L.M. Gil-Carcedo
1, E. Gil-Carcedo
2, L.Á. Vallejo
3.
1Catedrático de Otorrinolaringología. Jefe de Servicio de Otorrinolaringología y Patología Cervico-Facial. 2Profesora honorífica de
Otorrinolaringología. Médico Adjunto de Otorrinolaringología y Patología Cervico-Facial. 3Profesor Titular de Otorrinolaringología. Médico
Adjunto de Otorrinolaringología y Patología Cervico-Facial. Cátedra de Otorrinolaringología y Patología Cérvicofacial Hospital Universitario Río Hortega. Universidad de Valladolid.
INVESTIGACIÓN CLÍNICA Suplementos de Actualización en ORL 2005; 1: 49-56
INTRODUCCIÓN
Los conceptos generales sobre trauma acústico son bien conocidos, están descritos suficientemente en publica- ciones recientes1-3. En este capítulo apenas vamos a citar los
criterios básicos elementales, ya sabidos; dedicaremos estas líneas a la actualización del tema con los datos más recien- tes de la literatura internacional.
En la segunda edición de nuestro libro "Otología" titu- lamos un capítulo Enfermedades producidas por el ruido[, la
misma denominación utilizamos cuando versamos sobre el tema en nuestro "Tratado de Otorrinolaringología y Cirugía de Cabeza y Cuello"2. Ahora empleamos los términos "soni-
do" e "hipoacusia por sobrestimulación acústica", en vez de hablar de ruido y de daño auditivo inducido por el ruido; pues cualquier sonido, incluso la música más delicada, si llega a nuestro órgano auditivo a una intensidad excesiva, va a producir lesiones cocleares irreversibles. La diferencia entre sonido y ruido es puramente subjetiva3. Afirma Pala-
cios4 que la naturaleza del sonido y la del ruido es la mis-
ma; el modo como lo denominamos depende de la actitud con que escuchamos. Ruido es la sensación sonora que no resulta agradable y que no comunica nada útil; esta defini- ción de ruido es demasiado simple, pues no hace referencia a un fundamental criterio de subjetividad: el ladrido de un perro puede constituir un ruido inquietante para un vecino y un sonido conocido, familiar y agradable para su dueño; una música "bacalao" a una potencia desmesurada es suge- rente para su joven oyente y resulta insoportable para sus mayores. Sonido y ruido son distintos principalmente des- de el punto de vista psico-acústico; adquieren su connota- ción cuando lo juzga específicamente un individuo. Todo ruido cuyo mensaje comprendemos se convierte en sonido. En clínica ruido es un vector sonoro que actúa como agente patógeno al ser capaz de causar enfermedad.
La revolución industrial del s.XIX y su apogeo en los s.XX y XXI origina una proliferación de la maquinaria pesa- da y del transporte motorizado, con medios tecnológicos muy ruidosos. En el s.XX surge con gran fuerza una inno- vación cultural, la utilización del sonido como aferencia sensorial lúdica; la música -a gran intensidad- es el princi- pal reclamo de los lugares de esparcimiento, en las discote- cas es frecuente encontrar niveles sonoros de más de 110 dB SPL, y los altavoces, que pueden estar solo a un metro de los oyentes, producen un nivel de presión sonora de 120-130 dB SPL5. Estos hechos marcan nuestro momento co-
mo el punto crucial en el cual el ruido, como factor de dis- turbio ecológico, ha adquirido un rango tal que se estima como uno de los agentes más eficaces para la producción de distintas enfermedades.
Recientemente se ha publicado que la sordera por sobres-
timulación acústica (SA) es la enfermedad profesional más fre-
cuente en Italia6; pero el ruido rebasa los límites del mundo la-
boral, lo invade todo: impide el reposo, amenaza la estabilidad psíquica y puede acarrear diferentes enfermedades.
TRASTORNOS PRODUCIDOS POR SOBRESTIMULACION ACÚSTICA (SA)
Las enfermedades producidas por SA en el organismo se dividen en: a) Lesiones otológicas. Conllevan como se- cuela común la pérdida de audición; tienen extraordinario interés en patología laboral pues aparecen con frecuencia como enfermedades profesionales. b) Alteraciones no oto-
lógicas. Son enfermedades originadas por SA pero que
afectan a aparatos o sistemas alejados del oído. No se van a tratar en este capítulo.
LESIONES OTOLÓGICAS PRODUCIDAS POR SA El oído está capacitado para detectar sonidos en una gama de intensidades y unos rangos de frecuencia acordes con el ambiente sonoro existente en la naturaleza. Si el apa- rato auditivo tiene que soportar ruidos excesivos para los que no ha sido creado sufre una agresión que, si es severa, puede terminar por destruirle.
Correspondencia: Luis María Gil-Carcedo Servicio de Otorrinolaringología Hospital Universitario Río Hortega Cardenal Torquemada, S/N 47010 Valladolid
L.M. GIL-CARCEDO ET AL.
Las lesiones otológicas por SA se producen por la actua- ción simultánea de dos factores: la SA y el tiempo de exposi- ción. La SA comienza a ser lesiva para el oído a partir de los 80 dB de intensidad; ante una misma SA cuanto más tiempo de exposición mayor lesión se establece. Denominamos trau-
ma acústico al deterioro irreversible de la audición producido
por la SA; dicha SA ha quebrantado de tal modo a las células ciliadas externas (CCE) e internas (CCI) que el daño que su- fren es irreparable, las células afectadas mueren y desapare- cen, siendo su espacio sustituido por un tejido cicatricial. ETIOPATOGENIA
En USA alrededor de 11 millones de individuos pade- cen cierto grado de hipoacusia inducida por SA, 40 millo- nes trabajan en ambiente sonoro potencialmente lesivo y 50 millones son aficionados a deportes con armas de fuego7.
Diversos factores -relacionados con la SA o no- inciden en el desarrollo de las lesiones otológicas inducidas por el sonido:
Intensidad sonora. El sonido ocasiona deterioro audi-
tivo cuando su intensidad es superior a los 80 dB. Este lími- te de comienzo varía algo según sea considerado por unos u otros autores; es de los citados 80 dB para Ward mientras que para Hood el nivel crítico comienza a los 90 dB1,2,8.
Tiempo de exposición. Con SA constante cuanto más
tiempo de exposición más lesión9.
Frecuencia. Las frecuencias más lesivas son las situa-
das entre 2 y 3 kHz; frecuencias más bajas que 2 kHz o más altas que 3 kHz acarrean menos deterioro. La SA no ocurre habitualmente por tonos puros sino por sonidos compues- tos por distintas frecuencias; por ello cuando hablamos de la frecuencia de una SA, debemos considerar la frecuencia de base que es la más importante, generalmente coincide con la frecuencia fundamental. Los ultrasonidos (más de 20 kHz) solo son peligrosos a muy altas intensidades; los in- frasonidos (menos de 16 Hz) no causan daño auditivo9.
Ritmo. A mismas intensidad, frecuencia y tiempo de
exposición, son más perniciosas las SA discontinuas o inter- mitentes, siempre que la pausa sin ruido sea breve; son par- ticularmente perjudiciales los picos consecutivos de nivel sonoro de 160 a 180 dB: martillazos en metal, armas auto- máticas, martillos neumáticos, etc10. Sin embargo, si la expo-
sición a SA es interrumpida por tiempo prolongado de re- cuperación en silencio, la tolerancia en relación a la energía sonora total recibida es mejor. Este reposo es más útil para ruidos de 4 kHz que para los de 0,5 kHz9.
Susceptibilidad individual. Unos sujetos sufren mu-
cho antes daño auditivo producido por SA que otros. Algu- nos genes implicados en la fisiopatología de la hipoacusia neurosensorial confieren más vulnerabilidad ante la agre- sión acústica6. Recientemente han aparecido datos en la lite-
ratura que sugieren que polimorfismos en los genes de la paraoxonasa y superoxido dismutasa, reguladores del oxí- geno reactivo, pueden influir en la vulnerabilidad de la có-
clea ante la SA, por actuar sobre el papel de la antioxida- ción tisular local, predisponiendo así al daño celular11.
Adición de otros vectores. La sumación de fármacos
ototóxicos o de otras sustancias nocivas, como el humo del tabaco, potencia la acción perjudicial de la SA12.
Otros factores. Además de la susceptibilidad indivi-
dual otros factores hacen variable la incidencia de la SA so- bre el oído: edad, estado general, condiciones de trabajo, enfermedades otológicas previas, diabetes, neoplasias, en- fermedades del sistema nervioso13. Es difícil determinar la
interacción de edad y SA como causantes de hipoacusia; la responsabilidad corresponde al efecto acumulativo de am- bos factores. Estudios cruzados en la población geriátrica de más de 70 años indican que los individuos expuestos a SA en su época laboral ven reducido el efecto de envejeci- miento en las frecuencias relacionadas con el trauma acústi- co, mientras que en ellos se acelera el deterioro en frecuen- cias adyacentes; por otra parte no se ha encontrado relación entre el padecimiento de acúfeno en el anciano y la exposi- ción previa al ruido durante la edad laboral activa14. Existe
una correlación entre grupo sanguíneo y susceptibilidad; los trabajadores del grupo O expuestos a SA son significati- vamente más propensos a padecer trauma acústico que los de otros grupos sanguíneos15.
FISIOPATOLOGÍA Y ANATOMÍA PATOLÓGICA Una SA extrema hace que el sistema mecánico coclear vibre con excesiva amplitud, excediéndose físicamente el lí- mite elástico de sus estructuras; con ello se produce una le-
sión hística mecánica directa que acarrea el deterioro y la
muerte de cierto número de CCI y CCE (figura 1). Este me- canismo que se entiende bien para el trauma acústico agu- do, Gravendeel y Plomp (1960) lo encuentran también váli- do para el trauma crónico, en el que -según estos autores- existiría una suma de microtraumatismos con acumulación de las lesiones mecánicas que producen1,2. Salvo para lesio-
Figura 1. Han desaparecido las CCE de las 2ª y 3ª hileras. Se mantienen los estereocilios de una CCE de la 2ª hilera (flecha). Sobreviven varias CCE de la 1ª hilera. Se conservan las CCI (flecha blanca). Tesis doctoral. Cátedra de ORL. Universidad de Valladolid.
TRAUMA ACÚSTICO. DAÑO COCLEAR POR SOBRESTIMULACIÓN ACÚSTICA
nes producidas por enorme intensidad de sonido, la mayo- ría de las pérdidas de células ciliadas ocurren progresiva- mente después de terminada la exposición a SA9.
Una SA discreta (85-95 dB) aplicada con insistencia so- bre el oído somete a las CCE y CCI a un trabajo metabóli-
co excesivo, lo que ocasiona una fatiga auditiva por altera-
ciones bioquímico-enzimáticas en el organismo celular; de la fatiga solo se recuperan las células tras un reposo en au- sencia de SA. La repetición de exposiciones a SA hace que - ocasionalmente- alguna CCE o CCI no resista la sobrecarga, sufra daño irreversible, muera y desaparezca (figuras 2 y 3). Cada grupo de CCE o CCI que desaparece es una zona de la cóclea que deja de percibir el sonido de la frecuencia que le correspondía.
El desarrollo de daño en las CCE y CCI inducido por SA está íntimamente ligado a la aparición de disfunción mi- tocondrial aguda. Nuevos modelos experimentales están dando luz al mecanismo íntimo de la lesión coclear induci- da por SA. La aplicación al animal de experimentación de distintas dosis de tóxicos para la mitocondria (ácido nitro- propiónico) origina un descenso del umbral de audición (comprobado por PEATC); dependiendo de la dosis el des- censo del umbral es transitorio o definitivo. Los estudios histológicos demuestran que en los animales en que existe descenso definitivo del umbral aparecen degeneraciones se- veras de los fibrocitos del ligamento espiral y del limbo, ín-
dice de que estas células son vulnerables a la disfunción mitocondrial aguda16.
Existen datos que indican que el estado oxidativo par- ticipa en la fisiopatología de la hipocusia inducida por SA17.
Parece claro el papel que juegan el oxígeno reactivo y el ni- trógeno reactivo que se forman en la cóclea como respuesta a SA. Durante y tras la exposición aparece oxígeno reactivo de manera rápida pero transitoria; sin embargo el detri- mento de células ciliadas se prolonga dos o más semanas después del insulto acústico. Este hecho puede reflejar la lenta y progresiva apoptosis celular predeterminada tras el trauma acústico, pero, como alternativa o como hecho com- plementario, puede pensarse en una continuada formación de radicales libres que contribuyen a la muerte celular18.
Como un daño primario puede ser debido a una formación excesiva, inmediata pero pasajera, de oxígeno reactivo, y un daño progresivo es ocasionado por una formación retrasa- da de oxígeno y nitrógeno reactivos, el intervalo entre la producción de estos radicales libres puede proporcionar una oportunidad para el tratamiento farmacológico con productos que frenen o modulen oxígeno y nitrógeno reac- tivos en los primeros días después de SA.
Figura 2. Arriba: órgano de Corti normal. Abajo: trauma acústico, falta una de las tres CCE. Tesis doctoral. Cátedra de ORL. Universidad de Valladolid.
Figura 3. Arriba: falta una CCE de 1ª hilera. Abajo: ha desaparecido una CCE de la 2ª hilera. Tesis doctoral. Cátedra de ORL. Universidad de Valladolid.
L.M. GIL-CARCEDO ET AL.
No se conocen bien los cambios que ocurren en las si- napsis aferentes de las CCI tras la exposición a SA. El ratón C57BL/6J es un modelo útil para la investigación en lesio- nes auditivas por SA debido a su susceptibilidad al trauma acústico. En este animal se describen dos tipos de termina- les sinápticos, unas terminaciones simples con las clásicas características del botón terminal y unas terminaciones "plegadas" que son más grandes y muestran unas nuevas características morfológicas con una membrana doble que se interioriza dividiendo parcialmente el terminal sináptico en dos compartimentos. El estudio de estas estructuras en animales sometidos a estímulos acústicos lesivos se puede utilizar para ver los daños ocasionados a este nivel19.
Se sabe poco sobre cómo la SA afecta a las células del epitelio auditivo; en estudios en cultivos celulares se han mostrado cambios en la concentración de calcio libre intra- celular (Ca 2+); estos cambios se propagarían en oleada por las células de soporte difundiendo el daño celular20. Es de-
cir, la SA incrementa la concentración de Ca (2+) en las CCI y CCE; la calcineurina, que activa las vías que conducen a la muerte celular, es controlada por el Ca (2+) y la calmo- dulina; se ha observado que inmediatamente a la exposi- ción a un sonido de banda de una octava de 4 kHz y 120 dB durante cinco horas, las células ciliadas muestran inmu- noreactividad a la calcineurina en la placa cuticular, al tiempo que se comprueba un detrimento de tinción celu- lar21.
En pacientes con trauma acústico existe un alto nivel de homocisteina sérica y un nivel bajo de vitamina B12 y ácido fólico en relación con sujetos sanos control; el incre- mento de homocisteina resulta lesivo por elevar los niveles de radicales libres y por sus efectos aterogénicos y trombo- génicos22.
La proteína conexina 26 (Cx26) tiene un papel fisioló- gico, está implicada en el reciclaje del K+ de la endolinfa y por lo tanto en el mantenimiento de los potenciales endoco- cleares. En las lesiones cocleares por SA se ha comprobado una alteración de los potenciales endococleares y de la con- centración de K+ en la endolinfa. Se ha establecido que la proteína Cx26 se encuentra presente en la pared lateral de la cóclea en ratas que han sufrido un descenso de su um- bral auditivo tras SA intensa, de lo que se infiere que Cx26 está implicada en la patogenia del trauma acústico23.
Existen fuertes sugerencias de que ocurre una excesiva activación de poly(ADP-ribosa) sintetasa (PARS) cuando se está generando un trauma acústico; esto se ha comprobado utilizando inhibidores de la PARS antes de la exposición a un sonido de 2 kHz y 120 dB durante 10 minutos, el análi- sis del detrimento del umbral auditivo con PEATC y con otoemisiones acústicas por productos de distorsión lo ha confirmado24.
Los mecanismos de apoptosis juegan un papel crítico en la desaparición de células ciliadas originada por SA. Se ha estudiado el papel de los mecanismos de muerte celular en las CCI después de recibir 120dB SPL de 4 kHz durante 5 horas; se incluían el factor inductor de apoptosis (FIA) y la endonucleasa G (EndoG). La EndoG resultaba un factor
claro en la inducción de apoptosis inducida por SA, mien- tras que el FIA parece no estar involucrado en las muertes celulares25.
La secuencia general clásica en que se produce la des- trucción es: primero se lesionan y desaparecen las CCE, si la agresión continúa mueren las CCI y las células de sostén del órgano de Corti, después degeneran las fibras nervio- sas y el ganglio espiral. Covell et al.1,2desarrollan una esca-
la de nueve puntos para tipificar las lesiones producidas en el órgano de Corti por la SA. Nosotros1-3reunimos estos
puntos en conjuntos lesionales, pues creemos que así se determinan de manera más sencilla los estadios anatomo- patológicos26-28. En los puntos I y II las células ciliadas y el
resto de las estructuras se encuentran en una situación pró- xima a la normalidad. Pueden comenzar daños en el deli- cado aparato mecano-sensorial de los estereocilios20, la ob-
servación ultrastructural de los lugares de anclaje de los estereocilios en las CCE y CCI muestra una juxta-membra- na extracelular como región de finos filamentos, aparece una capa intracelular submembrana que forma un puente entre los focos de actina y esta región extracelular juxta- membrana, todo ello más patente en las CCE que en las CCI; tanto en CCE como en CCI estas estructuras pueden sobrevivir hasta una exposición de 123 dB SPL durante 15 minutos; después se produce un aumento del umbral audi- tivo coincidiendo con desorden, separación, acercamiento o fusión de los estereocilios, que además se mostraban pre- cariamente unidos a sus lugares de anclaje (y todo ello más frecuente en las CCE que en las CCI) (figura 4). Si no ocu- rre muerte celular estas CCE y CCI con los estereocilios al- terados, después de 14 a 28 días sin SA recuperan una si- tuación estereociliar normal con los cilios erectos, correctamente orientados y con anclaje normal, lo que se corresponde con una recuperación del umbral auditivo (en algunos estereocilios las alteraciones permanecen más de 28 días y puede presumirse que serán definitivas)29. En los
puntos III y IV aparece tumefacción, picnosis y desplaza-