Autor : Gabriel Portero Campillo
4º Curso Medicina grupo A (Curso 2020/21)
Código de trabajo : 2002-GPC
INTRODUCCIÓN
La metahemoglobinemia es
una hemoglobinopatía rara pero potencialmente letal producida por la
oxidación de los átomos de hierro ferrosos (Fe++)
de las moléculas de hemoglobina a su forma férrica (Fe+++).
Las moléculas de hemoglobina pierden la capacidad para transportar
oxígeno dando lugar a hipoxia tisular de intensidad variable. La
mayor parte de los casos de metahemoglobinemia se producen tras el
contacto con una sustancia química oxidante, pero hay otros casos
congénitos. Los objetivos de esta entrada son desarrollar la
fisiopatología de esta enfermedad, sus causas más comunes, los
métodos diagnósticos más importantes y, por último, el plan de
tratamiento a seguir.
PATOGENIA
La molécula de
hemoglobina (Hb) es una proteína tetramérica formada por
cuatro cadenas polipeptídicas de globina. La hemoglobina HbA, la
principal hemoglobina del adulto está formada por un par de cadenas
α y un par de cadena ß. Cada cadena envuelve un
anillo hemo, que a su vez está formado por una molécula de
protoporfirina IX unida a un átomo de hierro en estado ferroso que
puede unir únicamente una molécula de oxígeno. Así, una molécula
de hemoglobina es capaz de transportar cuatro moléculas de oxígeno
(1).
Cuando
se habla de hierro en estado ferroso nos estamos refiriendo a la
forma reducida del átomo de hierro (Fe++).
El otro estado de importancia biológica, el férrico (Fe+++),
se produce cuando el átomo de hierro en estado ferroso se oxida, es
decir, pierde electrones. Estas reacciones químicas en las que un
elemento pierde electrones para que otro gane electrones se denominan
reacciones de oxidación-reducción
o redox. En estados de estrés oxidativo (con mayor concentración de
moléculas reactivas capaces de desencadenar reacciones redox) puede
haber una oxidación de los átomos de hierro de la hemoglobina
provocando que algunos pasen a un estado férrico. La molécula de
hemoglobina cuyos átomos de hierro se encuentran en estado férrico
se denomina metahemoglobina (MHb)
y es incapaz de transportar oxígeno o dióxido de carbono a los
tejidos. Además, en las moléculas de hemoglobina con iones en
estado férrico, los átomos de hierro ferrosos tienen más afinidad
por el oxígeno y tienen más dificultad para liberar el oxígeno
debido a mecanismos alostéricos dentro de la propia molécula de
hemoglobina. Eso explica por qué en un paciente con un 35% de MHb,
la hemoglobina capaz de transportar oxígeno no es del 65% si no
mucho menor. En general, se provoca un desplazamiento a la izquierda
en la curva de disociación de la hemoglobina produciendo hipoxia
tisular (2)(3).
Los
glóbulos rojos
son células especialmente susceptibles al estrés oxidativo así que
fisiológicamente siempre van a existir moléculas de MHb. Sin
embargo, este porcentaje no llega al 1% del total de Hb. La principal
causa de esta susceptibilidad es la gran concentración de oxígeno
intracelular que favorece la creación de especies reactivas
del oxígeno (ROS) con una capacidad
oxidativa muy importante. También son importantes las sustancias
oxidantes absorbidas en el intestino. Para evitar estos procesos
existe una maquinaria celular conformada por enzimas. Los glóbulos
rojos, al no tener núcleo, cuando envejecen no pueden renovar las
enzimas necesarias y pierden la capacidad de eliminar los agentes
oxidantes.
El
principal mecanismo antioxidante del glóbulo rojo está mediado por
las enzimas del complejo citocromo-b5-MHb
reductasa. Este complejo aprovecha los
electrones de la glucólisis para reducir la molécula de MHb a Hb.
Otro mecanismo está mediado por la NADPH-MHb
reductasa. Esta vía no está
fisiológicamente activa, pero es importante en el tratamiento de la
metahemoglobinemia con azul de metileno, ya que le proporciona los
electrones para reducir a la MHb(4). Hay otras moléculas que tienen
una menor importancia en la reducción de la MHb que solo cobran
importancia en deficiencias de la citocromo-b5-MHb
reductasa como la cisteamina, la tetrahidropterina, la flavina o la
cisteína reducida de las proteínas. Las deficiencias de enzimas y
moléculas antioxidantes clásicas como el glutatión, la superóxido
dismutasa o la catalasa no alteran los niveles de MHb(2).
ETIOLOGÍA
Metahemoglobinemia
congénita
Enfermedad de la
hemoglobina M: está causada por mutaciones en las cadenas de
globina α y ß,
sobre todo en mutaciones que sustituyen histidina por tirosina cerca
del grupo hemo. La tirosina no permite que el grupo hemo se reduzca
a pesar de los mecanismos antioxidantes antes vistos. Se conocen
siete tipos diferentes de Hb M y se hereda con carácter
autosómico dominante. Solo los pacientes heterocigóticos
son compatibles con la vida y en ellos los niveles de MHb son del
30% al 50%, lo que resulta paradójico ya que sus síntomas no son
muy floridos. La mayoría son asintomáticos, aunque algunos
pacientes pueden quejarse de cefalea o fatigabilidad. Son peligrosas
las situaciones que producen metahemoglobinemia adquirida en
pacientes sanos debido a que el tratamiento base, el azul de
metileno, no tendrá efecto(4)(5).
Deficiencia del
complejo citocromo-b5-MHb
reductasa: puede deberse a la
deficiencia del citocromo o la enzima. Se transmite de forma
autosómica recesiva y en caso de que la deficiencia se limita a
los eritrocitos, la mayoría de lo casos, los síntomas serán
leves con cefalea o fatiga, teniendo una esperanza de vida
normal. Hay un subtipo de esta enfermedad que aparece en el 10% o
15% de los casos en el que la deficiencia del complejo se localiza
en todas las células del organismo. Además de cianosis se acompaña
de anormalidades severas del desarrollo (microcefalia,
opistótonos, estrabismo, convulsiones y parálisis espástica) por
lo que la mayoría de los pacientes suelen fallecer en la
infancia(4).
Deficiencia
de la NADPH-MHb reductasa: también
autosómica recesiva,
la forma heterocigótica no se acompaña de ninguna sintomatología
y la hemoglobina suele estar en su valor normal. Únicamente
predispone a metahemoglobinemia
adquirida y como en la Hb M, el azul
de metileno no es un tratamiento útil. La forma homocigótica da
cianosis sin otro tipo de clínica. Se ha usado ácido ascórbico
para que a largo plazo la cianosis disminuya(2)(3).
Metahemoglobinemia
adquirida
Existen varios mecanismos
por los que se puede producir metahemoglobinemia, pero el más
frecuente es la ingesta o el contacto a través de la piel de un
agente oxidante, sobre todo en niños mayores de 6 meses. Los
agentes oxidantes se pueden dividir entre los que oxidan directamente
a la hemoglobina y los que la oxidan indirectamente después de ser
transformados por el metabolismo tisular.
Entre los agentes
indirectos más representativos encontramos los nitroderivados
de los hidrocarburos aromáticos (nitrobenceno) o aminoderivados
(anilina), que por ejemplo esta última es metabolizada por el
sistema del citocromo P-450 a un radical libre que genera ROS Este
sistema puede explicar por que algunos pacientes que son tratados por
vía tópica con anestésicos locales como la benzocaína
padecen la enfermedad y otros no (se estima que ocurre en 1 de cada
7000 pacientes). La dapsona, otro fármaco, también produce
metahemoglobinemia prolongada. Otros agentes importantes con los
nitratos y nitritos que se pueden consumir en aguas
contaminadas por fertilizantes nitrogenados provenientes de desechos
municipales, industriales o de granjas porcinas. Las bacterias del
intestino pueden convertir los nitratos ingeridos en nitritos, más
tóxicos. La intoxicación por nitratos suele ocurrir en recién
nacidos asociada con la preparación del biberón con agua
contaminada(6).
Los agentes directos
más importantes son los cloratos, cuya intoxicación tiene un
cuadro clínico caracterizado por por un período
de latencia de varias horas seguida de náuseas, vómitos, diarreas y
luego cianosis, hemólisis y fracaso renal agudo. No es eficaz el
tratamiento con azul de metileno. Una tabla más completa con los
agentes metahemoglobinizantes conocidos se muestra a continuación:
Ilustración
1. Agentes metahemoglobinizantes (7).
A pesar de todos los
agentes descritos anteriormente, la segunda causa más relevante de
metahemoglobinemia es la idiopática. Se da en pacientes
menores de 6 meses acompañando a situaciones de acidosis, más
frecuentemente en diarreas con deshidratación. Hay evidencia que la
reducción endógena de la MHb es inhibida con pH ácido y promovida
con pH alcalino. Se piensa que los infantes son los más afectados
debido a un mecanismo multifactorial: flora bacteriana de especies
productoras de nitritos como Escherichia coli o Campylobacter
jenuni, la mayor facilidad de la hemoglobina fetal de ser oxidada
o los niveles disminuidos de enzimas reductoras en el primer mes de
vida (2).
MANIFESTACIONES
CLÍNICAS
Las manifestaciones
clínicas de la enfermedad van a depender del nivel de
metahemoglobinemia alcanzado y se resumen en la siguiente
tabla(6)(2):
Metahemoglobinemia
|
% del total de hemoglobina
|
Signos y síntomas
|
<1,5 g/dl
|
<10
|
No suelen padecer síntomas excepto
con patología subyacente.
|
1,5-3,0 g/dl
|
10-20
|
Cianosis “azul-pizarrosa” y
sangre color “chocolate”.
|
3,0-4,5 g/dl
|
20-30
|
Ansiedad, mareo, cefalea y
taquicardia.
|
4,5-7,5 g/dl
|
30-50
|
Fatiga, vértigos, taquipnea,
confusión e incremento de la taquicardia.
|
7,5-10,5 g/dl
|
50-70
|
Acidosis metabólica de origen
láctico con coma, arritmias y convulsiones.
|
>10,5 g/dl
|
>70
|
Muerte.
|
Además, debido a que en
la mayor parte de los casos el origen está en un agente oxidante
exógeno, también los pacientes pueden presentar síntomas derivados
de cada uno de los compuestos. Así, los nitritos y nitratos producen
vasodilatación que puede empeorar la hipoxia tisular. La primaquina
o la cloroquina tienen una elevada toxicidad cardíaca. La anilina y
los cloratos pueden producir hemólisis y la dapsona puede producir
un efecto rebote de los niveles de MHb tras la toma del azul de
metileno(6).
DIAGNÓSTICO
La principal
consideración ante un paciente cianótico es diferenciar la
deoxihemoglobina de la metahemoglobina. Un inicio repentino de la
cianosis con síntomas de hipoxia después de la administración o el
contacto con uno de los potenciales agentes oxidativos descritos
anteriormente nos deben hacer sospechar de metahemoglobinemia. Las
pruebas de imágenes anormales pueden orientar ante otras causas de
cianosis como insuficiencia respiratoria o malformaciones cardíacas
en recién nacidos(3).
Existen métodos a pie de
cama del paciente para confirmar la sospecha clínica de
metahemoglobinemia. Se puede comparar una gota de sangre del paciente
en un papel de filtro con una gota de sangre normal. Al secarse, si
el nivel de MHb es mayor del 15% la sangre estará coloreada de un
color marrón-chocolate. La orina también puede estar
coloreada. Otra prueba consiste en oxigenar una muestra de sangre
venosa. La sangre normal se tornará roja brillante mientras que la
sangre con MHb no sufrirá ningún cambio. Una última prueba es
mezclar una muestra de sangre venosa con cianuro de potasio. La
metahemoglobina reaccionará con el cianuro para formar
cianometahemoglobina, de un color rosa brillante. Muchas veces
también se puede encontrar en el análisis de sangre el agente
oxidante causal. No suele ser clínicamente útil pero su
identificación es vital en la profilaxis de nuevos episodios(3).
Un paciente tratado con
oxígeno al 100% que no mejora es también diagnóstico. Ante un
paciente diagnosticado de metahemoglobinemia que no mejora con el
tratamiento con azul de metileno, está indicada una evaluación de
la enzima NADPH-MHb reductasa y un análisis
electroforético sospechando hemoglobina M. La genealogía familiar
es útil en estas enfermedades(3).
El método diagnóstico y
pronóstico principal para la metahemoglobinemia es la medición de
MHb en sangre. El único método fiable es el uso de un cooxímetro.
La cooximetría es una técnica espectrofotométrica que
permite determinar la hemoglobina total y sus fracciones
(Oxihemoglobina, deoxihemoglobina, carboxihemoglobina,
metahemoglobina o sulfohemoglobina) debido a la diferencia en los
picos de absorbancia de cada una de ellas(8). La metahemoglobina
tiene un pico de absorbancia de 630 nm. Sin embargo, hay que
tener en cuenta de que pueden obtenerse falsos positivos cuando se ha
recogido la muestra después del tratamiento con azul de metileno, ya
que este interfiere con las mediciones. También, los modelos
antiguos de cooxímetros no son capaces de diferenciar la
metahemoglobina de la sulfhemoglobina ya que el pico de absorbancia
de esta es de 614 nm y se puede solapar(2). La
sulfhemoglobinemia es un diagnóstico diferencial que hay que
tener en cuenta en personas tratadas por metahemoglobinemia sin
respuesta al tratamiento, con una clínica más leve y de varios
meses de evolución. Esta enfermedad se produce por la unión de
sulfuros al átomo de hierro de la hemoglobina(3).
Ante un paciente con
cianosis y signos y síntomas de hipoxia tisular usualmente se le
comprueba la saturación de la hemoglobina mediante un pulsioxímetro
y después se pide una medición del oxígeno en sangre con un
análisis de sangre arterial. Sin embargo, estas técnicas son
inexactas en el caso de la metahemoglobinemia. La medición de
oxígeno arterial se refiere al oxígeno libre en sangre y no al
unido a la hemoglobina. La presencia de hemoglobinopatías que no
interfieren con el intercambio de gases en el alveolo pueden dar una
presión de oxígeno elevada aunque los niveles de metahemoglobina
sean peligrosamente altos(2).
En el caso de la
pulsioximetría, el aparato mide la absorbancia en dos
longitudes de onda: 660 nm y 940 nm, para la oxihemoglobina y la
deoxihemoglobina. La metahemoglobina tiene una absorbancia similar en
las dos longitudes de onda(2). A niveles bajos de MHb, la saturación
de oxígeno será solo un poco más baja. Sin embargo, cuando los
niveles de MHb aumentan hasta 30% o 35% la saturación de oxígeno se
mantiene estable sin importar los niveles de MHb. Una diferencia
entre la saturación de oxígeno medida por el pulsioxímetro y la
medida en el análisis de sangre arterial es motivo de sospecha de
metahemoglobinemia(6). Actualmente existen pulsioxímetros más
modernos como el Rad-57 que son capaces medir ocho longitudes
de onda, diferenciando más de las dos fracciones típicas de la
hemoglobina(4).
TRATAMIENTO
El tratamiento de la
metahemoglobinemia hereditaria es solo posible en el caso de que la
deficiencia esté en el complejo citocromo-b5-MHb
reductasa y está solo indicado para
reducir la cianosis por razones
cosméticas. Las opciones de
tratamiento incluyen azul de metileno
a dosis de 100 mg a 300 mg/día por vía oral o ácido
ascórbico a dosis de 300 mg a 1000
mg/día en dosis divididas. También se ha experimentado con
riboflavina pero la experiencia clínica es muy limitada. Estos
fármacos no tienen ningún efecto en los casos en los que el déficit
enzimático esté presente en todas las células del cuerpo. Además,
los pacientes con cualquier metahemoglobinemia hereditaria deben
evitar cualquier agente oxidante
porque cualquier aumento de su nivel basal de MHb puede hacer
peligrar su vida(4).
En
general, cuando los síntomas son leves
en la metahemoglobinemia adquirida, la administración
de oxígeno es suficiente. Los propios
mecanismos de reducción intracelulares son capaces de reducir la
tasa de metahemoglobinemia en un 15% por hora. Cuando los niveles de
MHb en pacientes son de 20% en
sintomáticos o 30% en
asintomáticos se debe instaurar
tratamiento específico.
Los pacientes con cardiopatía, enfermedad pulmonar o anemia deberán
ser tratados cuando el nivel de MHb sea del 10%(6).
Los
pacientes con grados severos
de MHb representan una emergencia médica y requieren ingreso
en la UCI para la estabilización de la
vía aérea, la respiración y la circulación. Es prioritaria la
administración de oxígeno al 100% con mascarilla y fluidoterapia en
pacientes deshidratados, como los recién nacidos con diarrea y
acidosis. El oxígeno a presiones elevadas puede disolver en sangre
el suficiente oxígeno para, en algunas ocasiones, mantener al
paciente con vida. Además, en los casos de intoxicación por ingesta
se deberá realizar una descontaminación
digestiva con carbón activado. Si
precisa descontaminación de la
superficie corporal se deberá realizar
con agua templada y jabón. Se deberán tratar también
complicaciones posibles como las convulsiones o la isquemia coronaria
(los agentes metahemoglobinizantes aumentan el riesgo)(4).
El
tratamiento específico de elección de las formas graves es el azul
de metileno, un agente reductor que
actúa mediante la vía de la NADP-MHb reductasa. Se presenta en
solución del 1% (10mg/mL) y se debe administrar 1-2mg/kg (o lo que
es lo mismo, 0,2mL/kg de la solución al 1%) por vía intravenosa
durante 3-5 minutos. La dosis puede ser repetida si la
metahemoglobinemia no se resuelve en 30 minutos, pero el azul de
metileno debería reducir de manera significativa los niveles de MHb
en menos de una hora(2). Los efectos adversos del azul de metileno
son náuseas, vómitos, disnea, sudoración, parestesias y puede
producir un síndrome serotoninérgico si se toma junto a fármacos
serotoninérgicos porque es un inhibidor reversible de la monoamino
oxidasa A. También colorea las mucosas, la piel, las heces y la
orina de azul(6).
Hay
que tener precaución con el azul de metileno en dos grupos de
pacientes: niños pequeños y
pacientes con deficiencias de
glucosa-6-fosfato deshidrogenasa
(G6PDH). Los niños pequeños como hemos visto anteriormente tienen
una capacidad reductora menor. Los pacientes con déficit de 6GPDH no
tienen activa la vía de las hexosas fosfato, la única fuente de
NADPH en el glóbulo rojo y, por tanto, perdiendo capacidad
reductora. El azul de metileno en realidad es un agente oxidante, es
su metabolito, el azul de leucometileno el que tiene capacidad
reductora. En pacientes con capacidad reductora disminuida, los
grupos antes vistos, el azul de metileno no se va a poder reducir a
su metabolito activo y va a actuar como un agente oxidante,
empeorando el cuadro clínico y desencadenándose además anemia
hemolítica. Por este motivo en
pacientes con deficiencia severa de 6GPDH y con metahemoglobinemia
que pone en peligro la vida, el tratamiento de elección es la
transfusión de sangre.
En pacientes con déficit parcial de 6GPDH se pueden usar dosis más
bajas de 0,3 a 0,5 mg/kg, pero se debe transfundir si su situación
empeora(2).
Existen
otros tratamientos que han sido desplazados por el azul de metileno o
están siendo investigados. Por ejemplo, la glucosa
se ha utilizado porque es la fuente principal de NADH y NADPH en los
eritrocitos y es un complemento eficaz junto al tratamiento con azul
de metileno. Se están investigando otros tratamientos como los
inhibidores del citocromo p-450
cimetidina y ketoconazol (inhiben el metabolismo de fármacos con
metabolitos oxidantes como la dapsona)(6), y agentes
reductores directos como la
N-acetilcisteína (2).
Por
último la hemotransfusión
se usa excepcionalmente (además del déficit de 6GPDH) en pacientes
con metahemoglobinemia mayor del 60%, hemólisis muy grave,
manifestaciones clínicas de gravedad como el coma, en la
intoxicación por cloratos (el azul de metileno es ineficaz), cuando
el azul de metileno está contraindicado, y especialmente en niños
pequeños muy graves (4).
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