Make your own free website on Tripod.com

Lesiones por la electricidad y el rayo

 FISIOPATOLOGÍA

Si bien la fisiopatología de la lesión eléctrica no se conoce completamente, si sabemos que existe una serie de factores relacionados directamente con la gravedad de la lesión. En las lesiones provocadas por alto voltaje, gran parte del daño que se produce es debido a la energía térmica desprendida; la histología de los tejidos dañados muestra generalmente necrosis y coagulación producidos por el calor.Cuando la carga eléctrica es insuficiente para producir un daño térmico, LEE y cols.han propuesto la teoría de la electroporación, de manera que el paso de la corriente eléctrica produciría alteraciones en la configuración de las proteínas afectandose la integridad de la pared celular y su función. 
 

2.1. FACTORES DETERMINANTES DE LA LESIÓN ELÉCTRICA

Los factores que determinan la naturaleza y severidad de las lesiones producidas por la corriente eléctrica al atravesar el cuerpo humano fueron descritas por JAFFE en 1928 (Tabla I)

2.1.1 Clase de circuito

La corriente eléctrica puede ser liberada como corriente continua (DC) y sin otra frecuencia que la apertura y cierre de la misma o como corriente alterna (AC) y que puede variar de 1 a un millón de ciclos /s (Herz). 

Generan DC los rayos, las baterías de los coches y desfibriladores. 

La AC a 60 Herz es la utilizada en la mayoría de los domicilios y fuentes comerciales de electricidad. 

La AC a frecuencias > 40.000 Hz solo produce calor y se utiliza a 1 a 2 mA en electromedicina (bisturí eléctrico). 

Existe una gran diferencia en el tipo y magnitud de la lesión causada por la AC en comparación con la DC. 

La corriente continua de alto voltaje produce generalmente un simple espasmo muscular, la victima frecuentemente es proyectada desde la fuente eléctrica por lo que la exposición es corta, aumentando por el contrario la posibilidad de lesión traumática.

Se admite que la corriente alterna al mismo voltaje es tres veces más peligrosa que la continua, pues al estimular las fibras musculares entre 40 y 100 veces por segundo produce una contracción muscular tetánica. La mano es el sitio más común de contacto con la fuente eléctrica y como sabemos los flexores de la mano y antebrazo son más fuertes que los extensores por lo que esta contracción tetánica impide a la victima soltar voluntariamente la fuente de corriente, prolongando la duración de la exposición. Este fenómeno de flexión tetánica se produce con intensidades de corrientes por encima del umbral de 6 a 9 mA. 

Habitualmente usamos los términos de "entrada" y "salida" para describir las lesiones eléctricas. Sin embargo cuando se trata de lesiones producidas con corriente alterna son términos inadecuados y deberíamos hablar de "fuente" y "tierra". 

2.1.2. Resistencia

La resistencia es la tendencia de un material a resistir el flujo de corriente y es especifica para cada tejido, dependiendo de su composición, temperatura y de otras propiedades físicas. 

Cuanto mayor es la resistencia (R) de un tejido al paso de la corriente, mayor es el potencial de transformación de energía eléctrica en energía térmica (P) como se describe por la ley de Joule 

P= I2 x R. 

La resistencia de los tejidos humanos al paso de una corriente es muy variable; en la  (Tabla 2) podemos ver la relación de menor a mayor resistencia. 

Los nervios, encargados de transmitir señales eléctricas, los músculos, y los vasos sanguíneos con su alto contenido en electrolitos y agua son buenos conductores. Los huesos, los tendones y la grasa tienen una gran resistencia y tienden a calentarse y coagularse antes que transmitir la corriente. 

La piel es la primera resistencia al paso de la corriente al interior del cuerpo. Gran parte de la energía es disipada por la piel produciendo quemaduras, pero evitando lesiones profundas más graves a las esperadas si se aplicara directamente sobre los tejidos profundos. La piel presenta pues la primera barrera al paso de corriente, y su resistencia puede variar desde 100 ohmios en las membranas mucosas, hasta 1000.000 de ohmios /cm2 en unas palmas callosas (ver Tabla 3). El sudor puede reducir la resistencia de la piel a 2500-3000 ohmios. La inmersión en agua la reduce de 1500 a 1200 ohmios, por lo que pasaría mayor cantidad de corriente eléctrica a través del cuerpo presentándose en estos casos parada cardiaca sin que se aprecien quemaduras en la superficie de la piel, como es el caso de electrocución en la bañera. 

Al bajar la resistencia de la piel, una corriente de bajo voltaje puede convertirse en una amenaza para la vida. 

2.1.3. Duración.

En general, a mayor duración de contacto con la corriente de alto voltaje, mayor grado de lesión tisular. 

La tetania que produce la AC a 60Hz incrementa el tiempo de exposición aumentando también el grado de daño tisular. 

A pesar de que existe un extraordinario alto voltaje y amperaje durante la fulguración, la extremadamente corta duración de la exposición y las características físicas del rayo dan como resultado un flujo interno de corriente muy corto, con pequeñas, si algunas, lesiones en la piel y casi inmediata llamarada de la corriente por todo el cuerpo, produciendo generalmente mínimas, si algunas, quemaduras tisulares.

2.1.4. Intensidad de la Corriente

La corriente expresada en amperios, es una medida de la cantidad de energía que fluye a través de un objeto. El amperaje es directamente proporcional al voltaje en el sistema e inversamente proporcional a la resistencia en el trayecto de la corriente (Ley de Ohm I=V/R). Existe un estrecho rango de seguridad con la corriente eléctrica entre el umbral de percepción (0.2-0.4 mA) y aquel que impide por tetania muscular soltar la fuente de corriente (6 a 9 mA). La tetania torácica puede producirse justo por encima de este nivel (10-20 mA) pudiendose producir una parada respiratoria. La fibrilación ventricular se estima que ocurre con amperajes de 50 a 100 mA (ver tabla 4). 

2.1.5. Voltaje 

En su origen las lineas de alta tensión pueden exceder los 100.000 voltios. Los transformadores reducen el voltaje a 7000 u 8000 voltios en las lineas de distribución; al llegar a nuestros hogares la corriente en la pared tiene 220 voltios y en algunos países 120 voltios. 

El voltaje es una medida de diferencia de potencial entre dos puntos. 

La cantidad de calor que puede producirse por una descarga eléctrica y por tanto el grado de lesión térmica depende en primer lugar del amperaje y segundo lugar de la resistencia de los tejidos y duración del contacto (Ley de Joule Ec= I2 x R x t). Sin embargo, raramente podemos conocer el amperaje de las descargas eléctricas sobre los tejidos y por ello utilizamos el voltaje de la fuente de descarga, que generalmente podemos conocer, para clasificar las lesiones eléctricas. 

Las lesiones eléctricas se dividen convencionalmente en alto y bajo voltaje usando como linea divisoria de 500 a 1000 V. Si bien ambos presentan una importante morbimortalidad, las lesiones por alto voltaje tienen un mayor potencial de destrucción tisular y son responsables de lesiones severas con amputaciones y perdidas tisulares, aunque pueden producirse electrocuciones con resultado de muerte con 120-220 voltios. 

2.1.6. Trayecto

El trayecto que toma la corriente determina el territorio tisular en riesgo, tipo de lesión y el grado de conversión de la energía eléctrica en térmica independientemente de que se trate de bajo, alto voltaje o un rayo. 

Cuando la corriente vence la resistencia de la piel, pasa indiscriminadamente a través de los tejidos considerando al cuerpo como un conductor y con el riesgo potencial de daño tisular en su trayecto. Esta lesión de las estructuras internas suele ser irregular, con áreas de apariencia normal junto a tejidos quemados y lesiones en estructuras aparentemente distantes de las zonas de contacto. 

La corriente que pasa a través del corazón o del tórax puede causar arritmias y/o lesión directa miocárdica y está asociada a una mortalidad del 60%. La corriente que pasa a través del cerebro puede producir un paro respiratorio, lesión directa cerebral y parálisis y también está asociada a una mortalidad muy elevada. A través de los ojos puede producir cataratas. 

El flujo eléctrico que pasa a través de la cabeza o el tórax puede causar FV o parada respiratoria con más facilidad que cuando pasa a través de los miembros inferiores. 

Hablamos de trayecto horizontal cuando la corriente fluye de mano a mano atravesando el tórax horizontalmente, y de trayecto vertical cuando esta lo hace verticalmente, ya sea mano-pie, cabeza- pie o viceversa. 

En un estudio experimental en perros, el umbral requerido para provocar fibrilación ventricular al aplicar una corriente de 60 Herz fue menor cuando se colocaba el electrodo en la cara anterior del tórax, seguido por un trayecto cabeza-pié.

En los seres humanos la corriente eléctrica alcanza más fácilmente el corazón cuando el electrodo se localiza sobre el ápex del mismo, donde los ventrículos están más cerca de la superficie del tórax.

Numerosos estudios clínicos sugieren que la muerte súbita por fibrilación ventricular se produce más fácilmente en el trayecto horizontal que en el vertical mano-pie.

Por el contrario, CHANDRA y cols. encuentran que los pacientes con un trayecto vertical tienen mayor incidencia de daño muscular cardiaco que los pacientes con paso horizontal de la corriente. Los autores postulan que el flujo vertical se asociaba con mayor transito de electricidad por los tejidos; más ancha propagación de la corriente a través del cuerpo, y un incremento del riesgo de lesión de órganos internos. 

La tabla 5 muestra las principales diferencias entre los factores determinantes de LE y por rayo. 

2.1.7. Mecanismos de contacto

La gravedad de las lesiones producidas por la electricidad y el rayo depende también de las circunstancias que envuelven al sujeto en el momento en que se presenta el accidente, y de como aquél entra en contacto con la fuente eléctrica. 

Los mecanismos de contacto por electricidad son: Contacto directo, arco eléctrico y flash. 

La lesión indirecta más destructiva ocurre cuando una persona forma parte de un arco eléctrico, ya que la temperatura que se puede alcanzar en el arco es de 2500 1 C. El arco puede producir la ignición de las ropas y quemaduras térmicas secundarias. 

El flash generalmente origina quemaduras superficiales. 

La fulguración puede ocurrir por 4 mecanismos: Golpe directo, contacto, flash por cercanía y corriente por tierra. 

La acción directa del rayo sobre la cabeza hace que la corriente fluya a través de orificios como ojos, oídos y boca al interior del cuerpo, lo que explicaría los innumerables síntomas oculares y de oído que presentan los sujetos alcanzados por un rayo.

La lesión por contacto se presenta cuando el individuo está tocando un objeto por el que transcurre la corriente del rayo, como un árbol o el palo de una tienda de campaña. 

Flash por cercanía o "splash" (salpicadura) ocurre cuando la corriente salta de su trayecto a otra persona cercana tomandola como trayecto. 

La corriente por tierra se presenta como resultado de la propagación radial de la corriente a través de la tierra. Una persona que tenga un pie más cerca que el otro del punto de impacto tiene una diferencia de potencial entre los pies así que la corriente puede ser inducida a las piernas y el cuerpo. Esto frecuentemente mata a reses y caballos a causa de la distancia entre sus patas traseras y delanteras.

2.2. MECANISMOS DE LESIÓN

Cuatro mecanismos han sido implicados en las lesiones producidas por electricidad o rayo: 

1) La energía eléctrica a su paso por el organismo causa tetania muscular o arritmias que pueden provocar una fibrilación ventricular, o un paro respiratorio primario como consecuencia de la tetania de la musculatura torácica, como puede suceder en la fulguración. 

2) La energía térmica conduce a una destrucción tisular masiva, coagulación y necrosis. 

3) Lesiones traumáticas como consecuencia de contracciones musculares violentas o de la proyección y caída de la victima, que sufre un politraumatismo asociado. 

4) La corriente destruye las células dañando la integridad y alterando el potencial de las membranas celulares; la consecuencia es el edema celular y el daño celular irreversible. Este proceso es conocido por electroporación.

Cuando una parte o la totalidad del organismo entra a formar parte de un circuito eléctrico, circulará una corriente eléctrica que cumple la ley: I(intensidad en Amperios)= V(voltaje)/R(resistencia). Como comentamos anteriormente la resistencia de los tejidos varía mucho, e incluso un mismo tejido como la piel ofrece resistencias muy diversas  (ver Tabla 3). Cuando la exposición es mantenida, esta resistencia al paso de la corriente va disminuyendo de forma rápida, a la vez que se produce un aumento proporcional de la intensidad que atraviesa los tejidos. La intensidad aumenta gradualmente hasta alcanzar un valor máximo, y de forma exponencial aumenta el calor producido, hasta que llega un momento en que, cuando la resistencia ha sido vencida (es prácticamente cero), el calor que se produce también pasa a ser súbitamente cero. De esta manera una tensión de 250 voltios puede generar en los tejidos temperaturas de hasta 951C tras solo 5 segundos de exposición. 

El calor desprendido por el paso de la corriente cumple la ley de Joule Ec = I2 x R.x t 

La temperatura alcanzada es un factor crítico que determina la extensión y gravedad de las lesiones. Si alcanza los 60ºC o más se asociará a lesión muscular, sobre todo en los tejidos más cercanos a la "fuente" de corriente. 

La corriente alterna (AC) al provocar contracción tetánica de los músculos de la mano aumenta el tiempo de exposición y por tanto originará lesiones más severas que la corriente continua (DC). 

Al examinar el músculo las lesiones son parcheadas, apreciando áreas viables y no viables dentro del mismo grupo muscular. El periostio se daña incluso cuando el tejido muscular cercano parece estar normal. 

El daño vascular es mayor en la media, probablemente debido a la difusión del calor desde la intima por el flujo sanguíneo, pero puede retrasar la aparición de hemorragia cuando el vaso se rompa. La lesión de la intima conduce a la trombosis y oclusión vascular, formando edemas y coágulos en la superficie interna del vaso durante un periodo de varios días.Esta lesión es más severa en las ramas pequeñas musculares donde el flujo sanguíneo es más lento. Esta lesión de las pequeñas arterias en un músculo con lesiones parcheadas no es apreciable a simple vista, da la impresión de necrosis tisular progresiva. 

La lesión del tejido nervioso se produce por varios mecanismos . El tejido nervioso puede presentar tanto una caída en la conductividad como padecer una necrosis por coagulación similar a la observada en el músculo. Además, puede sufrir un daño indirecto en su suministro vascular o lesión en la vaina de mielina. Los signos de lesión neuronal pueden aparecer inmediatamente o retrasarse durante horas o días. 

El cerebro se afecta frecuentemente ya que el cráneo es un punto común de contacto. Los estudios histológicos del cerebro han revelado petequias focales, cromatolísis y edema cerebral. 

Históricamente se consideraba que el único mecanismo de daño tisular en el trauma eléctrico era la lesión térmica. Sin embargo, este mecanismo no explicaba los patrones de lesión que se encontraban en puntos distantes de la Afuente@ eléctrica y que en ocasiones victimas con signos externos mínimos de daño térmico en la piel manifestaran por el contrario lesiones musculares y nerviosas severas. LEE y cols. y BHATT y cols. demostraron que la corriente eléctrica produce una disrupción permanente en células aisladas de músculo esquelético y altera las propiedades del músculo intacto, incluso en ausencia de efecto térmico de Joule. Los autores sugieren que la disrupción de la membrana celular inducida por potenciales eléctricos transmembrana amplios pueden ayudar a explicar la presencia de lesiones tisulares en lugares distantes de los puntos de contacto con la fuente eléctrica. Para que se origine una diferencia de potencial a lo largo de la célula lo suficientemente grande como para producir la ruptura de su membrana, se requiere un tamaño mínimo de la misma. Esto explicaría la lesión de células grandes como las nerviosas y las musculares.

Más recientemente BLOCK y cols. han reproducido en ratas vivas lesiones por electroporación que cuantificaron mediante técnicas de captación de Fosfato de Tecnecio 99

Estos autores sugieren por los hallazgos histológicos (hipercontracción de bandas con degeneración de las miofibrillas), que la electroporación puede conducir a un influjo de Ca++ al interior del sarcoplasma, similar al observado en la hipertermia maligna. 

El calor, por otra parte, parece actuar sinérgicamente aumentando la probabilidad de la ruptura de la membrana por electroporación. 

Hay evidencias clínicas que sugieren la ruptura de las membranas musculares, como la liberación de grandes cantidades de mioglobina desde el espacio intracelular y los niveles elevados de ácido araquidónico derivados de las membranas fosfolipídicas. 

La muerte inmediata por electricidad es debida a asistolia, FV, o parálisis respiratoria dependiendo del voltaje y del trayecto. 

El trauma puede presentarse como consecuencia de la proyección de la persona tras la contracción opistótona causada por la corriente que pasa a través del cuerpo y por la explosión/implosión producida como consecuencia del calentamiento instantáneo del aire y su rápido enfriamiento. Este calentamiento por si mismo es lo suficientemente prolongado como para producir severas quemaduras y produce una expansión del aire seguido por implosión del aire frío que lo proyecta hacia atrás pudiendo caer al vacío. 

La lesión traumática también puede producirse cuando el sujeto es proyectado como consecuencia de la intensa contracción muscular precipitandose desde cierta altura. Asímismo los espasmos violentos musculares generados por la corriente alterna pueden producir fracturas y dislocaciones.

TABLA I
Tipo de Corriente
Resistencia
Duración de la Corriente
Intensidad de la corriente
Voltaje
Trayecto

 

TABLA II
Resistencia Baja
Resistencia Intermedia
Resistencia Elevada
Nervios
Sangre
Mucosas
Vísceras
Piel Húmeda Tendones
Grasa
Huesos

 

TABLA III
Resistencia del Tejido
Ohm/cm cuadrado
Membranas mucosas 100
Areas vasculares 300-10.000
Cara anterior Brazo e interna muslo 1.200-1.500
Piel Húmeda
Baño
Sudor
1.200-1.500
2.500
2.500
Otras zonas de piel 10.000-40.000
Planta del pié 100.000-20.000
Palma callosa 1.000.000-2.000.000

 

TABLA IV. Umbrales de Intensidad
Umbral para el problema
mA
Sensación de hormigueo de corriente doméstica 1-2
Corriente que obliga a soltar el cable o aparato
      Hombre
      Mujer
      Niño
7-9
6-8
3-5
3-5
Tetania 10-20
Paro respiratorio por tetania muscular 20-50
Fibrilación ventricular 50-100

 

Tabla 5
Factor
Electricidad
Rayo
Voltaje
Amperaje
Duración
Tipo
Trayecto
Trauma
110-70.000
<1000
Prolongada
CA o CC
Interna
Contractura
30-200 millones
200.000
Instantáneo
DC
Externa
Explosión