasas humanas con mutaciones selectas, de administración parenteral, para eliminar el organofosforado en su portal de entrada o en el plasma antes de que llegue a los sitios tisulares periféricos y centrales (Cerasoli et al., 2005; Mata et al., 2014; Worek et al., 2014). Debido a que la eliminación mediante la butirilcolinesterasa es estequiométrica en lugar de catalítica, se requieren grandes cantidades, por lo que se busca un amplio espectro de actividades catalíticas de otras fosfoesterasas. Los neutralizadores a base de enzimas catalíticas están limitados por su lenta distribución desde los sitios intramusculares; la neutralización rápida con enzimas requiere de la administración intravenosa.
++
Algunos agentes antiChE organofosforados que contienen flúor (p. ej., DFP, mipafox) tienen la propiedad de inducir neurotoxicidad retardada, una propiedad que comparten con los triarilfosforados, de los cuales TOCP es el ejemplo clásico. Este síndrome inicialmente recibió amplia atención después de demostrarse que el TOCP, un adulterante del jengibre de Jamaica, había sido el responsable de la ocurrencia de un brote de miles de casos de parálisis en Estados Unidos durante la ley seca.
++
El cuadro clínico es el de una polineuropatía grave que se manifiesta inicialmente por alteraciones sensoriales leves, ataxia, debilidad, fatiga y espasmos musculares, reflejos tendinosos reducidos y sensibilidad a la palpación. En casos graves, la debilidad puede progresar a parálisis flácida y desgaste muscular. La recuperación puede requerir varios años y ser incompleta.
++
La toxicidad de esta polineuropatía tardía inducida por organofosforados no depende de la inhibición de las colinesterasas; en cambio, una esterasa distinta, llamada esterasa neurotóxica, está vinculada a las lesiones (Johnson, 1993). Esta enzima tiene especificidad para los ésteres hidrófobos, pero aún no se conocen su sustrato y función naturales (Glynn, 2006; Read et al., 2009). Las miopatías que producen lesiones necróticas generalizadas y cambios en la citoestructura de la placa terminal también se observan en animales de laboratorio después de la exposición prolongada a organofosforados (De Bleecker et al., 1991).