Intoxicació per cianur en un incendi: cadena respiratòria i acidosi làctica
Un bomber de 30 anys és rescatat d'un incendi amb fum espès. Arriba conscient però confús; té sutge a la boca i les mucoses vermelles. L'oximetria arterial és del 98%, però la saturació venosa central és del 85% (habitualment 65-75%). La lactatèmia és de 12 mmol/L (normal <2) i la cianèmia, de 3 mg/L. En mitocondris aïllats del pacient, el consum d'O₂ amb piruvat/malat és el 100% basal; en afegir cianur cau al 5%. Amb succinat com a substrat, el consum també cau al 6% després del cianur. Un desacoblador (DNP) no augmenta el consum. El tractament proposat inclou hidroxocobalamina i oxigen al 100%. Els metges discuteixen si l'oxigen pot revertir la toxicitat i per què el lactat és tan alt si la saturació arterial és normal.
1. Per què la saturació venosa és alta i la lactatèmia elevada?
Read the worked answer
El cianur s'uneix al ferro fèrric del grup hemo de la citocrom c oxidasa (complex IV) i bloqueja la transferència d'electrons a l'O₂. La cadena respiratòria s'atura, el gradient de protons cau i l'ATP sintasa deixa de produir ATP. Les cèl·lules no poden utilitzar l'O₂ encara que arribi als teixits, de manera que la sang venosa torna més oxigenada del normal (85%). El piruvat no pot entrar al cicle de Krebs i es converteix en lactat per la lactat deshidrogenasa, regenerant NAD⁺ per mantenir la glucòlisi. El resultat és acidosi làctica i fracàs energètic, amb confusió.
2. Calcula el rendiment net d'ATP per glucosa en presència i absència de cianur i explica la diferència.
Read the worked answer
En condicions aeròbies, la glucòlisi dóna 2 ATP i 2 NADH; el cicle de Krebs i la fosforilació oxidativa aporten la resta, amb un rendiment net d'unes 30-32 ATP per glucosa segons el sistema de llançadora. En presència de cianur, la fosforilació oxidativa està bloquejada: només queden les fosforilacions a nivell de substrat. La glucòlisi neta dóna 2 ATP i 2 lactat; el cicle de Krebs també s'atura per acumulació de NADH. Per tant, el rendiment cau a 2 ATP, unes 15 vegades menys. Aquesta diferència explica la fallada de teixits amb alta demanda (cervell, cor) i l'acidosi.
3. Interpreta les dades mitocondrials i justifica el tractament.
Read the worked answer
El piruvat/malat genera NADH que entra a la cadena pel complex I; el succinat genera FADH₂ que entra pel complex II. Tots dos camins convergeixen en el complex IV, que és el que el cianur inhibeix. Per això el consum d'O₂ cau al 5-6% amb qualsevol dels dos substrats. El DNP desacobla la fosforilació oxidativa, però no pot augmentar el consum si no hi ha flux d'electrons. L'oxigen sol no desplaça el cianur. La hidroxocobalamina segresta el cianur formant cianocobalamina i allibera el complex IV; el tiosulfat aporta sofre per detoxificar-lo. Cal suport ventilatori i hemodinàmic.