Toxic: 150 mg/kg Anderson: Ann Intern Med, 1976(85):745 1 - - PDF document

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Toxicology ¡Look-­‑a-­‑Likes ¡

Angela ¡C. ¡Anderson, ¡MD, ¡FAAP ¡

Case 1

• A 2 year old presents with Vomiting, Fever,

and Kussmaul respirations.

• Urine Analysis - positive for glucose.
• Serum glucose :
• HCO3: 10
• pH 7.5, pC02 22

160 mg/dl

• What’s your

diagnosis??

Toxic: 150 mg/kg

Salicylates Diagnostic Delima

• 73 Consecutive ASA poisonings
• 60% had neurologic or

psychiatric work-ups

• Delay in Diagnosis 6 - 72 hours
• Anderson: Ann Intern Med, 1976(85):745

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Salicylate Preparations

• Willow

Bark

Salicylates Toxic Dose = 150 mg/kg

• Pepto-Bismol extra

strength

• 10 kg Toddler

– 3 oz = toxic – 9 oz = lethal – 12 oz in bottle

Bismuth Subsalicylate

• 1 Ounce ≅ ?
• 21 Aspirin =
• 7,000 mg ASA

Oil of Wintergreen

• One tsp ≅ ?
• 21 ASA ≅

7000mg =

• Death

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Salicylate Pathophysiology

• Stimulates Medulla
• Increases Metabolism
• Promotes Bleeding

Salicylates Mechanisms of Toxicity

• Stimulation of Medulla

– Respiratory Alkalosis

Salicylates-Mechanisms of Toxicity

• Uncouple Oxidative Phosphorylation

– Impaired O2 use – Increased metabolism and lactic acid production

• Increased heat production
• [Glucose] Decreased or Increased
• Metabolic Acidosis

Anion Gap Metabolic Acidosis

[Na+ + K +] - [HCO3 -+ Cl -]> 10

• M - Methanol
• U - Uremia
• D - DKA
• P - Paraldehyde
• I - Iron
• L - Lactic Acidosis
• E - Ethylene Glycol
• S - Salicylates

5/16/13 ¡ 4 ¡ Salicylates Mechanisms of Toxicity

• Decreased platelet aggregation
• Decreased clotting factors
• Increased capillary permeability

Cerebral edema Pulmonary ¡edema ¡

Salicylates Clinical Presentation

• Temp
• HR
• RR

– Kussmaul respirations – +/- Rales

• Tinnitus

Salicylates Clinical Presentation

• Vomiting
• Agitation / MS / Szs.
• Hyperventilation
• Diaphoresis

What’s your diagnosis??..

• Vomiting, Kussmaul respirations, urine dip

(+) for glucose = ?

• Fever, increased RR, rales = ?
• Agitated, hyperventilating, anxious =?
• Fever, vomiting, mental status change =?

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Salicylate ¡IntoxicaGon ¡

• Management ¡

Activated Charcoal

• Prevent

drug absorption

• Best if w/in

1 hour of ingestion

Salicylate Management – Prevent Absorption

• Whole Bowel Irrigation

– GoLYTELY

• 2L/hr adults
• 500cc/hr children

Salicylate Management Enhance Elimination

• Urine Alkalinization
• Hemodialysis
• Ionizes ¡ASA ¡

5/16/13 ¡ 6 ¡ * ¡ Salicylates Management

• Enhance Elimination

– Urine Alkalinization

• 2 amps (100mEq) NaHCO3 +
• D5W
• Goal = pH >=7.5

– CHECK IT!!!

Salicylate - Final Tips

• Weird respiratory symptoms?
• Weird fever?
• Weird?
• [pH = 7.5] + [HCO3 = 10] ?

 Consider ¡Salicylates ¡! ¡

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Case

• An agitated, terrified, 4

year old is rubbing briskly at her arms and legs and is screaming “get them off of me!” On exam

• T 102.0
• HR 150
• RR 23
• BP 100/60
• Skin -Flushed
• Pupils -Dilated
• Neck -supple
• Heart -RRR
• Lungs -CTA
• Abd soft -NT
• Extrem. -Warm & dry
• Neuro –Agitated and

Hallucinating

Thoughts??

• T 102.0
• HR 150
• RR 23
• BP 100/60
• Skin -Flushed
• Pupils -Dilated
• Neck -supple
• Heart -RRR
• Lungs -CTA
• Abd soft -NT
• Extrem. -Warm & dry
• Neuro –Agitated and

Hallucinating Any Thoughts??

• T 102.0
• HR 150
• RR 23
• BP 100/60
• Skin Flushed
• Pupils Dilated
• Neck supple
• Heart RRR
• Lungs CTA
• Abd soft NT
• Extrem. Warm & dry
• Neuro Agitated but

non-focal. DTR’s 2+. Toes downgoing.

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Antihistamines / Anticholinergics

Antihistamines / Anticholinergics

• Diphenhydramine
• Hydroxyzine
• Cyclic Antidepressants
• Antipsychotics

Cough and Cold Preps

• Brompheniramine
• Chlorpheniramine

Anti Nausea

• Promethazine

5/16/13 ¡ 9 ¡ Jimson Weed Atropine, Scopolamine, Hyoscyamine

Anticholinergics

• Can’t urine
• Can’t defecate
• Can’t lacrimate
• Can’t salivate…..

Atropine (Anticholinergic) Symptoms

 Mad as a  Red as a  Dry as a  Hot as a  Blind as a hatter beet bone hare bat Anticholinergics

• “ Can’t Drugs”

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Antihistamines / Anticholinergics

Hot Dry Tachy Wachy

Ach

Salivation Lacrimation Urination Diarrhea Bronchorrhea Bradycardia Miosis Muscarinic

(Cholinergic)

Antihistamine

Ach

Muscarinic

(Cholinergic)

Antihistamine Dry Mouth Urinary Retention Constipation Tachycardia Dilated Pupils +/-­‑ ¡Temp ¡

Ach

CNS Antihistamine

Anxiety Hallucinations Seizures Lethargy/Coma

5/16/13 ¡ 11 ¡ Dysrhythmias and QRS prolongation Anticholinergics / Antihistamines

Antidote?

• Physostigmine

Ach

Salivation Lacrimation Urination Diarrhea Bronchorrhea Bradycardia Miosis Muscarinic

(Cholinergic)

Ach-ase

Antihistamine Muscarinic

(Cholinergic)

Ach-ase Physostigmine

Ach

Antihistamine

5/16/13 ¡ 12 ¡ Ach

Muscarinic

(Cholinergic)

Ach-ase Physostigmine

Ach

Antihistamine

Ach

Physostigmine

– Contraindicated if wide QRS

Take Home Message…

Hot Dry Tachy Wachy… ??... Think Antihistamines

5/16/13 ¡ 13 ¡ Case ¡2 ¡ Seizure ¡

• 8 ¡month ¡old ¡

Case ¡2 ¡ 8 ¡month ¡old ¡w/ ¡generalized ¡Seizure ¡

• T ¡38.9 ¡
• HR ¡180 ¡
• RR ¡40 ¡ ¡
• SGff ¡neck ¡
• WBC: ¡20K ¡
• Na: ¡130 ¡
• CPK:1681 ¡U/l ¡
• BP ¡125/70 ¡
• Pupils ¡dilated ¡ ¡

from PiKHAL [ Phenethylamines i Have Known and Loved ] by Alexander Shulgin #109 MDMA; MDM; ADAM; ECSTASY; 3,4- METHYLENEDIOXY-N- METHYLAMPHETAMINE SYNTHESIS: (from MDA) A solution of 6.55 g of 3,4- methylenedioxyamphetamine (MDA) as the free base and 2.8 mL formic acid in 150 mL benzene was held at reflux under a Dean Stark trap until no further H2O was generated (about 20 h was sufficient, and 1.4 mL H2O was collected). Removal of the solvent gave an 8.8 g of an amber oil which was dissolved in 100 mL CH2Cl2,

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CH3 ¡

“Ecstasy” ¡ Why ¡take ¡it?? ¡

• PosiGve ¡mood ¡state ¡
• Euphoria ¡
• Closeness ¡to ¡others ¡
• “ Love ¡Drug ¡“ ¡

Pathophysiology The Serotonin System

MDMA

MDMA stimulates Serotonin Release

Antidepressant Anxiolytic Serotonin Re-uptake Transporter

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Serotonin Excess

MDMA

MDMA stimulates Serotonin Release

Consequences ¡of ¡excess ¡ serotonin ¡receptor ¡sGmulaGon ¡

• Serotonin ¡Syndrome ¡

– Mental ¡Status ¡Change ¡ – Autonomic ¡Instability ¡ – Neuromuscular ¡Change ¡

Consequences ¡of ¡Excess ¡Serotonin ¡ Mental ¡Status ¡Changes ¡

• Anxiety ¡
• Delirium ¡
• CombaGveness ¡
• MuGsm ¡
• Coma ¡

Consequences ¡of ¡Excess ¡Serotonin ¡ Autonomic ¡Changes ¡

• Tachypnea ¡
• Hypertension ¡
• Tachycardia ¡

– Cardiac ¡Dysrhythmias ¡ – Cardiac ¡Arrest ¡ ¡

• Diaphoresis ¡/ ¡Fever ¡

5/16/13 ¡ 16 ¡ What ¡it ¡the ¡highest ¡temperature ¡ reported ¡in ¡an ¡Ecstasy ¡Exposure? ¡

• A) ¡106 ¡ ¡
• B) ¡108 ¡ ¡
• C) ¡110 ¡
• D) ¡114 ¡

Consequences ¡of ¡Excess ¡Serotonin ¡ Neuromuscular ¡Changes ¡

• Muscle ¡rigidity ¡/ ¡Tremors ¡/ ¡ ¡ ¡ ¡DTR’s ¡/

Clonus ¡ ¡ – Rhabdomyolysis ¡ – DIC ¡ – Metabolic ¡Acidosis ¡

• Bruxism ¡

But ¡wait…there’s ¡more…. ¡

• Intracranial ¡hemorrhage ¡
• Seizures ¡
• Death ¡

5/16/13 ¡ 17 ¡

Serotonergic Migraine or Pain medications?

• Sumatriptan (Imitrex)
• DHE
• Codeine
• Meperidine
• Tramadol

Dextromethorphan ¡ Brompheniramine ¡

Herbal Remedies

• St. John’s Wart and Ginseng

– Inhibits serotonin re-uptake

• L-tryptophan (“smart drink”)

– Serotonin precursor

Illicit Drugs (Serotonergic)

• Cocaine
• Amphetamines
• LSD
• Ecstasy

5/16/13 ¡ 18 ¡ How ¡much ¡is ¡ too ¡much?? ¡

• Toxicity ¡may ¡be ¡idiosyncraGc ¡! ¡
• AsymptomaGc ¡survival ¡following ¡40 ¡

tablets ¡

• Death ¡reported ¡from ¡2 ¡tablets ¡

Some ¡Die,… ¡Some ¡Don’t ¡ ¡

• Historians ¡unpredictable ¡
• ComposiGon ¡unpredictable ¡
• ? ¡Ability ¡to ¡metabolize ¡MDMA? ¡

? ¡

Ecstasy ¡ Laboratory ¡InvesGgaGon ¡

• Urine ¡or ¡Serum ¡

– may ¡show ¡up ¡as ¡amphetamines ¡

• EMIT ¡
• need ¡GC/mass ¡spec ¡to ¡differenGate ¡

Serotonin ¡Syndrome ¡Treatment ¡

• DisconGnue ¡the ¡offending ¡drug ¡
• SupporGve ¡
• Benzodiazepines ¡
• ? ¡Cyproheptadine ¡

5/16/13 ¡ 19 ¡ Consequences ¡of ¡excess ¡ serotonin ¡receptor ¡sGmulaGon ¡

• Serotonin ¡Syndrome ¡

– Mental ¡Status ¡Change ¡ – Autonomic ¡Instability ¡ – Neuromuscular ¡Change ¡ Case ¡3 ¡

• A ¡6 ¡yr ¡old ¡presents ¡with ¡vomiGng ¡and ¡diarrhea ¡

Hopkinson JM, Pearce PJ, Oliver JS. BMJ 1980

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Carbon ¡Monoxide ¡General ¡CharacterisGcs ¡

• Colorless ¡
• Odorless ¡
• Tasteless ¡
• Non-­‑irritaGng ¡
• Very ¡rapidly ¡absorbed ¡

Carbon ¡Monoxide ¡ Sources ¡

• Natural ¡
• Endogenous ¡
• Exogenous ¡

5/16/13 ¡ 21 ¡

• Methane + Oxygen CO + H20

C H H H H

Carbon ¡Monoxide ¡Sources ¡

Endogenous ¡Produc>on ¡

• Hemoglobin ¡Catabolism ¡

– Normally ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡COHgb ¡< ¡1% ¡ – Hemolysis ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡COHgb ¡to ¡4 ¡-­‑ ¡8% ¡

Carbon ¡Monoxide ¡-­‑ ¡ ¡

Exogenous ¡Sources ¡

• Incomplete ¡combusGon ¡of ¡

Carbonaceous ¡materials: ¡

– Tobacco ¡ – Fuel ¡ – Coal ¡ – Wood ¡ – Fibers ¡

C ¡ CO ¡ CO2 ¡

Carbon ¡Monoxide ¡Sources ¡

• Tobacco ¡Smoke ¡

– 1 ¡pack/day ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡COHgb ¡= ¡5-­‑6% ¡ – Passive ¡inhalaGon ¡

2.5 ¡X ¡

x ¡

5/16/13 ¡ 22 ¡

Fires

• CO levels may

reach 10%

• COHgb levels to

75% in 1 min.

– w/out respiratory protection

Uh ¡Oh! ¡

Automobile ¡Exhaust ¡

• Increased ¡cardiovascular ¡deaths ¡

CatalyGc ¡converter ¡

9% ¡CO ¡ 1% ¡CO ¡

• Lethal CO levels in a closed

garage in 10 min.

5/16/13 ¡ 23 ¡

Automobile ¡ Exhaust ¡ Carbon ¡Monoxide ¡Sources ¡

• Zamboni ¡

AbsorpGon ¡of ¡Carbon ¡Monoxide ¡

Rate ¡determined ¡by: ¡ – 1) ¡ ¡Minute ¡venGlaGon ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡& ¡ – ¡2) ¡Cardiac ¡output ¡

Neonates ¡and ¡Children ¡

5/16/13 ¡ 24 ¡

5/16/13 ¡ 25 ¡ CO hgb 52% and 59%

Teak Surfing Teak Surfing

Teak ¡Surfing ¡

5/16/13 ¡ 26 ¡

MMWR April 23, 2003

No Catalytic Converters before 2008/2010

Hgb

CO O2 O2

Cardiac ¡and ¡Skeletal ¡Myoglobin ¡

3 ¡ : ¡ 1 ¡

Carbon Monoxide NO

PMN’s

Hypotension

Plts. Endothelium

Cerebral Lipid Peroxidation

CO-Hgb CO

5/16/13 ¡ 27 ¡ Carbon ¡Monoxide ¡ Most ¡SuscepGble ¡Organs ¡

• Highest ¡O2 ¡requirements ¡

Myocardium ¡ Brain ¡

Cardiac ¡PresentaGons ¡of ¡CO ¡

• Chest ¡Pain ¡
• Irritability ¡
• Syncope ¡
• Death ¡

CNS ¡ManifestaGons ¡of ¡ ¡ ¡Acute ¡CO ¡Exposure ¡

• Headache ¡
• VomiGng ¡
• Lethargy ¡
• Dizziness ¡
• Syncope ¡
• Irritability ¡
• Seizures ¡
• Coma ¡

Delayed ¡Neuropsychiatric ¡ Sequelae ¡

• Symptom ¡free ¡period ¡of ¡up ¡to ¡6 ¡

weeks ¡ ¡

• Reported ¡in ¡up ¡to ¡40% ¡of ¡CO ¡

exposed ¡paGents ¡

• Classically ¡follows ¡period ¡of ¡LOC ¡

from ¡prolonged ¡exposure ¡

5/16/13 ¡ 28 ¡ Delayed ¡Neuropsychiatric ¡Sequelae ¡ ¡in ¡Children ¡

• Memory ¡Impairment ¡

– Occurs ¡in ¡up ¡to ¡43% ¡

• Affec>ve ¡Incon>nence ¡

– EmoGonal ¡Lability ¡ – Secondary ¡to ¡Hippocampal ¡Damage ¡ ¡

• Visuospa>al ¡Disorders ¡

– Secondary ¡to ¡Parietal ¡Damage ¡

Delayed ¡Neuropsychiatric ¡Sequelae ¡

• 50% ¡recover ¡

– May ¡take ¡1 ¡year ¡

Management ¡of ¡CO ¡IntoxicaGon ¡

• ABC’s ¡
• 100% ¡

Oxygen ¡

5/16/13 ¡ 29 ¡

CO T 1/2 Elimination Hyperbaric ¡Oxygen ¡

• O2 ¡given ¡at ¡2 ¡-­‑ ¡3X ¡atmospheric ¡pressure ¡ ¡
• PaO2 ¡= ¡2000 ¡torr ¡

Hyperbaric ¡Oxygen ¡

• ¡ ¡ ¡CO-­‑Hgb ¡elimina>on ¡
• ¡ ¡ ¡O2 ¡dissolved ¡in ¡plasma ¡
• ¡ ¡ ¡Neurologic ¡sequelae ¡

– Decreases ¡lipid ¡peroxida>on ¡ – Decreases ¡neutrophil ¡adherence ¡

Follow-­‑up ¡TesGng ¡

• Ophthalmologic ¡
• Hearing ¡ ¡
• Neuropsychiatric ¡

5/16/13 ¡ 30 ¡

Preven,on ¡and ¡Safety ¡

Replace ¡q ¡5 ¡to ¡7 ¡yrs ¡

One ¡Last ¡Story… ¡

Take ¡Home ¡Points ¡

• No ¡Domino ¡effect ¡ ¡

– Everyone ¡got ¡sick ¡at ¡the ¡same ¡Gme ¡

• Improvement ¡with ¡change ¡of ¡

environment ¡

• History ¡of ¡Car ¡or ¡Boat ¡travel ¡
• Sports ¡

Don’t ¡forget ¡the ¡ pets… ¡

5/16/13 ¡ 31 ¡

Beware ¡of ¡Cows ¡! ¡

Thank ¡ You! ¡