Toxicología post mortem de cocaína. Implicaciones en la práctica forense

Melissa Trujillo Urueña*1, Jorge Ariel Martínez R.*2

*Universidad Nacional de Colombia, Departamento de Farmacia, AA 14490, Bogotá, Colombia.1E- mail : mtrujillou@bt.unal.edu.co, 2E- mail : jamartinezra@unal.edu.co

Resumen

A pesar de los numerosos estudios que existen acerca del comportamiento de la cocaína en el

periodo post mortem, el investigador aún se enfrenta a numerosos retos al momento de

interpretar los resultados de un análisis toxicológico. Las condiciones del cuerpo, el tiempo

transcurrido entre la muerte y la necropsía, las condiciones ambientales (temperatura y

humedad) a las que el cuerpo estuvo expuesto, el tipo de muestra colectada para análisis, las

condiciones de almacenamiento de las muestras colectadas y la interacción de la cocaína con

otras sustancias son algunos de los factores que deben ser considerados.

El propósito del presente documento es presentar algunos de los factores post mortem mas

relevantes que influyen en la interpretación de resultados toxicológicos en un caso forense

relacionado con el consumo de cocaína.

Palabras clave: Cocaína, Toxicología Post mortem

Abstract

Post mortem toxicology of cocaine. Implications in forensic practice

In spite of the numerous studies that exist about the behavior of the cocaine in the period post

mortem, the investigator still faces numerous challenges at the time of interpreting

toxicological analysis. The condition of the body, time between death and autopsy,

environmental conditions (temperature and humidity), nature of the specimen collected for

analysis, storage conditions for collected samples and cocaine interactions are important

factors to take into account.

The aim of this paper is to present some of the most relevant post mortem factors that

influence the correct interpretation of the results in a forensic case related to cocaine

consumption.

Keywords: Cocaine, Post mortem Toxicology

Introducción

La toxicología post mortem es utilizada para determinar si el alcohol, drogas de abuso o

venenos de diversas clases han podido contribuir en la muerte de un persona. Al igual que en

toxicología clínica, para los análisis se recurre a metodologías analíticas tales como la

cromatografía, la espectrometría de masas y los inmunoensayos; sin embargo dichas

metodologías deben ser modificadas en la mayoría de los casos estudiados en toxicología

post mortem para poder obtener resultados confiables, debido a la complejidad inherente a los

tipos de muestra que se emplean en esta disciplina1.

Aunque en la actualidad se cuenta con métodos confiables, rápidos y sencillos para el análisis

en muestras post mortem, se puede considerar que una de las características que destacan a la

toxicología post mortem es la enorme dificultad que existe para interpretar los resultados

obtenidos1, debido a los numerosos factores que afectan el comportamiento de esta sustancia

después de la muerte. Por otra parte, una de las posibles ventajas que tiene esta disciplina en

comparación con otras como la toxicología clínica, es la disponibilidad de una variedad más

amplia de muestras, que pueden incluir desde una muestra de sangre hasta las larvas que se

alimentan de un cuerpo en descomposición2.

Por otra parte la cocaína es un compuesto que se encuentra relacionada con frecuencia en la

práctica forense de nuestro país. Esta sustancia tiene una serie de características que hacen de

la interpretación de resultados una tarea complicada, de manera que la muerte asociada a

cocaína puede ser consecuencia de la intoxicación directa o del daño producido mediante

otros mecanismos3.

Hoy en día se conoce que un efecto cardiotóxico directo puede ser un factor contribuyente en

la muerte inducida por cocaína: infarto del miocardio, taquicardia y fibrilación ventricular,

accidente cerebro – vascular y disfunción pulmonar son algunos de los eventos que pueden

tener lugar tras la exposición aguda o crónica4.

Además, el uso crónico de cocaína produce cambios en el tejido cardiovascular que se

asocian con el efecto recurrente inducido por catecolaminas, y que es una sustancia que

favorece la aterogénesis3, 5, 6; debido a esto, puede ser muy difícil distinguir entre una

enfermedad vascular causada por el consumo crónico de cocaína y cualquier otra forma de

complicación vascular que se haya presentado como enfermedad natural6.

Las observaciones realizadas en personas que han muerto por el consumo de esta droga

muestran que las concentraciones en los diferentes tejidos varían ampliamente, dependiendo

de la dosis, la ruta de administración, el período de supervivencia de la persona y el modo de

almacenamiento de las muestras para análisis4. A esto se suma que la tolerancia puede

desarrollarse entre la primera dosis y la segunda6. Por tales razones la cuantificación de

niveles en sangre no necesariamente implican toxicidad, y no hay un nivel plasmático que se

pueda interpretar como seguro5.

Teniendo en cuenta las consideraciones realizadas, es claro que un resultado analítico no debe

ser por ningún motivo interpretado como un dato aislado, sino que es necesario tener en

cuenta toda la información disponible en relación con el caso en estudio; ello incluye otros

hallazgos realizados por otras disciplinas que hacen parte de la práctica forense.

El presente documento tiene por objetivo exponer algunos de los principales aspectos que se

deben tener en cuenta cuando se analiza cocaína en una muestra post mortem, y plantear

algunas de las áreas en las cuales se necesita mayor información y que, por ende, se espera

que sean objeto de futuras investigaciones.

Muestras para análisis toxicológico

Sangre: esta muestra es la de mayor importancia cuando se trata de la identificación de

cocaína; sin embargo, hay que tener especial precaución ya que dicha sustancia continúa

degradándose aún después de la muerte, debido a la presencia de estearasas en esta matriz

que continúan catalizando la conversión en sus metabolitos principales (Figura 1).

Estos procesos, que constituyen la vía principal de biotransformación de la cocaína, dan lugar

a los monoésteres benzoilecgonina y ecgonina metil ester4, 7, 8, 9. El primero corresponde a un

mecanismo de hidrólisis química y el segundo a la hidrólisis secundaria por acción de la

butiril – colinesterasa9, 10. La consecuente degradación de estos dos metabolitos da lugar a la

formación de ecgonina8, 9.

Se sabe que a un pH de 7.4 la cocaína se hidroliza para formar benzoilecgonina a la misma

velocidad en buffer, suero, plasma o sangre, lo cual corrobora que se trata de hidrólisis

química. De cualquier manera, la identificación de cocaína o de cualquiera de sus metabolitos

en sangre o plasma será confirmatoria de exposición a cocaína.

FIGURA 1. Reacciones de biotransformación de la cocaína

BuChE: Butiril – colinesterasa

Cerebro: Esta muestra es muy valiosa porque puede facilitar la diferenciación entre el

consumo crónico y la intoxicación aguda, así como el cabello. Uno de los metabolitos de la

cocaína, la benzoilecgonina, no atraviesa la berrera hemato – encefálica; en consecuencia, si

esta sustancia es detectada en una muestra de cerebro se puede concluir que fue sintetizada

allí. Se ha propuesto también que para el caso de cocaína una determinación en cerebro puede

reflejar mejor la situación al momento de la muerte que una muestra de sangre debido a que

el metabolismo cesa cuando el flujo de sangre se detiene. Es importante congelar rápidamente

la muestra, hasta que sea realizado el análisis puesto que de lo contrario se degradará con

demasiada rapidez. La muestra congelada puede mantenerse estable hasta durante 6 meses3.

Orina: En esta muestra es posible determinar niveles de cocaína con una mayor facilidad en

comparación con las matrices mencionadas; la cocaína se elimina como la sustancia original

en un 5% en promedio y es detectable dentro de las primeras 3 – 6 horas posteriores al

consumo. Se ha descrito que los metabolitos benzoilecgonina, ecgonina metil éster pueden

detectarse en orina hasta 14 días después del consumo5. Repetidas exposiciones pueden

alterar las proporciones en la cuales se encuentran estas sustancias, por lo cual no se puede

hacer una distinción inequívoca entre una sola exposición y el consumo crónico; por otra

parte los niveles en orina no muestran relación alguna con los hallados en sangre o en humor

vítreo, de manera que no se puede realizar una estimación del significado de la cuantificación

en esta matriz11. Sin embargo se puede inferir que hubo una exposición reciente cuando se

encuentra una gran cantidad de cocaína y niveles relativamente bajos de los metabolitos

mencionados; a su vez un hallazgo inverso puede ser reflejo del uso crónico seguido por un

período de abstinencia3.

Cabello: como es bien sabido, una de las grandes ventajas de las muestras de cabello es la

posibilidad de detectar sustancias que fueron consumidas durante días e incluso meses antes

del momento del análisis; ello brinda una posibilidad de determinar la exposición a sustancias

de abuso cuando otros fluidos y tejidos se encuentran en estado avanzado de

descomposición12. En el cabello es posible detectar cocaína, benzoilecgonina, ecgonina metil

ester, cocaetileno, norcocaina y norcocaetileno; aunque a diferencia de las matrices

empleadas en análisis rutinarios la principal sustancia detectada es la cocaína13.

Evidencia encontrada en la escena: Es importante recolectar en la escena del crimen todos

los elementos que pueden servir como reservorios para la droga, o cualquier otro elemento

que permita confirmar que hubo consumo de cocaína. Algunos de estos elementos pueden ser

jeringas, o pipas en el caso de que la persona hubiera fumado la droga en su forma alcalina

(crack). Se puede realizar el análisis de las aguas de lavado de estos dispositivos, cabe aclarar

que un resultado positivo puede comprobar que la sustancia fue almacenada allí pero no que

fue consumida3.

Para corroborar un diagnóstico de intoxicación con consumo reciente, puede servir tomar

muestras de sitios potenciales de administración como las áreas oral, nasal, rectal y vaginal.

También se puede revisar la luz del intestino en busca de cocaína en la forma base o la sal.

Preservación de muestras

Aún si las muestras han sido tomadas dentro de un periodo corto de tiempo después de la

muerte, es necesario tomar todas las medidas que estén disponibles para retardar la

degradación de la cocaína en sus metabolitos. El fluoruro de sodio en concentraciones de 5 –

10mg/mL es efectivo en la inhibición de las enzimas plasmáticas durante un promedio de 3

meses en congelador y una semana en refrigeración, pero no de la hidrólisis en medio

alcalino que continúa ocurriendo tras la muerte3. La concentración de cocaína puede ser

estabilizada mediante el almacenamiento en refrigeración, el uso de sustancias inhibidoras de

la actividad colinesterasa y la pronta acidificación de la muestra.

El estudio in Vitro realizado por Skopp y col.9 estimó el tiempo de detección de la cocaína

según la temperatura. Los metabolitos benzoilecgonina y ecgonina metil éster presentan un

aumento inicial en la concentración y luego ésta va disminuyendo, mientras que el metabolito

ecgonina muestra un aumento constante en la concentración. Se observó que a las

temperaturas estudiadas la degradación de cocaína mostró seguir una cinética de primer orden

al igual que la conversión de benzoilecgonina y ecgonina metil ester en ecgonina, que fue la

sustancia que mostró una mayor estabilidad durante el período de estudio (15 días). Los

resultados hallados en sangre son similares a los descritos en plasma, aunque la formación de

los tres metabolitos es menor. Se confirmó que el fluoruro de sodio puede evitar la actividad

enzimática pero no la hidrólisis química en el tiempo. La estabilidad de la cocaína, de

acuerdo con estos resultados, es mayor en muestras de sangre completa que en plasma.

La ecgonina probó tener una gran estabilidad en sangre y plasma aún en condiciones poco

favorables tales como la ausencia de un preservante, y el almacenamiento a temperatura

ambiente. Este hallazgo es de gran importancia, ya que el consumo de cocaína puede ser

comprobado mediante la identificación de este metabolito en casos en los cuales se presente

un estado de descomposición muy avanzado o alguna otra circunstancia en la cual se

sospeche de la descomposición de la cocaína y sus demás metabolitos.

Fenómeno de redistribución

Este término corresponde al proceso mediante el cual las sustancias se desplazan entre los

órganos, tejidos, fluidos corporales después de la muerte14; la consecuencia final de este

movimiento de las sustancias será que la concentración de una sustancia determinada en una

muestra de sangre será diferente en el momento del análisis que la que había inmediatamente

después de la muerte1, 2, 15.

La información acerca de la capacidad de redistribución de la cocaína es escasa, y

contradictoria. En primer lugar, se sabe que la cocaína se une al miocardio, y después de la

muerte puede liberarse hacia la sangre cardiaca dando como resultado niveles

considerablemente mayores que en sangre periférica16. Por otra parte, el estudio realizado por

Duer11 mostró que los niveles de cocaína en sangre cardiaca y periférica estaban altamente

correlacionados, esto puede ser sugestivo de ausencia de redistribución de la cocaína en la

sangre al menos en una proporción significativa. Además, el volumen de distribución de la

cocaína no supera los 3 L/Kg que es el valor que actualmente se acepta en relación con las

sustancias que con mayor probabilidad sufren redistribución. Esta es otra situación que apoya

la hipótesis de reducida redistribución para la cocaína.

Los estudios acerca de la redistribución en el caso de cocaína son especialmente difíciles de

llevar a cabo, debido a la alta velocidad de degradación que presenta16, como se explicó con

anterioridad.

De todos modos, se acepta para cocaína como para la mayoría de sustancias que la muestra

de preferencia es la de sangre femoral, para evitar la redistribución en sangre central si llegara

a ocurrir3.

Análisis toxicológico

La cocaína como la mayoría de sustancias es analizada primero mediante técnicas

inmunoenzimáticas, y debido a que la benzoilecgonina es también un compuesto de

importancia en la confirmación del consumo de cocaína, se han desarrollado inmunoensayos

para esta sustancia17.

La cromatografía de gases es el método más usado en el análisis de cocaína y sus metabolitos

en orina4, aunque también se puede emplear la cromatografía líquida en el análisis de

muestras de sangre y de plasma9 acoplada a un detector de arreglo de diodos o detección por

fluorescencia15. La cromatografía de gases puede estar asociada a detectores de ionización de

llama, captura de electrones, espectrometría de masas o nitrógeno – fósforo.

Debido a que los metabolitos de la cocaína tienen carácter polar, deben pasar primero por un

proceso de derivatización mediante sililación, perfluoroalquilación, o alquilación4, 18.

Previo al análisis por cromatografía se realiza una extracción líquido – líquido, o una

extracción en fase sólida. Este último método disminuye las perdidas en los análisis de

cocaína, pero es un método más costoso18.

En 2002 se realizó la validación de una metodología para analizar cocaína en muestras de

orina18 mediante extracción líquido – líquido y cromatografía de gases, con un porcentaje de

recuperación del 74.4% (más alto que el reportado hasta el momento para métodos similares,

48.8%); se utilizó también un detector de nitrógeno – fósforo. Este es un método económico

y confiable, sin embargo su utilidad en toxicología post mortem es discutible debido a que la

cocaína es una sustancia muy inestable que se hidroliza rápidamente en sus metabolitos

ecgonina metil ester y benzoilecgonina. Teniendo en cuenta que las muestras biológicas

disponibles en toxicología post mortem usualmente se colectan bastante tiempo después de la

última ingestión de la droga, será más valioso el análisis de sus metabolitos que son más

estables que la sustancia original.

Como se mencionara en el estudio de estabilidad realizado por Skopp y colaboradores9, la

ecgonina es un metabolito muy estable en muestras de sangre y plasma, sin embargo este es

uno de los pocos reportes que hay del análisis de esta sustancia dada su alta polaridad que lo

hace difícil de analizar por los métodos tradicionales. Allí se plantea un análisis mediante

extracción en fase sólida y HPLC acoplada a espectrometría de masas.

Anteriormente, en 1995 se planteó un método para la determinación de ecgonina y otros

metabolitos de la cocaína tales como ecgonidina y norcocaína en muestras de orina7. El

análisis se realizo mediante extracción en fase sólida de intercambio catiónico acoplada a

cromatografía de gases con espectrometría de masas, previa derivatización de los analitos

mediante reacción con diazopropano para formar los propil – esteres de las sustancias ácidas.

Debido a que el proceso de derivatización es uno de los pasos más importantes en el análisis

de cocaína e implica disminuciones en el rendimiento del proceso global, es necesario

encontrar nuevas alternativas que sean igualmente confiables sin necesidad de realizar

derivatización de las muestras.

Una de las alternativas que se ha propuesto hasta la fecha es aquella publicada por Johansen y

Bathia en Junio de 200719, donde se presenta la validación de una metodología de análisis

tanto cualitativo como cuantitativo de cocaína en sangre y orina, que acopla la cromatografía

líquido con la espectrometría de masas (LC/MS/MS). El trabajo de los autores muestra una

nueva posibilidad de realizar análisis de cocaína y sus metabolitos sin necesidad de realizar

derivatización, sin afectar la sensibilidad y especificidad necesarias.

Interacciones de cocaína

El abuso de cocaína generalmente no está asociado al consumo de otras sustancias, sin

embargo se han reportado muchos casos en los cuales se encuentran otras drogas de abuso

tales como el alcohol y la heroína.

El alcohol es consumido de manera concomitante a la cocaína con el fin de evitar los efectos

indeseados de esta última, como la paranoia, la agitación20, y los dolores de cabeza; además

se ha descrito un aumento del efecto eufórico generado21. La consecuencia de esta

combinación es la formación de cocaetileno (Figura 1), un producto activo que aunque es

menos potente que la cocaína, se elimina a menor velocidad20 y es capaz de prolongar los

efectos de ésta3, 21; una de las razones propuestas para tal evento es la prolongación de los

efectos de la cocaína por aumento en sus concentraciones plasmáticas21. Por otra parte, se ha

planteado que tanto el alcohol como la cocaína tienen la habilidad de aumentar los niveles de

dopamina en el cerebro, lo cual puede ser otra razón para la preferencia del consumo

combinado sobre la ingestión de cada sustancia por aparte20.

Se ha reportado que la co – administración de estas sustancias aumenta el riesgo de muerte

súbita; además, parámetros tales como la frecuencia cardiaca, el gasto cardiaco, la presión

diastólica18, y la presión sistólica aumentan significativamente22.

Estudios en ratas han observado que el cocaetileno tiene la misma capacidad que la cocaína

en inhibir la recaptación de dopamina, que puede inhibir también la recaptación de serotonina

aunque en menor grado22, y que el aumento en los niveles de cocaína causados por el

consumo simultáneo de alcohol están relacionados con aumento en la velocidad de absorción

de la cocaína23.

En cuanto a los opioides, la heroína es una sustancia objeto de abuso en muchos casos de

manera concomitante con cocaína. Actualmente se ha visto un aumento en la dependencia a

las dos sustancias, que son consumidas en una combinación conocida como “speedballs”.

Algunos reportes realizados por personas adictas indican que la asociación genera

sensaciones mas placenteras que las sustancias individuales; se sabe que la heroína reduce los

efectos ansiogénicos que se dan después a la reacción eufórica inicial causada por la

cocaína24; esta podría ser una explicación para la preferencia por la combinación.

Existen dos consideraciones teóricas que explican la interacción entre la cocaína y la

heroína24: la primera es que las dos sustancias son metabolizadas por la misma enzima, la

carboxil – estearasa. Una de las variedades de la enzima (hCE1) hidroliza la cocaína a

benzoilecgonina, la heroína a 6 – acetilmorfina y además es la responsable de la formación de

cocaetileno tras el consumo concomitante de cocaína y etanol. La otra variedad de la enzima

(hCE2) cataliza la hidrólisis de cocaína a ecgonina metil ester; pero también está relacionada

con la deacetilación de heroína a 6 – acetilmorfina y a morfina. Dado que las dos sustancias

se biotransforman por medio de la misma enzima, existe una alta probabilidad de que una

sustancia interfiera con el metabolismo de la otra cuando son consumidas a la vez24.

La segunda consideración es de orden farmacodinámico. Las dos sustancias afectan los

niveles de dopamina, la cocaína bloquea la recaptación de este neurotransmisor en las

terminales nerviosas mientras que la heroína aumenta la liberación en el sistema

mesolímbico. Por otra parte se ha descrito que la cocaína puede deprimir el sistema

respiratorio, que como es bien sabido es uno de los principales efectos tóxicos de la heroína24.

El estudio realizado en 2005 por Polletini y col. 24 muestra que es posible que dichas

interacciones pueden incidir en el riesgo de muerte; las observaciones realizadas al comparar

casos de muerte por heroína y casos en los cuales las dos sustancias están involucradas

detectaron que los niveles de morfina total (libre y conjugada) eran significativamente

menores cuando había cocaína presente; el hecho de que la relación entre los niveles de

morfina libre – morfina total en sangre no fueran significativamente diferentes los dos grupos

que se compararon, da un indicio de que tal vez el principal mecanismo de interacción sea el

farmacodinámico, pues de lo contrario se esperaría una disminución en la relación

mencionada. La gran debilidad que presenta este estudio es el reducido número de casos que

se compararon (9 para el grupo con cocaína, 30 para el grupo con sólo heroína).

El estudio realizado por Jenkins estudió también casos en los cuales se identificó cocaína y

heroína en sangre25. Al igual que en el análisis realizado para el etanol, se concluyó que

cuando se determina la presencia de las dos sustancias, es más probable que la causa de la

muerte haya sido la intoxicación por opioides que el efecto de la cocaína. Puesto que los

niveles de cocaína no se relacionaron con aumento o disminución en los niveles de morfina,

no se contempló que hubiera una interacción entre estas dos sustancias.

Nuevamente la evidencia disponible es contradictoria, de manera que es necesario continuar

los estudios con tamaños de muestra más grandes a fin de resolver este dilema.

Por otra parte, se ha observado que sustancias tales como la carbamazepina y el carbonato de

litio reducen los efectos estimulantes de la cocaína; el mecanismo mediante el cual ocurre

esta interacción aún no se conoce26.

Conclusiones

Como se ha podido observar, el conocimiento acerca de la toxicología post mortem de

cocaína es muy amplio actualmente, gracias a ello los análisis toxicológicos son una

herramienta crucial en el desarrollo de una investigación forense.

No obstante se trata de una temática en la cual la investigación no solamente es interesante,

sino necesaria para resolver algunas preguntas que todavía quedan sin resolver. Así por

ejemplo, en Colombia no se ha realizado una correlación minuciosa de los hallazgos

toxicológicos y los hallazgos patológicos que se esperan tras el consumo crónico de cocaína,

razón por la cual este es uno de los campos donde se espera poder aumentar el conocimiento.

Finalmente, es de vital importancia tener en cuenta que la toxicología no puede ni debe ser

aplicada en la solución de un caso como la única herramienta, sino que debe haber

colaboración de todos los profesionales forenses para que se logre llegar a conclusiones

acertadas solo después de haber analizado la totalidad de la evidencia disponible como un

conjunto.

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