Análisis espectral (3D) electroencefalográfico de los efectos de la inhalación de compuestos orgánicos volátiles industriales sobre el sueño y la atención en el humano

• Adrián Martínez Cervantes ; Gustavo Lunat ^[1] ; José María Calvo ; Alejandro Valdés Cruz ^[1] ; Víctor Manuel Magdaleno Madrigal ; Rodrigo Fernández Mas ; David Martínez ; Augusto Fernández Guardiola
  1. [1] Instituto Nacional de Psiquiatría

     Instituto Nacional de Psiquiatría

     México

     
• Localización: Salud mental, ISSN 0185-3325, Vol. 25, Nº. 4, 2002, págs. 56-67
• Idioma: español
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• Resumen
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    Una serie de observaciones clínicas ha confirmado la presencia de drásticas alteraciones en el ciclo sueño-vigilia asociadas con la inhalación de solventes industriales. Los efectos psicotrópicos de estas sustancias abarcan también una diversidad de funciones en el ser humano tales como la capacidad para atender y responder con prontitud a los estímulos ambientales, y, además, la capacidad para estimar el tiempo. No se conoce con exactitud la naturaleza de tales trastornos, pero ha llegado a reconocerse que su valoración mediante el análisis visual y computarizado de la actividad eléctrica cerebral en el ser humano, tanto espontánea como provocada, permite obtener una mejor caracterización de estas modificaciones y ofrece una aproximación alternativa para explicar los mecanismos subyacentes a la psicotropicidad de los compuestos orgánicos volátiles.

    Las mezclas de estas substancias (que se encuentran en gran proporción en diversos productos industriales) son objeto de abuso por parte de sujetos inhaladores. Se carece de evidencia reciente que incorpore algunos avances tecnológicos y científicos en estudios sistemáticos bien controlados para evaluar los efectos psicotrópicos de los solventes volátiles. El tolueno induce cambios electrográficos y conductuales similares a la crisis de ausencia y, el benceno, cambios similares a las crisis parciales en humanos, seguidas por crisis tónico clónicas. En humanos la duración de los efectos de la inhalación es a menudo de varias horas. Ante esta problemática, nos hemos propuesto investigar los efectos que la inhalación de los compuestos orgánicos volátiles industriales tiene sobre el electroencefalograma (EEG) del ser humano (evaluado tanto polisomnográficamente como durante la ejecución de una serie de tareas en una prueba psicofisiológica de atención), y asociarlos con la psicotropicidad que poseen dichas substancias.

    En este estudio se informan los resultados de estudios en registros de sueño durante la noche, en un grupo de 24 jóvenes poliadictos, cinco mujeres y 19 hombres, con una edad promedio de 21.5 años; nueve de ellos menores de 18 años. Todos ellos fueron detectados por la Fundación "Ama la Vida", la cual es un centro contra las adicciones. El grupo control estuvo constituido por 24 jóvenes normales, cuatro mujeres y 20 hombres, con una edad promedio de 23.5 años. Todos los sujetos fueron sometidos a dos noches de registro de sueño, después de una noche de habituación en el mismo cuarto y cama. El polisomnograma fue normal en cinco sujetos (20.8%). El insomnio solamente se ma-nifestó en seis sujetos (25%). La actividad motora con mioclonias e insomnio se observó en 11 sujetos (45.8%), y dos sujetos sufrieron crisis (8.3%). Un hombre de 31 años de edad con un historial de adicción de 19 años presentó actividad epileptiforme en forma de complejo punta onda. Otro sujeto, una mujer de 19 años de edad con un año de adicción a solventes y otras drogas, incluyendo cocaína, presentó actividad electroencefalográfica del patrón punta-onda, con una frecuencia de tres por segundo.

    Se observó un aumento en el tiempo total de la fase de vigilia y de sueño delta en los sujetos adictos, así como una disminución significativa de la fase de sueño de ondas lentas II y sueño de movimientos oculares rápidos.

    Todos estos cambios polisomnográficos también fueron analizados espectralmente en tres dimensiones para mostrar la evolución en el tiempo, con lo cual tenemos la capacidad de evaluar los ritmos no estacionarios en una frecuencia entre 14-16 c/s como son los husos de sueño.

    El promedio del tiempo de reacción (TR) en el grupo de adictos fue de 419.9 ± 114.7 milisegundos. Mientras que en el grupo control fue de 277.6 ± 94.2 milisegundos.

    En este trabajo se muestran los diferentes rasgos característicos del EEG y la conducta, originados por la acción neurotóxica de la inhalación de solventes orgánicos; en el EEG se observó una lentificación de éste y la presencia de espigas en las áreas del lóbulo temporal, en la conducta se observó insomnio, hipermotilidad y un aumento en la latencia en el tiempo de reacción. Las alteraciones del EEG se deben a un aumento de los procesos inhibitorios como una respuesta a la excitación, la actividad epileptiforme es inducida por la sensibilización del SNC por el uso frecuente de solventes; el insomnio se presenta por la deficiencia en la transmisión serotoninérgica del área preóptica. La hipermotilidad y el aumento en el tiempo de respuesta a las alteraciones corticales en el control motor y la atención son causadas por la deficiencia en la neurotransmisión o por la reducción de los receptores en estas áreas corticales.

  • English

    A series of clinical observations have confirmed the presence of drastic alterations on the wake-sleep cycle associated with industrial solvent inhalation. The psychotropic effects of these substances embrace a diversity of functions in humans, such as the capacity to attend to, and respond with readiness, to the environmental stimulus; besides it affects the capacity to estimate time. The nature of these dysfunctions in not known with precision, but by means of visual and computerized analysis of the cerebral electrical activity in humans, either spontaneous or provoked, it allows to obtain a better characterization of this modifications. It offers also an alternative approach that explains the mechanisms underlying the psychotropic nature of the volatile organic compounds. This combination of substances (which can be found in a large percentage of several industrial products), is consumed by inhalers. Recent evidence that could add some technological and scientific advances regarding quite well controlled studies, to assess the psychotropic effects of volatile solvents is lacking. Toluene induced electrographic and behavioral changes that were similar to the absence seizures, and benzene induced changes there were similar to partial seizure in humans, followed by generalized tonic-clonic seizures. Often, in humans the effects of inhalation last for several hours.

    As a result of this problem, we have proposed to investigate the effects that the inhalation of industrial volatile organic compounds have upon the electroencephalogram (EEG) of the human being (evaluated polisomnographicaly and during the execution of a series of tasks in psychophysiolgical attention test) and associate them with the psychotropicity of these substances.

    This study reports the results of sleep register studies during the night in a group of 24 young addicts, five women and 19 men, with an average age of 21.5 years. Nine of them were younger than 18 years. All of them were detected by the foundation “Ama la Vida” which is a center against addictions.

    The group included 24 young controls (four women and twenty men), with an average age of 23.5 years. All subjects were submitted to two sleep individual register nights after an “habituation” night, in the same room and bed. The polysomnogram was normal in five subjects (20.8%).

    Insomnia alone was evident in six (25%). Myoclonus with motor activity insomnia was observed in eleven subjects (45.8%), and seizures in two subjects (8.3%). A 31 years old subject with an addiction record of 19 years, and another subject, a 19 years old woman, had been both inhaling solvents and consuming drugs for over year, including cocaine. Both presented repeated spike with a frequency of three per second, and wave shape discharges.

    An increase in total time of wake and delta sleep was observed in addict subjects, as well as a significant decrease of slow wave sleep II and rapid eye movement sleep.

    All these polisomnographic sleep changes were also analyzed in the evolution time by the spectral 3D graphic which has the capacity to evaluate non stationary rhythms, like sleep spindles at 14-16 Hz.

    The average reaction time (RT) in the addicts group was of 419.9 ± 114.7 milliseconds, while in the control group was of 277.6 ± 94.2 milliseconds.

    The different features characteristic of the EEG and the behavior caused by the neurotoxic action of the organic solvent inhalation, are shown in this study. A slowness of the EEG and the presence of spikes in the temporal lobe were observed, insomnia, hipermotility and an increase in the latency of reaction time were noticed in the behavior.

    The alterations on the EEG are due to arise in the inhibitory processes as a response to the excitation. The epileptiform activity is induced by the sensitization of the central nervous system by the frequent use of solvents. Insomnia is due to the deficiency in serotoninergic transmission of the preoptic area. And hipermotility and the increase in the response time are due to a deficiency in the neurotransmission (dopamine and serotonin) of the areas that control motor activity and attention.