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Gases asfixiantes: os perigos à saúde humana

Os gases asfixiantes são substâncias que acarretam uma série de riscos à saúde humana. Por isso, as empresas que lidam com os chamados agentes asfixiantes precisam tomar cuidado para garantir a segurança dos funcionários e evitar acidentes.

Quer proteger os seus colaboradores? Confira tudo sobre os gases asfixiantes no nosso artigo!

Entenda a asfixia e o que são os gases asfixiantes
Como funciona a toxicodinâmica dos gases asfixiantes?
Quais os efeitos tóxicos da exposição a gases asfixiantes?
Quais os principais tratamentos para combater estes sintomas?
Como evitar os riscos dos agentes asfixiantes?

Entenda a asfixia e o que são os gases asfixiantes

A transferência de oxigênio da atmosfera para os tecidos do corpo envolve uma coordenação precisa entre os sistemas respiratório, nervoso e cardiovascular. Caso ocorra alguma interferência nesse mecanismo, a consequência será a asfixia. Os problemas mais comuns são:

  • Interferência no fornecimento de oxigênio aos pulmões;
  • Interferência no transporte de oxigênio pela corrente sanguínea;
  • Uso deficiente de oxigênio no nível celular dentro dos tecidos

Com este contexto em mente, é possível entender a forma de atuação dos gases asfixiantes. São substâncias químicas que interferem na capacidade do organismo de transportar ou usar oxigênio para o metabolismo aeróbico. Esses compostos podem ser classificados como asfixiantes simples ou sistêmicos. 

Leia também: Toxicologia dos gases irritantes: riscos de exposição e efeitos prejudiciais à saúde

Asfixiantes simples 

Deslocam o oxigênio da atmosfera ambiente para que menos oxigênio seja inalado nos pulmões. O que provoca menos oxigênio atravessando a membrana alvéolo-capilar para oxigenar o sangue. Isso diminui a entrega de oxigênio aos órgãos vitais e resulta em metabolismo anaeróbico.

Os sistemas de órgãos com taxas metabólicas aeróbicas mais altas, como o sistema cardiovascular e o sistema nervoso central, estão entre os primeiros a manifestar sinais-chave de disfunção.

Os asfixiantes simples incluem dióxido de carbono, metano, nitrogênio e propano. Alguns asfixiantes simples têm propriedades perigosas além da capacidade de deslocar o oxigênio da atmosfera ambiente. Por exemplo, o propano é altamente inflamável e pode formar misturas explosivas no ar.

Asfixiantes sistêmicos 

Interferem no transporte de oxigênio pela hemoglobina, no uso de citocromo-c oxidase ou em ambos. 

Os compostos formadores de metemoglobina interferem no transporte de oxigênio quando convertem hemoglobina em metemoglobina, que não pode transportar oxigênio. 

Já os compostos a base de cianetos, azidas e sulfetos interferem na capacidade do citocromo-c oxidase de reagir com o oxigênio molecular (O2), a etapa principal do metabolismo aeróbico. 

O monóxido de carbono, por sua vez, interfere no transporte de oxigênio através da hemoglobina. Mas também impede o uso de oxigênio pela citocromo-c oxidase.

Leitura recomendada: Riscos dos produtos químicos no ambiente de trabalho: legislação e penalidades

Como funciona a toxicodinâmica dos gases asfixiantes?

Após conhecer a atuação dos gases asfixiantes, é importante saber como estes produtos químicos provocam reações no corpo humano.

  • Asfixiantes simples: 

Os gases asfixiantes simples não danificam diretamente as membranas mucosas do trato respiratório. Eles simplesmente deslocam o conteúdo de oxigênio, causando uma diminuição na pressão parcial de oxigênio no pulmão (PAO2). 

Portanto, a substância faz com que menos oxigênio seja absorvido pela hemoglobina. Isso resulta em hipoxemia. Se o deslocamento de oxigênio continuar, ele pode diminuir a PAO2 nos terminais abaixo da pressão parcial de oxigênio no sangue. A consequência é a interrupção efetiva da captação de oxigênio pela hemoglobina. 

  • Asfixiantes sistêmicos:

Antes de mais nada, deve-se conhecer os compostos que formam a metemoglobina, como:

  • Sais de nitrito ou nitrato inorgânico: são sais de ácido nitroso e ácido nítrico, por exemplo, nitrito de sódio e nitrato de sódio, respectivamente;
  • Compostos nitro orgânicos;
  • Aril aminas;
  • Outros compostos que oxidam o ferro da hemoglobina ligados a um anel benzeno, por exemplo, a anilina. 

Os compostos formadores de metemoglobina oxidam o ferro ferroso (Fe2 +) na hemoglobina em ferro férrico (Fe3+), produzindo metemoglobina que é incapaz de transmitir oxigênio ao oxigênio. 

Os nitritos e nitratos também causam vasodilatação direta (dilatação dos vasos sanguíneos). Tal condição pode produzir dor de cabeça latejante, hipotensão, taquicardia reflexa e síncope (desmaio). Isso se deve à hipoperfusão cerebral (baixo fluxo sanguíneo) e isquemia ou infarto cerebral ou miocárdico por causa da hipoperfusão.

Leia também: Segurança química: como fazer o gerenciamento de produtos químicos?

  • Como age o monóxido de carbono no nosso corpo:

Considerado um dos gases asfixiantes sistêmicos, o monóxido de carbono se une nas ligações do oxigênio nas moléculas da hemoglobina dentro dos glóbulos vermelhos (eritrócitos). Assim, é criada a carboxihemoglobina que diminui a capacidade das hemácias de transportar e liberar oxigênio.

O monóxido de carbono também se liga à citocromo-c oxidase nas mitocôndrias dos órgãos e tecidos do corpo. Com isso, inibe o uso de oxigênio e interrompendo o metabolismo aeróbico. 

Efeitos da intoxicação por monóxido de carbono:

  • Depressão do Sistema Nervoso Central;
  • Hipóxia sistêmica aparece quando 20% a 30% da hemoglobina está saturada com CO;
  • Inconsciência e morte ocorrem com 60% a 70% de saturação;
  • Sequelas neurológicas;
  • Cardiotoxicidade, neurotoxicidade, hepatotoxicidade e nefrotoxicidade;
SATURAÇÃO SANGUÍNEA DE COHB (%) RESPOSTA CLÍNICA
0,3 – 0,7% Produção endógena de CO: Sem aparentes efeitos maléficos
1 – 5% Há aumento seletivo do fluxo sanguíneo (compensador). Portadores de doenças cardiovasculares podem descompensar
5 – 9% Limiar de visão à luz é aumentado. Angina de esforço aparece com menor sobrecarga
16 – 20% Cefaleia. Resposta visual evocativa alterada. Pode ser fatal para cardíacos.
20 – 30% Cefaleia intensa. Náuseas e alterações da motricidade das mãos
30 – 40% Sintomas anteriores e síncope
50 – 60% Coma e convulsões
60 – 70% Letal se não for tratado

Provavelmente, você deve estar se perguntando se existe um tratamento neste caso? O ideal é remover o paciente do local de exposição e garantir ventilação e oxigenação adequadas, com 100% de oxigênio.

O antídoto para a intoxicação por monóxido de carbono é a administração de oxigênio. A meia-vida da carboxihemoglobina é de aproximadamente 4,5 horas quando o paciente respira o ar ambiente. 

Com fornecimento de oxigênio 100% normobárico, a meia-vida da carboxihemoglobina é de aproximadamente 1,5 hora. Com o fornecimento de oxigênio 100% hiperbárico, a meia-vida da carboxihemoglobina é de aproximadamente meia hora. 

  • Como agem os compostos a base de cianetos e compostos cianogênicos:

Os compostos a base de cianetos também são asfixiantes e estão mais presentes no cotidiano do que imaginamos. Afinal, é normal ter baixos níveis não tóxicos de cianeto em nossos corpos, ingerindo alimentos que contêm pequenas quantidades de compostos bioquímicos cianogênicos (formadores de cianetos). 

Neste caso, o corpo eficientemente remove o cianeto usando uma enzima hepática (fígado), chamada tiossulfato transferases. Em uma exposição tóxica, a dose de cianeto excede o suprimento de tiossulfato do corpo.

O cianeto tem uma alta afinidade pelo íon férrico (Fe3+). A ligação do cianeto com o ferro férrico na citocromo-c oxidase interrompe a cadeia de transporte de elétrons nas mitocôndrias e diminui a produção de ATP, que é a “moeda energética” da célula. A falta de ATP resulta em disfunção celular e potencial morte celular (necrose). 

O sistema nervoso central e o sistema cardiovascular são os primeiros a manifestar sinais de diminuição da produção de ATP. Afinal, eles são mais dependentes de um suprimento consistente de energia proveniente do metabolismo aeróbico.

O cianeto de hidrogênio é um asfixiante sistêmico. Além disso, é um gás irritante altamente solúvel em água que pode irritar as mucosas, incluindo os olhos e as vias aéreas superiores.

Leia também: Vamos conhecer mais sobre o Cianeto?

  • Como agem as azidas no nosso corpo:

O gás azida de hidrogênio é um dos gases asfixiantes sistêmicos e um irritante solúvel em água. Assim, pode irritar as mucosas, os olhos, as vias aéreas superiores e inferiores e os alvéolos durante exposição prolongada a altas concentrações. 

As azidas agem de maneira semelhante ao cianeto, ligando o ferro férrico (Fe3+) no citocromo-c oxidase, inibindo o metabolismo aeróbico. As azidas também são potentes vasodilatadores diretos (dilatadores de vasos sanguíneos).

Com isso, podem causar dor de cabeça, hipotensão, taquicardia reflexa e síncope devido à hipoperfusão cerebral e isquemia ou infarto cerebral ou miocárdico devido à hipoperfusão.

  • Como agem os sulfatos em nosso corpo:

O sulfeto de hidrogênio é um asfixiante sistêmico e um irritante intermediário, solúvel em água. Isso faz com que ele possa irritar as mucosas, os olhos, as vias aéreas superiores e inferiores e os alvéolos durante exposição prolongada a altas concentrações. 

O composto também atua de maneira semelhante ao cianeto. Ou seja, se liga ao ferro férrico (Fe3+) na citocromo-c oxidase e inibe o metabolismo aeróbico.

Quais os efeitos tóxicos da exposição a gases asfixiantes?

Como podemos ver, os compostos mencionados produzem graves problemas para o transporte de oxigênio e, consequentemente, à saúde humana. Confira agora os principais sintomas neste processo:

Sistema respiratório: 

Provoca a diminuição da capacidade de usar oxigênio. Ou ainda a diminuição dos sinais de suprimento de oxigênio, em vários graus, no sistema nervoso para aumentar a frequência respiratória (taquipneia), em um esforço para elevar os níveis de oxigênio no sangue. 

Logo, os quimiorreceptores carotídeos e aórticos detectam hipóxia e acidose e sinalizam o centro respiratório na medula do tronco cerebral para aumentar a ventilação. 

Se a hipóxia não for corrigida, a diminuição da liberação de oxigênio no sistema nervoso central (SNC) pode causar agitação inicial e excitação do SNC, seguida pela depressão do SNC. E, por fim, a respiração pode diminuir até o ponto de parada respiratória.

Além disso, a produção de ácido láctico durante o metabolismo anaeróbico pode ser um estímulo ainda mais importante do aumento da frequência respiratória. 

Leitura recomendada: Você já ouviu falar sobre toxicologia? Entenda tudo aqui

Sistema cardiovascular:

O coração depende de um suprimento constante de oxigênio para atender às suas altas demandas metabólicas. Por grama, o coração tem o maior consumo de oxigênio de qualquer tecido do corpo. Assim, o suprimento diminuído de oxigênio ou a diminuição da capacidade de usar oxigênio estimula inicialmente um aumento da frequência cardíaca (taquicardia). 

Essa taquicardia tenta circular mais sangue oxigenado. No entanto, a taquicardia aumenta o consumo de oxigênio no miocárdio e, como a hipóxia está presente, pode ocorrer isquemia miocárdica, levando ao infarto do miocárdio. À medida que a hipóxia e o choque progridem, a bradicardia é frequentemente vista. 

Já os nitritos, nitratos e azidas causam vasodilatação direta que pode produzir:

  • Dor de cabeça latejante;
  • Hipotensão;
  • Taquicardia reflexa;
  • Síncope por hipoperfusão cerebral;
  • Isquemia cerebral ou miocárdica por hipoperfusão;
  • Choque distributivo devido à baixa resistência vascular sistêmica (RVS).

Os compostos formadores de metahemoglobina, por sua vez, produzem metemoglobinemia, resultando em sangue de coloração marrom-chocolate quando vistos diretamente. 

A metemoglobinemia, quando vista através da pele, parece azulada, com metahemoglobina no sangue, aproximadamente 10% de metemoglobinemia.

Sistema nervoso:

O sistema nervoso depende de um suprimento constante de oxigênio para suas altas demandas metabólicas. Sem um suprimento adequado de oxigênio, o sistema nervoso tentará compensar aumentando as frequências respiratórias e cardíacas. 

Se esses mecanismos compensatórios falharem, a excitação inicial do SNC será seguida pela depressão do SNC. A hipóxia pode causar dor de cabeça, tontura, mal-estar, confusão, agitação, convulsões, coma e, eventualmente, morte.

Pele e membranas mucosas:

Com a atuação dos gases asfixiantes, a pele do paciente pode ser fria, pálida e diaforética (suada), pois pode estar em choque. Esses sinais físicos ocorrem devido ao aumento da atividade do sistema nervoso simpático, com as glândulas suprarrenais liberando epinefrina (adrenalina) e noradrenalina (noradrenalina). Isso acontece na tentativa de fornecer mais sangue oxigenado para os órgãos centrais, como coração e cérebro. 

Asfixiantes simples: podem produzir hipoxemia que causa pele cianótica e mucosas devido à falta de oxigênio circulante com altas concentrações de desoxihemoglobina no sangue (aproximadamente 33% de desoxihemoglobinemia).

Leia também: Riscos químicos no trabalho: como funciona a avaliação qualitativa

Compostos formadores de metahemoglobina: podem produzir cianose central e periférica quando a concentração de metahemoglobina atinge aproximadamente 10%. Isso porque a metahemoglobina (MeHb) é distribuída homogeneamente no sangue.

Sintomas associados com os níveis de MeHb:

% MeHb* Sintomas
< 10% Nenhum 
10 – 20% Cianose perceptível na pele
20 – 30% Ansiedade, tontura, cefaleia e taquicardia
30 – 50% Fadiga, confusão, vertigem, taquipneia, taquicardia elevada
50 – 70% Coma, convulsões, arritmias e acidose
> 70% Morte 

Quais os principais tratamentos para combater estes sintomas?

Os sintomas causados pelos gases asfixiantes podem levar à morte. Portanto, é fundamental conhecer os tratamentos adequados para quando tiver alguma ocorrência. Veja:

Tratamento para os compostos que formam metemoglobina:

Remover a pessoa para local ventilado;

Administrar azul de metileno para reduzir a concentração de metemoglobina a hemoglobina e, assim, ser possível transportar oxigênio.

Tratamento para os compostos a base de cianeto:

Administração de nitrito de sódio e nitrito de amila, tiossulfato de sódio ou hidroxicobalamina. 

Tratamento para intoxicação por azidas: 

Administração de nitrito de sódio e nitrito de amila, e também pode ser administrado hidroxicobalamina.

Como evitar os riscos dos agentes asfixiantes?

Para que tais problemas e perigos ocasionados pelos gases asfixiantes não ocorram na sua empresa, é importante contar com uma assessoria especializada em segurança química. 

Assim, é possível proteger os colaboradores dos riscos e manter sua organização em conformidade com as leis. Para isso, conte com a Chemical Risk! Temos profissionais especializados para atuar no seu negócio de forma a identificar riscos, propor medidas de segurança e realizar cursos.

Temos uma série de serviços nas áreas de segurança química e saúde ocupacional para ajudar a sua empresa. Também fazemos diversos treinamentos in company para conscientizar os funcionários.

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