Quimica Clinica 1995, Anderson

Anderson - Cockayne

~ iNTERAMER!CANA ~

MCGRAW- Hlll

Shauna C. Anderson, Ph.D. Associate Professor Clinical Laboratory Science Brigham Young University Provo, Utah

Susan Cockayne, Ph.D. Assistant Professor Clinical Laboratory Science Brigharn Young University Provo, Utah

Traducción

Ma Teresa Aguilar, QFB

.INTERAMERICANA . • McGRAW- Hlll ., HEALTHCARE GROUP \ '· MEXICO • AUCKLAND • BOGOTA • CARACAS • LISBOA • LONDRES • MADRID MILAN • MONTREAL • NUEVA DELHI • NUEVA YORK • PARIS • SAN'FRANCISCO SAN JUAN • ST. LOUIS • SINGAPUR • SIDNEY • TOKIO • TORONTO \

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Contenido

Introducción Prefacio xi

ix

1. Recu rsos de laboratorio-Donald N. Wright

Material de vidrio 2 Limpieza del material de laboratorio Material de plástico 7 Agua para laboratorio 8 10 Resumen

1

6

2. Reactivos y cálculos de laboratorio-Susan Cockayne

11

Reactivos 12 Estándares 12 12 Cálculos de laboratorio Problemas prácticos 21

3. Seguridad en el laboratorio-Suzanne W. Conner

Reglas 24 Prácticas de seguridad 24 26 Seguridad contra incendios Seguridad química 21 Gases comprimidos 32 Seguriqad eléctrica 33 Seguridad biológica 33 Seguridad contra radiaciones 34 36 Programa de seguridad en el laboratorio Resumen 36 Recursos para obtener información acerca de seguridad

23

37 XIII

J

XIV • CONTENIDO

4. Preservación de la calidad-Rosemary C. 'Bakes-Martin 40 Introducción Vigilancia del control de calidad 40 Evaluación del método 60 Intervalos de referencia 70 Otras áreas de preservación de la calidad Resumen 72

39

71

5. Espectrofotometría-Prabhaker Khazanie

74

Principios espectrofotométricos 75 Instrumentos espectrofotométricos 79 Resumen 92

6. Ensayo inmunológico y principios relacionados-MarTa J. Steinbeck y Lauri R. Wyner Introducción 95 96 Marcadores radiactivos 100 Marcadores enzimáticos 104 Marcadores fluorescentes Recolección y manejo de muestras Sondas de DNA 106 Resumen 107 Aplicaciones de conceptos 109

106

7. Automatización en ellaboratorio-Kathleen Doty Introducción 11 1 Etapas del análisis automatizado Ejemplos de sistemas específicos Selección de instrumentos 120 Resumen 121

110

112 116

8. Computadoras en el Iaboratorio-J. Helen Cronenberger y John E. Hammond Introducción 123 Hardware 125 Software 130 Comunicaciones 132 Resumen 139 Aplicaciones de conceptos

94

122

140

9. Carbohidratos-Naomi Q. Hanson Definiciones y principios fundamentales 142 Clasificación 143 Metabolismo 145 Regulación hormonal 147 148 Aplicaciones clínicas Glucosa en el líquido cefalorraquídeo 156 Procedimientos analíticos 157 Resumen 163 Aplicaciones de conceptos 165

141

CONTENIDO •

1O. Lípidos-Leslie l. Onaka

Introducción 168 Clasificación 169 Metabolismo 171 Procedimientos analíticos 174 Aplicacion~s clínicas 178 Anormalidades lisosómicas de lípidos Resumen 183 Aplicaciones de conceptos 185

167

181

11. Proteínas-Sonia E. Christensen

Propiedades fundamentales 191 Clasificación 192 Metabolismo 194 Procesos analíticos generales 195 Aplicaciones clínicas 198 Proteínas en otros líquidos corporales Resumen 208 Aplicaciones de conceptos 210

XY

190

205

12. Metabolismo de aminoácidos y afecciones relacionadas-Shauna C. Anderson

Generalid;:tdes sobre enfermedades genéticas Aplicaciones clínicas 214 Procedimientos analíticos 218 Resumen 220 Aplicación de conceptos 221

213

214

13. Afecciones inmunológicas-Keila B. Poulsen

222

Autoinmunidad 223 Aplicaciones clínicas 225 Resumen 236 Aplicación de conceptos 240 14. Enzimología-KoryM. WardySusan Cockayne

Cinética enzimática 243 Enzimas con significado clínico 251 Aplicaciones clínicas para los diferentes órganos Resumen 280 Aplicación de conceptos 282

241

275

15. Funcionamiento hepático-Lynn R. Ingram

283

Anatomía hepática 284 Funcionamiento hepático 286 Procedimientos analíticos 290 Aplicaciones clínicas 297 Resumen 320 Aplicaciones de conceptos 322 16. Marcadores de tumores-Sonia E. Christensen

Introducción 327 Características del marcador de tumores ideal

327

326

XVI • CONTENIDO

Funciones de los marcadores de tumores 327 Vías para la producción de marcadores 328 ClasificaciÓn de los marcadores de tumores 328 Aplicaciones clínicas 335 Resumen 338 Aplicación de conceptos 339 17. Porfirinas-Robert F. Labbe

,'

340

Introducción 341 Biosíntesis de porfirinas y hem 343 Aplicaciones clínicas 344 Diagnóstico de laboratorio de afecciones por porfrrinas Procedimientos analíticos 348 Resumen 352 Aplicación de conceptos 353

347

18. Anatomía y fisiología renai-Christine King

Anatomía renal 355 Fisiología renal 358 Resumen 366 Aplicación de conceptos

354

368

19. Compuestos nitrogenados no proteicos y funcionamiento renal-Caro le Ann Allston

369

Analitos de nitrógeno no proteico 370 Valoración del funcionamiento renal 375 Aplicaciones clínicas ~82 Resumen 386 Aplicación de conceptos 388 20. Electrólitos-Susan Cockayne

Contenido total de agua del organismo Osmolalidad 391 Electrólitos 391 Procedimientos analíticos 405 Resumen 408 Aplicación de conceptos 409

389 390

21. Fisiología acidobásica-Kathleen McEnemey

410

Principios generales 411 Curva de disociación de oxígeno 416 Sistemas amortiguadores 418 Regulación del equilibrio acidobásico 421 Afecciones del equilibrio acidobásico 425 Obtención y manejo de muestras 433 Técnicas analíticas 434 Resumen 439 Aplicación de conceptos 441 22. Vigilancia de la terapéutica con fármacos-Beverly A. Lyman

Introducción 443 Actividad del fármaco

443

442

Recursos de laboratorio ·nonald N. Wright

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE • Describir las características y los tipos de vidrio que se emplean para fabricar material para laboratorio. • Definir los siguientes términos relacionados con el uso ·de material de vidrio: Volumétrico TC (para contener) TD (para medir)

• Describir los materiales y procedimientos que se emplean para limpiar en forma adecuada el material de laborator.io. • Describir las características y aplicaciones del material plástico de laboratorio. • Clasificar los grados de agua que se emplea e~ el . laboratorio y describir los procedimientos de purificación.

CONTENIDO DEL CAPITULO

• Comparar y contrastar los usos de los siguientes tipos de material de vidrio para laboratorio: Matraces Probetas graduadas Bu retas Pipetas Vasos de precipitados

• Diferenciar las aplicaciones de los siguientes tipos de pipetas: Volumétrica De Ostwald-Folln De Mohr Serológlcas Mlcroplpetas

MATERIAL DE VIDRIO Características generales . Material volumétrico de vidrio Matraces Probetas graduadas Buretas Pipetas

Material no volumétrico de vidrio LIMPIEZA DEL MATERIAL DE LABORATORIO MATERIAL DE PLASTICO AGUA PARA LABORATORIO RESUMEN 1

(

2 •

QUIMICA CUNICA

En general se considera que la precisión, la reproducibilidad y el control de calidad en el laboratorio clínico dependen de la calidad de las muestras, de la capacidad del técnico y de la manera de aplicar el método. Los manuales de procedimien- , to contienen principalmente consideraciones metodológicas y la supervisión y el entrenamiento se centran en el desarrollo de las destrezas técnicas tanto para la obtención de la muestra como para trabajar en el laboratorio. Suele concederse poco tiempo e importancia a la calidad y el estado de los recipientes qúe se utilizan. E1;1la mayor parte de los laboratorios se usan los recipientes que ya están disponibles y cada nueva "generación" de técnicos acepta sin preguntar el tipo de artículos con que se cuenta y sigue las rutinas de laboratorio que se le indican. Con frecuencia estos recipientes los adquieren, con base en consideraciones de costo, personas que no comprenden las limitaciones del diseño ni la composición de los materiales. Sin embargo, el aumento en la sensibilidad y el campo que abarca el procedimiento del laboratorio indica la necesidad de comprender el efecto de los recipientes que se emplean en los resultados de tipo cualit:_
---~---,-----

El vidrio de cal sodada, que en ocasiones se denomina vidrio que contiene plomo, tiene un coeficiente de expansión alto y no debe emplearse cuando se van a producir variaciones amplias de temperatura, tanto en el contenido como en el uso. Este vidrio se trabaja con relativa facilidad con mechero Bunsen o Tirrill y lo atacan fácilmente las soluciones alcalinas. El vidrio de cal sodada se emplea frecuentemente para matraces volumétricos, varillas de agitación y pipetas o tubos desechables, y para mezclar materiales a temperatura ambiente. El material fabricado con vidrio de cal sodada debe utilizarse con precaución en el laboratorio clínico, ya que pueden desprenderse minerales del mismo y pasar a las soluciones que se almacenan en él. Estos cambios pueden interferir con los procedimientos de ensayo. Además de las dos categorías generales de vidrio (duro y suave) existen diversas variantes en el mercado. Estos vidrios especializados se utilizan para fines específicos en el laboratorio; por ejemplo, el vidrio con bajo contenido de actínicos se emplea para reducir la exposición luminosa de su contenido. Este vidrio color ámbar se desarrolló para proteger compuestos como los carotenos, la vitamina A o la bilirrubina, que son sensibles a la luz en el rango de 300 a 500 ruh. El vidrio libre de boro se desarrolló para presentar alta resistencia a los materiales alcalinos. Es un vidrio muy suave con resistencia térmica muy baja y no debe someterse a cambios bruscos de temperatura. Existen otros vidrios especializados para el laboratorio. El vidrio con alto contenido de ·sílice, con propiedades similares a las del cuarzo, se utiliza para fabricar las celdas para espectrofotómetro que son relativamente poco costosas pero de alta precisión.-El vidrio Corex (Corning), de alto impacto y muy fuerte, a menudo se emplea para fabricar tubos de centrífuga y el vidrio Vycor, otro producto de Coming, tiene propiedades excepcionalmente estables y muy buena resistencia al calor. En el cuadro 1-1 se incluye una lista de fabricantes de material de vidrio y de plástico para laboratorio. '

MATERIAL DE VIDRIO MATERIAL VOLUMETRICO DE VIDRIO CARACTERISTICAS GENE~LES

Con base en la respuesta al calor, se utilizan dos tipos de vidrio para fabricar material de laboratorio. Uno de ellos es el vidrio de b¡;¡r~~i!icato, .resistente al calor y que se funde a temperatura de 750 a 1 100°C; el otro es el vidrio de cal so§da:.9.11e Q~-s~y._e, relativamente menos costoso y cuyn=pünto de ñiSlón es de tan sólo 600°C. Ambos tipos de vidrio se emplean en el laboratorio cJ.inico y es importante comprender sus propiedades para utilizarlos de manera adecuada. El vidrio de borosilicato (por ejemplo, Pyrex®, Corex®, Kimax® y Vycor®).._es dl.J!"o. libre de metales pesados incluyendo zinc y_~esi_&ente_l!l choq1!e_téo:nic.o....Y. a la corrosión ~calin~. Este vidrio se trabaja con antorcha de oxígeno:· Se emplea cuando se van a efectuar cambios repentinos de temperatura (p. ej., de congelación a ebullición) en flama abierta o para elementos eléctricos de calentamiento.

El material volumétrico de vidrio que se emplea en el laboratorio incluye probetas graduadas, buretas, pipetas y matraces volumétricos. Estos artículos se encuentran calibrados para contener soluciones (TC), o para medirlas (TD). Eri cualquier caso, es importante recordar que las calibraciones se efectúan a temperatura ambiente (20°C) y con mater1al limpio. Cuando este tipo de material se emplea en condiciones de temperatura diferentes a la temperatura de calibración, o si no está totalmente limpio, pueden producirse errores de medición significativos. En general, el material volumétrico de, vidrio se llena, o se llena y ·se vacía, hasta determinada marca; Al efectuar este tipo de mediciones es necesario poner la marca al nivel de los ojos del observador para evitar error de paralaje. El volumen se lee en la parte inferior del menisco manteniendo el instrumento en posición vertical.

RECURSOS DE LABORATORIO 1 •

Cuadro 1-1. Usto selecto de vendedores de artículos poro laboratorio Principalmente fabricantes de material de vidrio

Compañías que fabrican .vidrios especializados

Fabricantes de material de plástico

• Corning lnc. Sclence Products Division Coming NY i483i Teléfono: (607) 974-9000,

• SeiCo Glass lnc. Box6BB Vineland NJ 08360 Teléfono: (609) 69i-i075

• Bei-Art products 6 Industrial Rd. Pequannock NJ 07440 Teléfono: (20i) 694-0500

• Kimball Glass lnc. 537 Crystal Ave. Vineland NJ 08360 Teléfono: (609) 692-3600

• Cai-Giass for Research 30i 2 Enterprise Ave. Costa Mesa CA92626 Teléfono: (7i4) 546-7250

• Nalge Co. 75 Panorama Creek Dr. Rochester NY i4602 Teléfono: (7i 6) 586-8800

• Schott America 3 Odell Plaza Yonkers NY i 070i Teléfono: (9i 4) 968-8900

• Owl Scientific Plastics lnc. P.O. Box566 Cambridge MA 02i39 Teléfono: (800) 242-5560

• Wheaton Scientific i 000 N. i Oth St. Millvllle NJ 08332 Teléfono: (800) 225-i437

• Fluoroware lnc. i 02 Jonathan Blvd. N. Chaska MN 553i 8 Teléfono: (6i2) 448~3i3i

Matraces

Existen matraces volumétricos en diversos tamaños, desde 1 hasta 4 000 ml, diseñados para preparar soluciones de con~ centración precisa, o sea soluciones estándar. Estos matraces están diseñados para contener volúmenes específicos (TC). La cantidad que se desea de soluto se coloca en el matraz y se agrega el disolvente adecuado a temperatura ambiente. En ciertos casos se requiere de un embudo para introducir el soluto al matraz. A continuación se agrega suficiente disolvente para que el soluto se di_suelva en su totalidad. Cuando el soluto se disuelve, se añade disolvente hasta la marca que se encuentra en el cuello del matraz. En ciertos casos es necesario terminar de añadir el disolvente con gotero. A continuación se tapa el matraz y se invierte para asegurar que la solución está perfectamente mezclada. Habitualmente el equipo calibrado de vidrio no debe calentarse. Esto es en particular cierto en el caso de los matraces volumétricos, que suelen ser de vidrio de cal sodada y pierden su calibración al calentarse. Los matraces volumétricos cumplen con las especificaciones clase A de la National Bureau of Standards (NBS), con límites de error que van de 0.2% en 10 ml hasta 0.025% en 2 000 mililitros.

Bu retas

Las buretas son dispositivos para medir cualquier volumen hasta su capacidad máxima (fig. 1-2). Se utilizan para titulaciones y son muy precisas para medir alícuotas de una solución. Existen buretas de diversos tamaños, incluyendo microburetas que contienen 10 ml o menos. Es necesario que las buretas estén escrupulosamente limpias antes de utilizarlas. Cuando están limpias se forma dentro de ellas una capa uniforme de líquido, que recubre las

Probetas graduadas

Las probetas graduadas son recipientes para medir líquidos de precisión intermedia y están marcados coriuna serie de líneas que indican los volúmenes que pueden medir (fig. 1-1). Se usan cuando no es muy importante el grado de precisión; por ejemplo, para preparar medios bacteriológicos a partir de polvos comerciales., Son muy útiles para medir con rapidez volúmenes de líquidos. Nunca deben calentarse porque están fabricados con vidrio grueso que se rompe con el calor.

Fig. i-i.

Probetas graduadas.

4 •

QUIMICA CUNICA

Fig. 1-3. Aplicación de grasa a la llave de la bureta. Se aplica una capa delgada de grasa para llave de bureta por encima y por debajo del hueco de drenado.

Fig. 1-2.

Bureta.

paredes internas a medida que sale. Se cierra la llave de la bureta y se coloca una alícuota en el interior de la misma. La bureta se hace girar para humedecer sus paredes y se permite que salga una pequeña cantidad de líquido por la punta. Después se llena por encima de cero y se eliminan las burbujas de aire haciendo girar con rapidez la llave. Se hace descender la solución por debajo de la marca de cero y se toma una lectura inicial. Se logra mayor precisión colocando por detrás de la bureta una tarjeta blanca con una línea negra de manera que la lfuea quede ligeramente por debajo del menisco. Las llaves de las buretas son de vidrio esmerilado o de Teflon®. La ventaja de las llaves de Teflon es que no es necesario añadirles lubricante para evitar que queden atoradas en una posición. Las llaves de vidrio deben lubricarse con el fin de que sellen a prueba de líquidos, giren con facilidad y no se atoren. Es necesario aplicar la cantidad mínima de lubricante para que el exceso del mismo no tapone los canales o la punta de la bureta. El exceso de lubricante también tiende a migrar al interior del barril de la bureta, lo que afecta la precisión de las mediciones posteriores. Si la cantidad de lubricante resulta insuficiente es probable que la llave gotee o que gire con dificultad. Las soluciones alcalinas tienden a eliminar el lubricante, por lo cual es necesario dar mantenimiento cuidadoso al sistema. Las soluciones alcalinas nunca deben guardarse en una bureta con llave de vidrio, ya que ésta se atorará con facilidad y la bureta quedará inservible. En general, las llaves de bureta y los tapones que se emplean para matraces volumétricos requieren lubricante. Los tres tipos de lubricantes más comunes son: glicerina (soluble en agua e insoluble en soluciones orgánicas); grasa de silicón (soluble en disolventes dorados) y grasa de hidrocarbu-

ros (soluble en la mayor parte de los disolventes orgánicos). Cuando se lubrica un tapón o una llave de vidrio esmerilado, la sustancia sólo se aplica en la parte superior de la articulación interna. Las partes bien lubricadas tienen apariencia transparente cuando se insertan en su sitio. Para lubricar la llave de bureta no debe utilizarse grasa de silicón. Se coloca una pequeña banda de grasa en torno a la llave, tanto por encima como por debajo de los canales, (fig. 1-3), se inserta la llave y se hace girar. La articulación debe quedar totalmente transparente. En caso de que el material de vidrio con llave o tapón no vaya a usarse durante cierto tiempo, se recomienda retirar la parte articulada, limpiar el lubricante y colocar un pedazo pequeño de papel tisú en la articulación. Esto evita que las articulaciones se peguen durante el almacenamiento. Pipetas

Las pipetas se emplean para transferir volúmenes determinados de líquido de uno a otro recipiente. Hay pipetas de dos tipos: volumétricas y graduadas. Las pipetas volumétricas, también llamadas de transferencia, cumplen con las especificaciones NBS clase A y transfieren un volumen determinado de líquido. Se emplean cuando se requiere mucha precisión. Estas pipetas (véase la fig. 1-4) son fundamentalmente un tubo largo con un bulbo cerca de la parte intermedia del mismo. Se observa un solo anillo de calibración en algún punto por encima del bulbo. Se vacían colocando la punta de las mismas contra la pared del recipiente y manteniéndolas en posición vertical. Se permite que salga el líquido de la pipeta (fig. 1-5) y después se retira sin soplar para expulsar las pocas gotas de líquido que quedan en su interior. Estas pipetas sólo se emplean para medir líquidos de poca viscosidad. Una variación de la pipeta volumétrica es la pipeta de Ostwald-Folin, generalmente más corta que las pipetas vo-

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Volumétrica (de transferencia)

De Ostwald-Folin (de transferencia) Fig. 1-4.

Tipos de pipetas volumétricas.

RECURSOS DE lABORATORIO

Fig. 1-5. Técnica para usar la pipeta volumétrica.

lurnétricas. El bulbo se encuentra más cerca de la punta y tiene una abertura más grande. Esta: pipeta se diseñó para líquidos más viscosos que las pipetas volumétricas. Después de permitir que salga el líquido, se sopla para que las últimas gotas pasen de la pipeta al recipiente. También hay dos tipos de pipetas graduadas. La de Mohr o de medición y la serológica. Las pipetas de Mohr tienen calibraciones a lo largo del barril, y la calibración final se encuentra por encima de la punta de la pipeta (fig. 1-6). El líquido que sale se mide entre dos marcas de la pipeta y nunca se sopla para expulsar el remanente. Las pipetas serológicas (fig. 1-6) sirven para transferir volúmenes y están calibradas hasta la punta. El volumen total que c,ontienen se transfiere al soplar para expulsar las últimas gotas que quedan en el interior. Todas las pipetas en las que es necesario soplar para expulsar el volumen correcto tienen una marca, que suele ser un anillo biselado, cerca de la embocadura. Cuando se van a transferir alícuotas de un líquido con una pipeta serológica, es necesario efectuar la medición entre las calibraciones de la misma, corno en el caso de la pipeta de Mohr. El volumen final, que se expulsa al soplar, es menos preciso. Por tanto, se recomienda que para medir cuatro alícuotas de 1 ml se utilice una pipeta de 5 mililitros. Por lo general las pipetas de buena calidad son de vidrio de borosilicato. Pueden utilizarse una y otra vez porque las calibraciones están biseladas en el vidrio y es posible leerlas aunque la pintura se haya desprendido. Sólo se desechan

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cuando se rompen o agrietan. También existen pipetas desechables fabricadas con vidrio de cal sodada, Estas suelen ser bastante precisas y a menudo se pueden utilizar varias veces. Las calibraciones están pintadas en la superficie de la pipeta y se remueven en forma gradual por la limpieza repetida. Es necesario tener en cuenta el tipo de solución que se transferirá para elegir entre las pipetas de vidrio duro o suave. Las micropipetas, que también se denominan pipetas lambda, se utilizan con mucha frecuencia en el laboratorio clínico. Estas sirven para medir volúmenes de tan sólo 1 )lL de líquido y casi siempre son pipetas TC de volumen único. Como su relación entre superficie y volumen es muy alta, la cantidad de líquido que permanece en las paredes de la micropipeta después de que se vacía constituye una porción significativa del volumen total de líquido. Para obtener el volumen total de estas pipetas es necesario enjuagarlas varias veces en la mezcla de dilución y después soplar para expulsar hasta la última gota de líquido. Las micropipetas han sido sustituidas por micropipetas semiautomáticas. Estas son tipo TD y se encuentran disponibles en diversos tamaños, desde 1 hasta 1 000 )l.L. En algunos modelos se pueden efectuar ajustes de volumen. La punta desechable o el capilar a través del cual se toma la muestra suele ser de vidrio de silicón, vidrio o plástico. Es innecesario secar las puntas de plástico, ya que se considera que su superficie no es humect¡¡.ble. La mayoría de estas pipetas funciona con un pistón y se denominan pipetas de desplazamiento positivo.

MATERIAL NO VOLUMETRICO DE VIDRIO Existen diversos recipientes de vidrio de tamaños y formas variables para uso en el laboratorio. Suelen estar calibrados con marcas volumétricas y en ocasiones carecen de marcas. Sin embargo, las calibraciones son sólo estimados del volumen que se indica. Debido a que hay un área superficial relativamente grande de líquidos en estos recipientes, no .sirven para efectuar determinaciones precisas de volumen, y las medidas obtenidas nunca deben utilizarse con fines analíticos. Estos recipientes son más bien para contener líquidos que para medirlos. Un recipiente de este tipo es el~~- -~.! pr(!(!i@tados. Tiene diámetro uniforme y boca ancha con una muesca en el borde (fig. 1-7). Su diseño es útil para transferir un líquido a otro recipiente

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De Mohr (de medición)

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Serológica (graduada, de medición) Fig. 1-6.

Tipos de pipetas graduadas.

Fig. 1-7.

Vasos de precipitado.

/

6 • QUJMJCA CLJNICA

. Florencia

( 1

Erlenmeyer

Fíg. 1-8.

Matraces.

Otro tipo de recipiente es el matraz. Los matraces tienen cuello angosto y fondos amplios (fig. 1-8). El matraz de Florencia tiene fondo esférico o redondo y cuello angosto, mientras que el matraz Erlenmeyer tiene base cónica que se angosta hacia el cuello. Algunos de estos matraces tienen marcas de graduación pero están diseñados para efectuar mediciones aproximadas. Cuando el matraz tiene una sola marca de calibración en torno al cuello se denomina matraz volumétrico (fig. 1-9). Los hay desde 10 hasta 2 000 ml. La mayoría de ellos están calibrados para contener determinado volumen, que se encuentra escrito en el matraz. Son útiles para preparar soluciones, no para transferirlas.

Fíg. 1-9.

Matraces volumétricos.

--~---------LIMPIEZA DEL MATERIAL DE LABORATORIO La popularidad del material de vidrio desechable no se basa e: la versatilidad o confiabilidad del producto, sino más bien en 1 dificultad y los gastos asociados con la limpieza adecuada d dicho material. Los datos confiables que se obtienen en ellabc ratorio dependen no sólo de aplicar con cuidado valores cuan ti tativos (pesos y medidas), sinó también de consideracion~ cualitativas. El material de vidrio que no está perfectaÍnen1 limpio provoca falta de precisión en la calidad de los datos. Es necesario limpiar el material de laboratorio mojándc lo en forma uniforme, de manera que al enjuagarlo con agu se arrastren perfectamente los residuos; además, se enjuag perfectamente con agua destilada de manera que no quec ningún residuo, producto desconocido o qllÍIIÜco indeseabl' que pase a la solución cuando se utilice el material. El primer paso para mantener el material limpio es e1 juagarlo de inmediato · y cuidadosamente cada vez que 1 usa. A continuación se sumerge en una solución de deterge1 te (el trifosfato de sodio es una solución de prelavado exc· lente), hasta que pueda lavarse a la perfección. Si se man~ de manera correcta después de usarlo, podrá lavarse en lav dora automática. Existen diversos detergentes eficaces pa usar en estas unidades; la mayoría de los fabricantes rec miendan uno o más detergentes específicos para sus apar tos. El material de laboratorio que se limpia en lavadoras a tomáticas debe examinarse en forma periódica para deterrnin si el proceso de limpieza ha sido eficaz. Se selecciona u: pieza, se llena con agua destilada y se vacía, para observar se recubre de una película continua de agua. En caso de q· la película sea discontinua o se observen gotitas, la pieza 1 está perfectamente limpia. La evaluacíón también puede re lizarse enjuagando el recipiente seleccionado con agua des lada y midiendo el pH del agua del enjuague. Esto se efect con rapidez mediante un indicador acidobásico. Los det1 gentes para lavadoras automáticas son alcalinos y el proc~ miento anterior indica si quedan residuos de los mismos en material procesado. Hay diversos reactivos para limpiar a !llano el mater de laboratorio. Los detergentes que se utilizan con este deben estar libres de metales, ser no iónicos y no muy ale~ nos. Varios limpiadores comerciales, como Alconox®, cu plen con estos criterios. Una solución de limpieza relati· mente económica se prepara con 47 g de Na3P0 4 (fosf: trisódico), 28 g de oleato de sodio y 500 ml de agua. Esta: lución elimina con facilidad la mayoría de los residuos carbono y casi no deja residuo al enjuagar el material. En ocasiones es necesario limpiar el material con un pillo. Sin embargo, debe utilizarse con cuidado para evi rayarlo o romperlo. El cepillo ha de adaptarse al material vidrio que se v~ a limpiar y no introduci.ise por la fuerz~ mismo. Para retirar los residuos adheridos, es .necesario mojar ·el ma(erial con soluciones oxidant~s. Entré las r

RECURSOS bE LABORATORIO 1 • 7

populares se encuentra la mezcla de dicromato de sodio o potasio y ácido sulfúrico. La NBS recomienda esta solución para limpieza del material de laboratorio. Sin embargo, está prohibido arrojar cromato a los sistemas de desagüe de la comunidad y la manera de desechar la solución de limpieza y el agua de enjuague constituye un problema grave. Otras soluciones de limpieza. gue se utilizan con frecuencia ii).cluyen el agua regia, que es una mezcla 3:1 de HCl concentrado y HN0 3 . Sólo debe emplearse en el interior de una campana de seguridad para productos químicos. El ácido nítrico diluido sirve como agente de limpieza, lo mismo qué el hidróxido de potasio alcohólico, que se prepara añadiendo 120 g de NaOH o 105 g de KOH en 120 ml de H 20, a un litro de etanol al 95%. Esta solución raya el vidrio suave y no debe emplearse en material de vidrio con tapones o llaves de vidrio esmerilado. Los baños ultrasónicos de limpieza se utilizan para material de laboratorio de configuración delicada o que tiene aberturas pequeñas. El material que se limpia en estos sistemas debe enjuagarse con mucho cuidado y probarse para asegurar que está químicamente limpio. El material de laboratorio que ya se limpió a la perfección se seca en un escurridor, sobre una tabla, en un horno o inclusive a mano, o con un mechero Bunsen. El material de ' vidrio volumétrico de precisión debe secarse al aire para evitar distorsiones en el vidrio y alteraciones en la precisión.

--f-----MATERIAL DE PLASTICO

Desde el día que Enumuel Goldberg introdujo la piseta (frasco con pipeta de plástico) en el laboratorio, las aplicaciones del material de plástico van en aumento. No sólo se utilizan recipientes de forma similar y para los mismos usos que el material de vidrio, sino que hay equipo de configuraciones novedosas. Las puntas de pipeta, las placas con receptáculos múltiples y los tubos de microcentrífuga sólo se fabrican de plástico y cada vez se producen más artículos de este material para uso en el laboratorio; se fabrican para necesidades específicas y presentan ciertas ventajas con respecto al material de vidrio. En.muchos laboratorios el. material de plástico ha desplazado en gran parte · al de vidrio. La ventaja más evidente del plástico con respecto al vidrio es su resistencia ?- romperse. Esto se considera no sólo como ventaja económica, sino como mejoría en cuanto a la seguridad. Sin embargo, según el uso al cual se destine, el vidrio tiene divers~ ventajas con respecto al. plástico. Por ejemplo, las pipetas de este último no son muy populares ya que algunos plásticos se disuelven en diversos disolventes que se manejan fácilmente con pipetas de vidrio. Algunos plásticos son permeables al gas iie manera que los materiales que se oxidan o varían de pH fácilmente se almacenan de prefe. rencia en vidrio. Además, éste se esteriliza de manera más senctlla que la mayoría de los plásticos y sigue siendo el material de elección para trabajar en sistemas estériles.

En la actualidad, el material de plástico para laboratorio y sus aplicaciones continúa en expansión. Por ejemplo, un nuevo plástico de polimetilpentano tiene diversas propiedades deseables del vidrio. Puede introducirse al autoclave; es muy transparente y tiene propiedades ópticas similares a las del vidrio; puede emplearse en la fabricación de recipientes, vasos de precipitado, probetas graduadas, embudos y matraces que son muy resistentes a la rotura. Una ventaja del plástico es que las células humanas no se adhieren a su superficie. Esto tiene implicaciones significativas para /sistemas de recolección y transferencia de sangre. Sin embargo, cuando el plástico se trata de manera adecuada las células se adhieren más a él que al vidrio, lo cual es conveniente para desarrollar sistemas de cultivos celulares. El material de plástico para laboratorio se fabrica a partir de diversos polímeros. Cada uno de ellos tiene ventajas específicas, como transparencia, estabilidad a la temperatura, resistencia a las sustancias químicas, flexibilidad o resistencia. La elección y el uso de este material depende de las condiciones en que se vaya a emplear. Los productos químicos en ocasiones afectan la estabilidad y resistencia de los materiales de plástico. Se producen tres tipos generales de interacciones entre los plásticos y diversGs productos químicos. La más deseable es que el plástico permanece inerte al producto químico y no hay cambio en ninguno de los dos. La segunda es que se produce un ataque químico al polímero, que incluye oxidación, despolimerización o reacción con grupos funcionales del plástico, lo que cambia las propiedades físicas del mismo. La tercera reacción general produce un cambio físico en el plástico, hinchamiento o ablandamiento, como resultado de la absorción de disolventes u otros productos químicos nocivos. En el cuadro 1-2 se presenta un resumen general de las reacciones entre los diversos tipos de compuestos químicos y los tipos de plástico que se emplean con mayor frecuencia para material de laboratorio. Al trabajar con material de plástico es necesario observar dos precauciones. Nunca se deben almacenar sustancias oxidantes fuertes en recipientes de plástico, con excepción de recipientes de Teflon, y no deben exponerse a la flama directa ni usarse sobre una parrilla. Se utilizan tres clases de plástico para fabric:¡rr el material común para laboratorio. El grupo que se emplea con mayor frecuencia son las poliolefinas. El término poliolefina es genérico para una familia de plásticos que incluye polipropileno, polietilenos y polimetilpenteno. Los productos químicos no se adhieren con facilidad a estos plásticos, por lo cual se limpian con agua y jabón. En ocasiones es necesario eliminar los compuestos que se adhieren a ellos lavándolos con alcohol o cloruro de metilo. Los residuos ácidos se eliminan con una solución de carbonato de sodio o bicarbonato de sodio y los básicos mediante lavado ·con una solución débilmente ácida. No se deben utilizar productos a"Qr.asivos para limpiar material de plástico. El segundo grupo lo constituyeh los policarbonatos, plásticos muy resistentes que se utilizan para fabricar tubos de centrífuga, desecadores y recipientes anaeróbicos. Este plástico es estable en un rango muy amplio de temperatura pero no resulta adecuado para ácidos, bases fuertes y otras sustancias oxidantes. Los artículos fabricados con policarbo-

8 •

QUIMICA CLINICA

Cuadro 1-2. Reacciones entre compuestos químicos y diversos tipos de material de plástico para laboratorio

Sustancia o propiedad Transparencia

CPE

LPE

PPIPA

FEP ETFE TFE

T

T

T

T

e

e

e

±

+

±

+

+

+ + + + + + + + ± + ±

+ + + + + + + ± ± + ±

+ + + + + + + + + + + + +

+

+ + + ± +

Susceptible de esterilización en autoClave Flexibilidad

+ + -+

Acido débil Acido fuerte Alcohol

+ + + +

Aldehídos Bases Esteres Hidrocarburos (alifáticos) Hidrocarburos (aromáticos)

± ±

Hidrocarburos (halogenados) eetonas

+ ±

Agentes oxidantes

PC

PSF

+ ±

±

PS

+ + + +

+

PMP

+ + + + + + ±

±

±

+ ±

Resinas CPE

Polietileno convencional

LPE

Polietileno lineal

pp

Polipropileno

PA

Polialómero

FEP, TFE

Teflon

ETFE

Tefzel

PC

Policarbonato

PSF

Polisulfona

PS

Poliestireno

PMP

Polimetilpenteno

T =translúcido; C = transparente; + = compatible; ± = poco compatible; - = Incompatible

nato se limpian con jabón o detergente y es necesario enjuagarlos a la perfección antes de introducirlos al autoclave. Las resinas de fluorocarbono se utilizan en la manufactura del tercer grupo de plásticos. El equipo que se fabrica con ellos es inerte químicamente, estable de -200 a +250°C y tiene superficies no humectantes. El Teflon, el plástico más común de este tipo, se emplea para la elaboración de varillas de agitación, llaves de bureta, tuberías y recubrimientos internos para tapones de botella. El Teflon es resistente a ácidos, álcalis y disolventes orgánicos, pero se raya con facilidad y se deforma cuando no se utiliza de manera correcta. El polipropileno, el polimetilpenteno, el Teflon y el Tefzel pueden esterilizárse varias veces en autoclave; el polietileno lineal puede meterse al autoclave con cuidado. El policarbonato no debe introducirse al autoclave más de 20 min. Los demás plásticos de uso común no pueden introducirse al autoclave (cuadro 1-2). La tubería de plástico se emplea con mucha frecuencia en el laboratorio. La de Teflon es químicamente inerte a ácidos, disolventes orgánicos, álcalis y sales. Sólo soporta temperaturas de -177 hasta 260°C y retiene su flexibilidad y estabilidad. El plástico de polivinilo, por ejemplo Tygon,

también se usa para tubería de laboratorio. Es transparente, resistente a los productos químicos y puede introducirse al autoclave.

----~-----AGUA PARA LABORATORIO El agua es el producto químico de mayor uso en el laboratorio clínico. Su función fundamental en casi todas las pruebas de laboratorio hace necesario comprender de manera general sus propiedades y los procesos que se requieren para asegurar su calidad. El agua, al igual que otros .productos químicos, se requiere en diversos grados de pureza, de acuerdo con el uso al cual se destine. Ninguna fuente natural de agua es suficientemente pura para utilizarse en el laboratorio sin algún procedimiento de purificación. Inclusive el agua de lluvia contiene algunos elementos disueltos, como N2 , C0 2 u

RECURSOS DE LABORATORIO 1 • 9

Cuadro 1-3. Compuestos que precipitan los iones que provocan lo dureza del aguo Hidróxido de amonio Bórax (tetraborato de sodio) Hidróxido de calcio y carbonato de sodio Hidróxido de potasio Carbonato de sodio Hidróxido de sodio Fosfato trisódico

NH40H Na284(}¡ Ca(OH)2 + Na2C03 KOH Na2C03 NaOH Na3P04

óxido nitroso. Además, esta agua está "contaminada", ya que al entrar en contacto con la tierra recoge iones positivos y negativos como Na+, Ca2+, Mg2+, Fe2+, HC03-, SO~+, CI- y N0 3-. El agua de la superficie contiene también diversos compuestos orgánicos y bacterias, así como otros microorganismos. Las aguas terrestres, aunque sean potables, pueden ser duras y contener Ca2+, Mg2+ o Fe3+, por lo cual no pueden emplearse para procedimientos clínicos o analíticos sin el tratamiento adecuado. El agua dura que contiene calcio, hierro y otros elementos, se ablanda mezclándola con compuestos que hacen precipitar las sales de los elementos que provocan la dureza. Es posible añadir diversos compuestos al agua para que precipiten con los iones contaminantes de cargas positivas. Algunos de ellos se enumeran en el cuadro 1-3. El agua también se ablanda si se pasa por un lecho de resina sintética. Estas resinas de intercambio iónico eliminan los iones calcio y magnesio que provocan la dureza y los remplazan por iones suaves, generalmente de sodio. El agua que se ablanda por este procedimiento se denomina agua desionizada. Esta puede contener niveles inaceptables de impurezas, incluyendo materia orgánica o no electrólitos, y no es estéril ni pura. La purificación adicional se efectúa mediante destilación. Sin embargo, incluso el vapor que se condensa del agua en ebullición transporta impurezas como carbonatos, sulfatos, sodio y potasio. Con el fin de purificar aún más el agua que se destiló una sola vez, se emplean destilaciones secuenciales que dan como resultado agua bi o tridestilada. Aunque estos procesos reducen en forma considerable los materiales indeseables que se encuentran en solución en

el agua natural, es posible que aun el agua bi o tridestilada contenga compuestos orgánicos en solución. La pureza del agua destilada se mejora si se añade permanganato de potasio al recipiente de la destilación. Con este procedimiento se reduce en forma considerable la cantidad de materia orgánica que lleva el destilado. El agua que contiene grandes cantidades de impurezas se trata previamente mediante filtración. En este procedimiento, que se denomina ósmosis inversa, el agua que se tratará se fuerza a pasar a través de una membrana semipermeable. Este proceso elimina algunos iones, moléculas de gran tamaño y sólidos del agua, que se purifica aún más mediante destilación o desionización. Otros procedimientos que se emplean para la purificación de agua incluyen la filtración a través de una membrana con poros de 0.2 ¡.Lm. En general este procedimiento se rea~ liza después de otros tratamientos y el agua queda esterilizada y libre de partículas. Algunos laboratorios filtran el agua a través de un lecho de carbón activado para eliminar los materiales orgánicos disueltos. Las recomendaciones del National Committee for Clinical Laboratory Standards (NCCLS) con respecto al agua, definen diversos criterios para establecer su calidad para uso en el laboratorio. Utilizan el término agua grado reactivo y designan su calidad como tipo I, II o III. En el cuadro 1-4 se indican los criterios fundamentales para caracterizar el agua de estos tres tipos. El agua grado reactivo tipo I es de muy alta pureza. Se obtiene tras varios pasos de purificación, por ejemplo, prefiltración por ósmosis inversa, destilación, desionización, filtración con carbono y filtración con membrana. Es evidente que el agua grado reactivo tipo I es costosa y debe utilizarse con el mismo cuidado que otros productos químicos grado reactivo. El agua tratada no se debe almacenar por periodos prolongados y debe guardarse en recipientes de vidrio adecuádos (Vicor® o Pyrex®) para evitar la ~ontarninación iónica de vidrios más suaves. El agua para el enjuague final del material de vidrio debe ser de la misma calidad que este último. Así, el material de vidrio que se emplea para ensayos con agua tipo I, debe enjuagarse en la etapa final con agua tipo I. A continuación se sugieren varios usos para el agua grado reactivo. Tipo I: se emplea para pruebas que requieren de

Cuadro 1-4. Criterios de lo NCCLS poro el aguo grado reactivo

Tipo/

Tipo 11

Tipo 111

pH

N.A.*

N.A.

5.0-8.0

Silicato SI02 mg!L (máx)

0.05

0.1

1.0

Resistencia M ohm/cm (M ohm/cm a 25°C)

10

2.0

0.1

CFU bacteriano/mililitro

10

10 3

Filtrada con carbón

N.A. N.A.

N.A. N.A. N.A.

Material orgánico Partículas de materia CFU = unidades que forman colonias 'N.A.= no aplicable

Filtrada con membrana

10 •

QUIMICA CUNICA

máxima precisión, como preparación de estándares, determinaciones de electrólitros, análisis enzimático, determinaciones de trazas metálicas y cultivos de células; tipo TI: en general se usa en diversos procedimientos de laboratorio, en la mayoría de los procedimientos de química, inmunología, hematología y otras pruebas clínicas;, típo ID: preparación de material de vidrio, medios bacteriológicos, en histología y en algunos procedimientos cualitativos de laboratorio, La pureza del agua se comprueba mediante procedimientos normales para determinar el pH, el recuento bacteriano y la resistencia. Al eliminar los iones del agua, aumenta más su resistencia al paso de corriente eléctrica (cuadro 1-5). Dicha resistencia se determina en ohms por centímetro y, como se observa en el cuadro 1-4, el agua grado reactivo tipo I tiene resistencia de 10M ohm/cm o más.

---r------RESUMEN

La precisión de los datos de laboratorio depende en parte de la calidad y tipo de material de vidrio y de plástico que se emplee para medir, almacenar y manejar los reactivos y muestras de los pacientes. Es necesario tener en cuenta las características de fabricación del material de vidrio antes de comprarlo, para asegurar que se obtengan recipientes adecuados. El material de vidrio volumétrico incluye matraces, probetas graduadas, buretas y pipetas, cuyo uso se reserva para determinaciones más precisas. El material de vidrio no volumétrico. se utiliza para mezclar y no para medir, ya que su calibración es menos precisa.

Cuadro 1·5. Resistencia de soluciones comunes Solución Agua ultrapura

Resistencia ohm/cm

>10M

Agua destilada

1M

Agua terrestre (normal)

30 K

NaCI 0.05%

1 000

Agua de mar

50

H2S04

1

Las pipetas se clasifican en volumétricas o graduadas. Las volumétricas proporcionan un volllinen fijo de líquido y se emplean cuando se requiere mayor precisión. Las pipetas graduadas, como la de Mohr o las serológicas, sirven para medir cantidades variables de reactivos, aunque son menos precisas. Es necesario aplicar una buena técnica de limpieza para evitar la imprecisión de las mediciones que resulta del uso de material de vidrio que no se limpió de manera correcta. EÍ empleo de material de plástico en el laboratorio clínico aumenta día tras día. Ciertos tipos de materiales de plástico presentan determinadas ventajas con respecto al material de vidrio y conservan el grado de precisión que se requiere para las mediciones. Por último, la pureza del agua para laboratorio clínico constituye una parte muy importante de la calidad total de los datos de laboratorio. Existen diversos grados de pureza; la más pura es el agua grado reactivo tipo I. Los procedimientos deben efectuarse utilizando el agua con la pureza ·necesaria.

ReactiVo${:j cálculq~ de laborqtorio

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

• Calcular la normalidad de una solución, el número de miliequivalentes o el peso deseado de una sustancia.

• Aprender la manera de indicar la pureza de los reactivos químicos.

• Efectuar conversiones entre unidades de medición.

• Definir y conocer las aplicaciones de los estándares primarios, secundarios y de referencia. • Conocer los prefijos, símbolos y valores decimales de las unidades del sistema métrico. • Llevar a cabo cálculos para transformar temperaturas de las escalas Fahrenheit, Celsius y Kelvin.

e Definir% W/V,% W/W y% V/V. • Expresar la concentración de una solución en unidades de% wjv,% wjw, o% vjvy calcular el peso deseado de una sustancia para estas unidades porcentuales. • Definir la molaridad y calcular la de una solución, el número de milimoles o el peso deseado de una sustancia.

• Realizar cálculos en los que se incluya el agua de hidratación. • Describir la manera de preparar una dilución sérico determinada. • Calcular el número de diluciones y determinar la dilución de un tubo dado en un sistema de dilución seriada. • Conocer la gravedad específica y el valor de ensayo de úna solución; calcular el volumen o masa que se requiere-para preparar una concentración dada.

CONTENIDO DEL CAPITULO REACTIVOS ESTANDARES

• Definir la molalidad y calcular la de una solución. • Definir el peso equivalente y la normalidad.

CALCULOS DE LABORATORIO Sistema métrico Temperatura 11

12 • QUIMICA CLINICA

Concentración Soluciones porcentuales % W/V (%peso/volumen) % w/w ("/o peso/peso) % v /V (volumen/volumen) Molarldad Molalldad Normalidad Conversiones Hidratos Diluciones Diluciones en serie Gravedad específica Sistema Internacional de Unidades

PROBLEMAS PRACTICOS

Para efectuar análisis químicos precisos y exactos es necesario tener en cuenta diversas variables, además de ladestreza clínica y experiencia dellaboratorista. Una de estas variables es el uso de reactivos químicos, incluyendo agua de pureza suficiente para excluir interferencias de sustancias que invaliden los resultados analíticos. Un reactivo es cualquier compuesto químico o solución que se emplea en análisis clínicos. Debido a que existen paquetes de reactivos ya preparados, no es tan importante saber prepararlos corno sí lo era antiguamente. Sin embargo, en caso necesario, es preciso saber cómo se preparan ciertos reactivos a partir de los productos químicos de la pureza necesaria.

--r------.REACTIVOS

Existen diversos grados de pureza entre los reactivos químicos. Los productos que se conocen como grado reactivo, o grado analítico reactivo, son los que cumplen las especificaciones de la American Chernical Society (ACS). Se recomienda utilizarlos para efectuar análisis debido a su alto grado de pureza. Los reactivos ultrapuros tienen un grado de pureza superior y están indicados para su uso en instrumentos o técnicas que requieren de especificaciones más altas. La designación de grado USP y grado NF se refiere a productos químicos que cumplen las especificaciones de la United States Pharmacopoeia y del National Formulary, respectivamente. Estas designaciones se aplican a productos que contienen cierto grado de impurezas que no es nocivo para_la salud; así, son de interés para el químico farmacéutico, pero quizá no tengan la suficiente pureza para el análisis químico. Los productos químicos que no se consideran suficientemente puros para usarse corno reactivos se designan corno

químicamente puros (CP). Otras denominaciones que indica,n suficiente pureza para análisis clínico incluyen grado purificado, práctico, técnico y comercial. Corno no existen normas para las marcas de este tipo, es probable que la calidad del reactivo varíe según el fabricante.

-------ESTANCARES

Los estándares que' se emplean en el laboratorio clínico se designan corno primarios, secundarios o de referencia. Los estándares primarios se preparan a partir de productos químicos grado reactivo o más puros, que se pesan o miden directamente para producir una solución estándar de concentración exacta conocida. El grado de pureza de los estándares primarios es 99.98%, de acuerdo con la Intemational Union of Pure and Applied Chernistry. En general, este grado excede los límites que se alcanzan o se necesitan para estándares que se utilizan en el laboratorio de clínica. Los estándares secundarios son soluciones estándar cuya concentración exacta es imposible de precisar midiendo el soluto, pero se determina analizando una alícuota de la solución con un estándar primario de calibración. El estándar secundario resulta adecuado para análisis químicos y es el tipo de estándar que se emplea con mayor frecuencia. Los estándares de referencia los desarrolló inicialmente la National Bureau of Standards e incluyen sustancias que son difíciles de purificar, como colesterol y bilirrubina. Se venden con un certificado que indica sus propiedades químicas y físicas. Aunque no alcanzan el porcentaje de pureza que corresponde a los estándares primarios, se utilizan en análisis clínicos para determinar la concentración de otras muestras o para precisar la concentración de un estándar secundario .

--------CALCULOS DE LABORATORIO

SISTEMA METRICO Habitualmente las mediciones científicas se reportan utilizando el sistema métrico. Este es un sistema con base decimal y por tanto compatible con operaciones matemáticas en las que se usan decimales. Su ventaja radica en que es posible fraccionar las unidades estándar de medición según fracciones decimales. Las unidades estándar para expresar peso, longitud, volumen y tiempo son gramo, metro, litro y segundo, respectivamente. Las partes fraccionarias de las unidades estándar se desarrollan multiplicando el estándar por alguna potencia·de 10. Cada fracción tiene un símbolo representativo y un prefijo. En el cuadro 2-1 se da una lista de las unidades

REACTIVOS Y CALCULOS DE LABORATORIO 2 •

fundamentales del sistema métrico con los símbolos y prefijos correspondientes. Los científicos de laboratorio clínico que llevan a cabo análisis cuantitativos deben estar familiarizados con el uso del sistema métrico y las relaciones entre las unidades fraccionarias. Con frecuencia se requiere convertir de una a otra unidad. Esto se facilita si se conocen los prefijos comunes y sus fracciones decimales correspondientes. Ejemplo 2-1

Realizar las conversiones que se indican

= __

50 fLL

1 ml

ml ml

= 50j.J5 x 1 OOO)lE:' = 5 x I0- 2

0.5 mg

= __ ¡Lg

¡Lg

=

¡Lg

= 500

0 5...mg . .

250 ml

L L

X

JO' ¡Lg I.mg

ng

Prefijo Tera

Símbolo

Potencia de 1O

T

1012

Decimal

1 000 000 000 000.0

9

1 000 000 000.0

Giga

G

10

Mega

M

106

1 000 000.0

Kilo

k

103

1 000.0

Hecto

h

102

100.0

Deca

da

101

10.0

d

10-1

0.1

Centi

e

10-2

0.01

Mili

m

10-3

0.001

Micro

ll

10-s

0.000001

Nano

n

10"9

0.000000001

Pico

p

10·12

0.000000000001

Femto

10

-1s

0.000000000000001

Ato

10·18

0.000000000000000001

a

= __ L IL

= 250...m:Y x l OOO..m1 = 0.25

0.05 mg = _ _ ng ng

Cuadro 2-1. Sistema métrico

Deci

ml

1:!

10 6 ng

= 0.05.-mg- x 1..mg= 5 x 104

10 cm= _ _ mm mm=

mente cuando se van a utilizar temperaturas muy altas o muy bajas. Aunque la escala Celsius es la que más se emplea en el laboratorio clínico, en ocasiones es necesario efectuar conversiones entre una y otra escalas. Para realizarlas, pueden utilizarse las siguientes fórmulas:

op = (°C

X 9/'i)

°C = (°F - 32)

+ 32 X

5/y

10 mm -lo ..GHr x !..cm-

mm= 100

CONCENTRACION

TEMPERATURA En la actualidad se utilizan tres escalas de temperatura. Las escalas Fahrenheit (F) y Celsius (C) son las que se emplean con mayor frecuencia. En ambas escalas hay puntos fijos que corresponden al punto de congelamiento y de ebullición del agua al nivel del mar. En la escala Fahrenheit, 32° es el punto de congelamiento del agua y 212° el de ebullición; en la escala Celsius, 0° y 100° son el punto de congelamiento y de ebullición del agua, respectivamente. La escala Celsius se divide en 100 unidades y la escala Fahrenheit en 180. La escala Kelvin (K) tiene divisiones del mismo tamaño que la escala Celsius, pero el punto cero corresponde al cero absoluto, que es igual a -273° en la escala Cclsius. Se aplica especial-

Una solución se define como una mezcla homogénea de dos o más sustancias. La sustancia se denomina soluto cuando se encuentra disuelta en una solución, y la matriz en que se disuelve se llama disolvente. Aunque las soluciones pueden ser gaseosas, líquidas o sólidas, a continuación sólo se describirá la preparación de soluciones líquidas.

Soluciones porcentuales

La cohcentración de las soluciones se expresa de diversas maneras. La forma de expresión más común es la concentración porcentual. Hay tres métodos para enunciar la concen. !ración porcentual:

14 • QUIMICA CUNICA

l. % w/v (peso/volumen) 2. % w/w (peso/peso) 3. % v/v (volumen/volumen)

300 g de la solución deseada - 60 gNaCl 240 g de disolvente (~O)

%w/v

Mézclense 60 g de NaCl con 240 g de

El % w/v se emplea como unidad de medición cuando el soluto es una sustancia sólida y el disolvente es un líquido. Las concentraciones de% w/v se escriben en forma similar a 5% w/v. Cuando la expresión se escribe de esta manera se comprende que las unidades de medición de concentración son gramos/lOO ml de solución. Así, una solución al 5% w/v es igual a 5 g de soluto por 100 ml de solución. Al efectuar cálculos de o/d w/v, en general se desea determinar cuántos gramos de soluto se requieren por cada 100 m1 de solución. Ejemplo2-2

Los problemas de % w/v se resuelven fácilmente aplicando la siguiente fórmula general:

1 ~ ~l

X

X ml de la solución deseada.

Aplicando esta fórmula se resuelve el problema como sigue: g=

%v/v Las soluciones porcentuales expresadas en volumen por volumen unitario se emplean cuando tanto el soluto como el disolvente son líquidos. La unidad típica de medición es mililitros de soluto en 100 mililitros de solución. Ejemplo2-4

¿Qué peso de glucosa se requiere para preparar 100 ml de una solución al10% w/v?

g=

~0.

¿Qué cantidad de etanol se requiere para preparar 150 ml de una solucióit al15% v/v?

ml =

{g0~ etanol

X

150 m1 de la solución deseada

= 22.5 m1 etanol

Combinar 22.5 ml de etanol con 127.5 ml de Hp.

;~ ~l x 100 ml de la solución deseada.

1

= 10 g

Se añaden 10 g de glucosa a un matraz volumétrico de 100 ml y se llena hasta un volumen total de 100 mililitros.

%w/w Las soluciones porcentuales que se expresan como % w/w se calculan usando el peso de la solución final en vez del volumen. El peso generalmente se expresa en gramos. Ejemplo2-3

Obtener 300 g de una solución acuosa al 20% w/w de NaCl. Para resolver este problema, primero es preciso calcular el peso de soluto (NaCl). A continuación se determina el peso del disolvente, para que al añadirlo al del soluto sea igual al peso de la solución final. g NaCl =

20

1~~;Cl

X

300 g de la solución Jeseada.

=60 g NaCl

Como el ag11a es el disolvente, para determinar el peso del disolvente simplemente se resta el peso del soluto del de la solución final .

Molaridad

Otra forma de expresar la concentración de una solución es mediante la molaridad. Esta indica el número de moles de soluto por litro de solución (1 L); por tanto, las unidades de medición de molaridad son moles/litro. Una solución 1 molar contiene un mol de soluto por litro de solución y se expresa como mol/Lo M. Un mol de un compuesto dado es igual al peso molecular gramo de dicho compuesto y se obtiene sumando los pesos atómicos de los átomos que lo forman. Por ejemplo, el peso molecular del NaCI es

Na= 23 CI = 35.5 58.5 Una solución 1 molar de NaCl contiene 58.5 g de NaCl por litro d,e solución. Un método simplificado para calcular la molaridad y otros problemas de este tipo, en el cual no es necesario memorizar las fónnulas, es el proceso de cancelación de unidades. Estos cálculos se llevan a cabo en tres pasos. l. Se identifican las unidades que se desean en la respuesta y se escriben en el lado izquierdo de la ecuación.

REACTIVOS Y CALCULOS DE LABORATORIO 2 •

2. Se escriben todos los números y unidades conocidos en forma de proporciones, del lado derecho de la ecuación. Se añaden unidades adicionales en forma de proporción para cancelar todas las unidades, excepto las que se desean en la respuesta. 3. Se llevan a cabo los cálculos.

15

Ejemplo2-7

Una solución c.ontiene 3.5 g de HCl en 1 L. ¿Cuántos milimoles contiene? mol _ ~ Lmel- 1 000 mol L - 1 L X 36.5_.g--x 1..mel:-

Ejemplo2-5

Calcular la molaridad de una solución de NaCl que contiene 87 g por litro de solución. l. Se escriben las unidades que se desean del lado izquierdo de la ecuación

mol litro2. Se escriben todas las unidades dadas en forma de proporción para que se cancelen entre sí, con excepción de las unidades que se desea obtener. =llixl mol 1 L 58.5g 3. Se efectúan los cálculos

mol = :§]%x 1 mol litro 1 L 58.5_.g"

=95.9 mzl

Molalidad

La molalidad es una expresión de la concentración que difiere de la molaridad porque indica la cantidad de soluto por 1 000 g (1 kilogramo) de disolvente, en vez de la solución final, como en el caso de la molaridad. Las unidades de molalidad son moles/1 000 g de disolvente. La molalidad es una medición peso/peso en vez de peso/volumen y por tanto es independiente de la variación de temperatura, por lo cual determina la concentración en forma más precisa que la molaridad. Sin embargo, es menos conveniente para éfectuar cálculos, por lo cual no se emplea con frecuencia en el laboratorio clínico. Como la mayoría de las soluciones que se emplean en el laboratorio clínico son acuosas, hay muy poca diferencia entre la molalidad y la molaridad. Ejemplo2-8

= l.i? mol = 1.49 mol!L = 1.49 M ltro

¿Cuál es la molalidad de una solución de 127 g de NaCl (PM =58.5) disueltos en 1 000 g de agua destilada? mol 1 OOOg

127 g x -=-=--=1_m-=o-=-l-= 58.5 g NaCl

1 000 g

2.17 mol 1000 g~O

Ejemplo2-6

¿Cuántos gramos de NaOH hay en 500 ml de una solución4M? _4.mGl- ~ 1~ g- 1~ x 1-IOOl-x 500.-ml-x 1 OOO..ml= 80 g

También es importante entender el concepto de la unidad milimol para problemas de molaridad. Un milimol equivale a 111 000 de mol y, a la inversa, un mol es igual a 1 000 milimoles. Así, mol litro

milimoles mililitros

Normalidad

La normalidad de una solución es otra expresión de su concentración. La normalidad es similar a la molaridad, excepto que la concentración se basa en pesos equivalentes en vez de pesos moleculares. Un peso equivalente se define como la masa de un elemento o compuesto que se combina con, o sustituye a, un mol de hidrógeno. El peso equivalente depende de la carga total del ion positivo o valencia del elemento. La valencia se determina mediante el análisis de la fórmula del compuesto químico o consultando la tabla periódica de elementos. De manera general, el peso equivalente de un compuesto es igual al peso molecular dividido entre la valencia: . peso molecular peso eqUivalente= al . v enc1a

16 • QUIMICA CLINICA

Si el compuesto es un ácido, un equivalente es la cantidad de sustancia que contiene un hidrógeno sustituible. Por ejemplo, en el caso de un compuesto monovalente como HCl, la valencia de H+ es 1, de manera que peso equivalente = peso molecular. Sin embargo, cualquier elemento con valencia superior a 1 tendrá peso equivalente menor al peso molecular. El ácido sulfúrico, H2S04 , contiene dos hidrógenos sustituibles, lo que se determina observando su fórmula. Por tanto su valencia es 2 y el peso equivalente es 45 g (98 g/2). La relación entre equivalentes y moles en este ejemplo es: 1 equivalente= 0.5 mol

Otra expresión importante en los cálculos de laboratorio es ei miliequivalente (meq). Un miliequivalente es 1/1 000 de equivalente; al igual que 1 000 mg = 1 g, 1 000 meq = 1 eq. Ejemplo 2-11

Calcular la concentración de cloruro en meq/L de una solución que se prepara diluyendo 25 g de BaCl2 hasta 2 L. (PM = 208) meg _ ~ l.mcrt ~ 1 000 meg 1-eqL - 2 L X 208..g. X 1.mci"X

o

= 120 meg L

1 mol = 2 equivalentes Si se trata de una base o una sal, un peso equivalente es la cantidad de sustancia que reaccionará con un hidrógeno sustituible. El NaOH se disocia en Na+ y OH-. La valencia o carga positiva total es l. Por tanto, como hay un hidrógeno sustituible, el peso equivalente es igual al peso molecular. En Al(OH) 3 hay tres hidrógenos sustituibles. La valencia o carga positiva total es 3. El peso equivalente es 78 g/3 = 26 gramos. Como la normalidad es igual al número de pesos equivalentes (o equivalentes) de soluto por litro de solución, las unidades en que se mide son equivalentes/litro (eq/L). Una solución 1 normal se indica como 1 N. Ejemplo2-9

CONVERSIONES En muchos casos, en el laboratorio clínico se encuentra una solución cuya concentración no está expresada en la manera que se desea. Por ejemplo, puede ser necesario transformar molaridad en normalidad. La transformación de unidades de concentración se lleva a cabo fácilmente mediante el método de cancelación de unidades. Ejemplo 2-12

Transformar H2S04 5 M en normalidad.

¿Cuál es la normalidad de una solución que contiene 150 g de NaCl por litro? (PM = 58.5)

~- S.mot" ~ L. - 1 L X 1.mot"

=lO~= ION L

= 2.56

T-

= 2.56 N

Ejemplo 2-13

Convertir Hl0 4 12 N en molaridad. Para realizar cálculos de normalidad es necesario incluir la relación proporcional de equivalentes y moles. Para calcular la respuesta necesaria se determina el número de equivalentes por mol, o moles por equivalente:

mol_~

L

-

lL

X

1mol 3~

. =4 mol=4M L

Ejemplo 2-10

Calcular la normalidad de una solución que contiene 75 g de Ba(OH) 2 en 850 ml de Hp. (PM = 171)

Ejemplo 2-14

Transformar NaOH 0.4 M a% w/v. (PM = 40)

_g_ - OA ..mM- _iQ_g_ 0.1k 100 ml l.J:;- x l.m:clx 100 ml = 1.03

T-

= 1.03 N

01 -- __l&_g_100 ml - 1·67 0 w1v

REACTIVOS Y CALCULOS DE LABORATORIO 2

Ob-sérvese que no se emplea el 100 como divisor, aunes-:.á presente en el denominador de la última unidad. No ::..: C..C:...id.e por 100 porque la unidad que se desea en el deno_:,_,;for del lado izquierdo de la ecuación son 100 ml, no '· .:;!emente mililitros. En los cálculos de laboratorio con frecuencia se requiere r:::r--sformar mg/dl a meq!L. Estas conversiones también pue.- : ::1 efectuarse por el mismo método. =..-~

Ejemplo 2·15

Se reporta la concentración de sodio como 250 mg/dl ¿Cuál es su concentración en meq/L? (PM =23) ~

L

_ 250-mg- ~ 1 000 meg - 100 .mt X l.mcl' X 1Mt""

l.me:l-

Lg=-

x 23..g-- X 1 OOO.mg- x

1 OOO.ml:-

1L

= 109 meg

•

El método más fácil para efectuar cálculos con hidratos es plantear el problema en forma de proporciones antes de resolverlo.

Ejemplo 2-17

Un procedimiento indica que es necesario preparar una solución al 10% de CuS0 4• Se dispone únicamente de CuS0 4 • Hp. Según la definición de% w/v se sabe lo siguiente

_ _lQ__g__ 10%-100ml Pero es necesario saber qué cantidad del monohidrato equivale a 10 g de la forma anhidra. En el método de proporciones se comparan los pesos moleculares de ambos compuestos para calcular el número de gramos de hidrato que deben emplearse.

L

160 g de la forma anhidra 178 g del monohidrato

= 1Og de la forma anhidra X g del monohidrato

160X=178x10

Ejemplo 2-16

Se reporta una concentración de calcio de 10 mg/dl. Exprésela en mmol/L. (PM = 40). mmo1 _ ~ 1 mmol 1 000-ml:-L - 1OO.ml-x 40..mg- x lL

X= 11.13 g En 100 ml de solución, 11.13 g del monohidrato equivalen a 10 g de la forma anhidra. Obsérvese que la diferencia de pesos moleculares (178- 160 = 18) representa el peso molecular de una molécula de agua.

= 25 mmol . L

Ejemplo 2-18

HIDRATOS Con frecuencia, al fabricar un compuesto químico quedan cantidades variables de moléculas de agua unidas a cada molécula de sal. Estas moléculas de agua se denominan agua de hidratación. Algunas sales se encuentran disponibles en forma anhidra (sin agua) y en forma de uno o más hidratos. Es necesario incluir estas moléculas de agua en los cálculos. A menudo no se dü;pone del hidrato necesario de una sal, sino de alguna otra forma de la misma. Por ejemplo, el sulfato de cobre viene en forma anhidra (CuS04), como monohidrato (CuS0 4 · H 20) o como pentahidrato (CuS0 4 · 5 H 20). Para preparar un litro de solución 1 molar de sulfato de cobre se requiere: 160 g CuS0 4 178 g CuS04 · H20

250 g CuS04 · 5 H20

17

Calcular el número de gramos que se requieren para preparar 400 mi de una solución 0.5 N de CaCl2 usando CaCl 2 • 2 Hp. Primero se determina el número de gramos en 400 ml de CaCI 2 0.5 N. (PM = 111)

=ll.lg Cuando se determina el número de gramos de la forma anhidra se compara en forma de proporción el peso molecular de la forma anhidra y la hidratada para determinar el número de gramos de hidrato.

18 • QUJMICA CLJNJCA

111 g de la forma anhidra 146 g del hidrato

11.1 g de la forma anhidra X g del hidrato

l parte de suero 5 partes total

Xml de suero 250 ml de solución total

111X = 146 X 11.1 X= 14.6 g de

cae~

· 2 ~o

5X=250 X=50ml

DILUCIONES Cuando se efectúa una dilución, se obtiene una solución más débil a partir de otra más concentrada. Se añade un diluyente, por ejemplo agua, a una alícuota de la solución más concentrada, lo que da como resultado una de concentración inferior. En el laboratorio clínico las soluciones suelen expresarse como una parte de la solución original con respecto a las partes totales de solución final, que incluye tanto solmo como disolvente. Una dilución 1:10 se prepara con una parte de solución concentrada que se diluye hasta un volumen total de 10 partes. La dilución 1:10 se expresa simplemente como 1:10, 1 a 10 o 1110. Si se efectúa una dilución de suero 1:10, la proporción adecuada será: 1 parte de suero

+ 9 partes de diluyente 10 partes de solución final Ejemplo 2-19

Calcular el grado de dilución de 5 ml de suero con 15 ml de solución salina.

Para producir 250 ml de una dilución 1:5 de suero en solución salina se vierten 50 ml de suero en un matraz y se añade suficiente solución salina hasta un volumen total de 250 ml.

Otro tipo de problemas de dilución en los cuales es necesario cambiar la concentración de una solución dada se resuelven con la siguiente fórmula simple:

Esta fórmula permite transformar una solución de volumen y concentración conocidos (V 1C 1) en otra de concentración menor (V2 C2). Es necesario conocer tres de los cuatro valores para resolver la ecuación. Puede utilizarse cualquier unidad de volumen y concentración siempre y cuando se emplee en ambos lados de la ecuación. Ejemplo 2-21

¿Qué cantidad de alcohol al 20% se requiere para preparar 1 L de alcohol al10%?

5 ml de suero

+ 15 ml de solución salina 20 ml de solución final Esta solución sería una dilución 5:20. Sin embargo, generalmente las diluciones se indican como 1 con respecto a algún número. Para transformar la dilución 5:20 de esta manera se plantea el problema como sigue:

5 1 20 =X

1L

X

10% = X L

X

20%

20X=-10 X= 0.5 L Al diluir 500 ml de alcohol al 20% a 1 L con Hp se obtiene una solución al10 por ciento.

5X=20 X=4 Ejemplo 2-22

La dilución es 1:4. Hay una parte de suero por cuatro partes de solución total.

¿Cuál es la concentración de una solución si se diluyen 25 ml de solución de 1.5 M a 250 ml?

Ejemplo 2-20

Preparar 250 ml de una dilución 1:5 de suero en solución salina.

250 ml X X M = 25 ml X 1.5 M 250X = 37.5

REACTIVOS Y CALCULOS DE LABORATORIO 2 •

15

serie. El volumen total es igual al volumen que se transfien más el volumen de diluyente que ya se encuentra en el tubo.

X=0.15M La solución resultante tendrá una concentración de 0.15M.

Ejemplo 2-24

Esta misma fórmula también puede aplicarse a problemas acidobásicos cuando se desea saber qué volumen o concentración de una sustancia neutralizará a un volumen conocido de otra sustancia de concentración también conocida. Ejemplo 2-23

¿Cuál es la dilución del siguiente sistema de dilución en serie formado por cinco tubos? Se han añadido las siguientes canddades de diluyente a los tubos: 0.5 ml al tubo 1 y 0.5 ml a los tubos 2,, 3, 4 y 5. A continuación se añadieron 0.5 ml de suero del paciente al tubo 1 y se transfirieron en serie 0.5 ml hasta el tubo 5. Por último, se descartaron 0.5 ml del tubo 5.

1 0.5 X= 1.Q

¿Qué cantidad de H 2S04 5 M se requiere para neutralizar 100 ml de NaOH 4 M?

0.5X = 1.0 X=2

lOOmlx 4M= Xmlx 5M 400=5X X= 80ml Se requieren 80 ml de H2S04 5 M para neutralizar 100 m1 de NaOH 4 M.

Con frecuencia se desea determinar la dilución de deter· minado tubo (X) de un sistema de dilución en serie. Esta SE calcula como sigue:

l

1 Solución del tubo 1 = dilución de X [ , d dil . . <Xnumero e uc10nes ~ Ejemplo 2-25

DILUCIONES EN SERIE En ciertos análisis que se realizan en el laboratorio clínico se utiliza una técnica semicuantitativa que se denomina titulación. Este procedimiento es de gran utilidad en pruebas serológicas, en las que se requiere estimar el volumen de un anticuerpo en una muestra clínica. Con esta técnica se preparan diluciones en serie del suero. Una dilución en serie constituye una sucesión de diluciones con incrementos progresivos y regulares, en los cuales cada dilución subsecuente es menos concentrada que la anterior por una cantidad conocida, N. En un sistema de N diluciones en serie, la concentración de soluto en cada dilución sucesiva equivale a 1/N de la anterior. Con frecuencia las diluciones en serie se efectúan "al doble", o sea que cada dilución tiene la mitad de la concentración que su predecesora inmediata. La cantidad de dilución de un sistema se determina mediante la siguiente fórmula:

cantidad de dilución

volumen transferido volumen total

El volumen transferido es igual al volumen constante que se transfiere a cada tubo sucesivo en el sistema de dilución en

¿Qué dilución tienyel ,tubo 3 del ejemplo

-~-~

1 X=-

2

1 <3·ll

1

, ·

--~- 1) í

. •

'

an.t~rior?-

... oE ·

---

We : "" fm

X-

2

)r~L · .r~ uuti u;-;·, ir!<í·; ,.: -~ La.dilución del suero d~l'.fu'b<'r 3\l es}\:rs~ · 1

GRAVEDAD ESPECIFICA

La gravedad específica se emplea en el laboratorio para tr2bajar con líquidos comerciales concentrados, como ácidcs .:: bases. Cuando se trabaja con líquidos no es conveniente =~-

20 • QUIMICA CLINICA

dir el volumen en gramos; es mucho más fácil hacerlo en mililitros. Es necesario transformar gramos a mililitros cuando sólo se indica esta cantidad. Se determina cuánto pesa 1 rn1 de cualquier líquido conociendo su gravedad específica. La gravedad específica es una forma de medir la densidad. Es una relación entre la masa y el volumen. Por tanto la gravedad específica se expresa corno sigue:

Con frecuencia la etiqueta del frasco de los líquidos comerciales concentrados indica la gravedad específica y otro valor que se denomina ensayo o porcentaje de pureza. Por ejemplo gravedad específica del HN03 ensayo

1.42 70%

Estos valores indican que 1 rnl de la solución tiene masa de 1.42 g y que 70% de dicha masa es HN0 3 puro. Para encontrar cuántos gramos de HN0 3 contiene 1 rn1 de solución concentrada se multiplica la gravedad específica por el ensayo o pureza porcentual. 1.42 g x O70 1rnl ·

=

0·994 g (HN0 puro) 3 1rnl

Ejemplo 2-26

Preparar 2 L de solución de HCl 1.5 N. El HCl concentrado tiene gravedad específica de 1.19 y ensayo del38 por ciento. rnl =

1.5~ X r-

36.5

L. X eq

1 1.19 j

rnl X

0.38

X

2X"

SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES A pesar de que generalmente se utiliza el sistema métrico, pueden producirse discrepancias al reportar unidades de uno a otro laboratorios. Con el fin de establecer un sistema que permita expresar con claridad todas las mediciones cuantitativas mediante unidades bien definidas y estandarizadas, en 1960 se adoptó el Sistema Internacional de Unidades (Systerne International d'Unités, SI). La mayoría de las organizaciones científicas internacionales han adoptado este sistema. Se han incorporado algunas modificaciones al sistema SI original para adaptarlo mejor para reportar los datos del laboratorio clínico. Aunque es difícil incorporar cambios de esta dimensión, la tendencia en los laboratorios clínicos es reportar todos los análisis cuantitativos en unidades del sistema SI. Sin embargo, con frecuencia también se emplean las unidades tradicionales del sistema métrico. Para facilitar la conversión, en el presente texto se incluyen las unidades del sistema SI junto con las unidades tradicionales. El técnico de laboratorio debe comprender el sistema SI y sus unidades para efectuar conversiones entre diversas unidades cuando no se reportan ambos sistemas. El sistema SI se basa en siete propiedades básicas distintas. El cuadro 2-2 lista las propiedades básicas del sistema SI y sus unidades. Muchas unidades SI del laboratorio clínico se basan en mmol/L o sus diversas subunidades y giL corno únicas designaciones aceptables para masa por volumen. Para transformar unidades tradicionales a unidades SI es necesario conocer el peso molecular de la sustancia. A continuación se efectúan cálculos matemáticos fáciles mediante el método de cancelación de unidades. Ejemplo 2-28

Transformar 90 rng/dl de glucosa a mmol!L. (PM = 180) rnrnol _ L -

~

$

lOdl X~

1~

X

x

= 242.1 rnl

180_g"

1 ¡( 1 OOO.mg-x

Se añade un poco de agua al matraz y después 242.1 rnl de HCl concentrado y se diluye hasta un volumen total de 2litros.

1 000 rnrnol 1~

rnrnol _

L

- 5 Cuadro 2-2. Sistema SI

Propiedad fundamental

Ejemplo 2-27

Calcular la rnolaridad del HCl concentrado (gravedad específica= 1.19, ensayo= 38%) mol 1 mol --=---x L 36.5 g

1.19 g x 0.38 1 rnl

= 12.3 mol = 12.3 M L

X

1 000 rnl 1L

Unidad básica

Símbolo de la unidad

Longitud

Metro

m

Masa

Kilogramo

kg

Tiempo

Segundo

S

Corriente eléctrica

Ampere

A

Temperatura termodinámica

Kelvin

K

Intensidad luminosa

Candela

cd

Cantidad de sustancia

Mol

mol

REACTIVOS Y CALCULOS DE LABORATORIO 2 • 21

Ejemplo 2-29

4. Indicar la manera de preparar 200 ml de una solución al 5% v/v de etanol comenzando con etanol absoluto.

Transformar 140 meq/L de sodio a mmol/L. (PM = 23)

140~

mmol

~ =

L

1~

X

5. ¿Cuál es la molaridad de una solución que contiene 150 g de H2S04 en 750 ml de solución? (PM = 98)

6. ¿Cuántos gramos de NaOH contienen 600 ml de una solución 2 M? (PM = 40)

1 000 meq

x1..mel- - x 1 OOOmmol 1 eq

1..mel-

7. ¿Cuántos milimoles de NaCl hay en 300 ml de una solución 4 M? (PM = 58.5) 8. ¿Qué cantidad de HN0 3 se requiere para preparar una solución 1 molal a partir del reactivo concentrado? (gravedad específica= 1.42, ensayo= 70%, PM = 63)

= 140 mmol L

9. ¿Qué peso de H3P04 se requiere para preparar 600 ml de una solución 5 N? (PM = 98) Ejemplo 2-30

Transformar 4.5 g/dl de albúmina a ¡..tmol/L. (PM = 65 000)

¡..tmol _ ~ L . - 100m!

X

1

o

= 692

PROBLEMAS PRACTICO$

l. Realizar las siguientes conversiones:

0.025 ml 250 ml

¡;.L

::=: ::=:

11. Llene los espacios de la siguiente tabla usando los datos que se proporcionan.

1 000 ml L 1 mol 106 ¡..tmol x 65 000 g x 1 mol

¡..tmol L

10. Una solución contiene 4.5 g de BaCl2 en 400 ml, ¿qué normalidad tiene? (PM = 208)

L

150 ng =

mg

40 mm=

cm

200 ¡;.L =

ml

2. ¿Cuántos gramos de NaCl hay en 500 ml de una solución al 3% de NaCl? (PM = 58.5) 3. ¿Cuántos gramos de agua se requieren para preparar 400 g de una solución de NaCl al 0.9% w/w? (PM = 58.5)

Solución

%wlv

NaOH (PM = 40)

(a)

H3P04 (PM = 98)

(e)

H2S04 (PM = 98)

(e)

NaCl (PM = 58.5)

0.85

Molaridad 0.01

Nonnalidad (b)

0.6

(d)

1.5 (g)

(f) (h)

12. Se dispone de CaCl 2 • 10 H2 0. Cierto procedimiento indica que se requiere una solución de CaC12 al 5%. ¿Qué cantidad de CaC12 • 10 Hp se requiere para preparar 2.5 L de esta solución? (CaCl = 111, CaC1 2 • 10 ~O= 291) 13. Calcular la cantidad de CuS0 4 que se requiere para preparar 500 ml de una solución 4 M de CuS04 · 5 H 20. (CuS0 4 = 160, CuS0 4 • 5 H 20 = 250) 14. A un tubo que contiene 15 ml de NaCl se le añaden 3.0 ml de suero. ¿Cuál es la dilución resultante? 15. Se desea preparar 500 ml de una dilución 1:4. ¿Qué cantidad de la solución concentrada es necesario emplear? 16. ¿Cuál es la concentración de una solución si se diluyen 50 ml de solución 2.5 M a 250 ml? 17. Calcular el peso de H2S04 puro en 25 ml de ácido concentrado que tiene gravedad específica de 1.84 y pureza del97%.

22 • QUIMICA CLINICA

18. ¿Qué volumen de HCl concentrado se requiere para preparar 2 L de una solución 2M? (gravedad específica = 1.19, ensayo= 38%, PM = 36.5) 19. Calcular la molaridad y normalidad de H2S04 concentrado (gravedad específica= 1.84, ensayo= 97%, PM = 98)

20. Transformar 70 mg/dl de glucosa a mmol/L. (PM = 18 21. Convertir 10 mg/dl de calcio a mmol/L. (PM = 40)

22. Transformar 3.5 g/dl de albúmina a J..Lmol/L. (PM = 65 (

Segurida4 en el laboratorio

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

CONTENIDO DEL CAPITULO

• Discutir le importancia de le OSHA pero regular prácticos segures dentro del laboratorio clínico.

REGLAS PRACTICAS DE SEGURIDAD Prácticas generales Derrames Levado de menos Umpieza Etiquetas y sei'lcles Desecho de desperdicios Agujas y objetos puntiagudos Entrenamiento de empleados

• Enumerar y discutir prácticos segures dentro del laboratorio clínico según le siguiente guíe: Prácticas generales Derrames Lavado de manos Umpleza Etiquetas y señales Desecho de desperdicios Agujas y objetos puntiagudos Entrenamiento de empleados

• Describir el procedimiento estándar de seguridad contra incendios y en el manejo de productos químicos. • Describir le manero correcto de manejar los cilindros de gas comprimido. • Describir los procedimientos estandarizados de seguridad eléctrico, biológico y en el manejo de radiaciones. • Describir los elementos de un programe completo de seguridad en el laboratorio.

SEGURIDAD CONTRA INCENDIOS Tipos de Incendios Extintores Causas y prevención SEGURIDAD QUIMICA Hoja de datos sobre seguridad de materiales Plan de higiene química Categoría de los productos químicos Manejo y etiquetado Almccencmlento Derrames Manera de desecharlos GASES COMPRIMIDOS SEGURIDAD ELECTRICA SEGURIDAD BIPLOGICA 23

24 •

QUIMICA CLINICA

Protección personal Derrames Desecho de productos SEGURIDAD CONTRA RADIACIONES Información general Manejo Derrames Desecho de desperdicios PROGRAMA DE SEGURIDAD EN EL LABORATORIO RESUMEN RECURSOS PARA OBTENER INFORMACION ACERCA DE SEGURIDAD

-------REGLAS

La seguridad en el laboratorio es responsabilidad legal del patrón, quien tiene una obligación moral hacia el empleado. Existen diversas leyes federales, estatales y locales para regular las prácticas seguras con el fin de proteger a los empleados, a la comunidad y al medio. En la presente sección se señalan de manera general estas reglas. El congreso estadounidense aprobó la Occupational Safety and Health Act (PL 91-596) (Acta sobre seguridad y salud en el trabajo) en 1970 y estableció la Occupational Safety and Health Administration (OSHA) (Administración para seguridad y salud en el trabajo) dentro del Departrnent of Labor (Departamento de trabajo). La OSHA tiene autoridad para establecer normas, realizar inspecciones en el sitio de trabajo y determinar si se cumple con las normas de seguridad obligatoria, e imponer multas si encuentra incumplimiento de dichas normas. El National Institute of Occupational Safety and Health (NIOSH) (Instituto nacional de salud y seguridad en el trabajo) es la rama de investigación y consultoría de la OSHA. La OSHA ha propuesto o promulgado normas que afectan de manera específica a los laboratorios clínicos. Los detalles de cada una de ellas son demasiado amplios para presentarlos en este capítulo, pero pueden obtenerse llamando a la oficina local de tal institución. Las normas más específicas para los laboratorios clínicos son: • Occupational Exposure to Formaldehyde - 29CFR 1910.1048 (Exposición al formaldehído en el trabajo). • Hazard Communication Standard - 29CFR 1910. 1200 (Normas para comunicación de riesgos). • Occupational Exposure to Bloodborne Pathogens (final rule) Federal Register, diciembre 6, 1991, pp. 64004-64182 (Exposición ocupacional a patógenos que se transmiten por la sangre).

• Occupational Exposure Hazardous Chemicals in Laboratories- 29CFR 1910.1450 (Exposición ocupacional a productos químicos peligrosos en el laboratorio). Otras agencias además de la OSHA también han formulado normas que afectan a los laboratorios. • Resource Conservation and Recovery Act (RCRÁ) - Environmental Protection Agency (EPA) - 40 CFR. partes 260-265. • Departrnent of Transportation (DOT) - 49CFR, partes 171-179. • Medical W aste Tracking Act- EPA, 1989 - 40CFR, partes 22 y 259. • Nuclear Regulatory Commission (NRC) - Título lOCFR, secciones 19, 20, 35. Existen leyes locales y estatales que regulan el desecho a través de cañerías, los códigos contra incendios y de construcción y la manera de desechar los desperdicios peligrosos. Las leyes y normas administradas por instituciones federales, estatales y locales son obligatorias. Sin embargo, existen dependencias gubernamentales y privadas que proporcionan información para adoptar normas de seguridad, códigos y guías que son voluntarias, pero cou frecuencia las adoptan instituciones regulatorias y se hacen obligatorias. Algunas de estas organizaciones son N ational Fire Protection Association (NFPA), National Committee on Clinical Laboratory Standards (NCCLS), Centers for Disease Control (CDC), NIOSH, National Tnstitute of Health (NIH) y la American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH). Las agencias voluntarias para acreditacion, como College of American Pathologists (CAP) y Joint Commission for Accreditation of Healthcare Organizations (JCAHO), adoptan normas para inspección y acreditación que se basan en regulaciones obligatorias y estándares adoptados por las organizaciones voluntarias mencionadas con anterioridad.

--f------PRACTICAS DE SEGURIDAD

Todo el personal que trabaja en el laboratorio clínico o penetra a él debe seguir reglas de seguridad. Las normas obligatorias y las de las agencias de acreditación incluyen la mayor parte de las prácticas seguras en el trabajo.

PRACTICAS GENERALES Se prohíbe fumar, comer y aplicarse cosméticos, para evitar la diseminación de agentes infecciosos o productos químicos tóxicos de las manos hacia la boca. Con el fin de evitar el contacto con agentes infecciosos o diseminarlos, debe utilizarse alguna prenda protectora sobre la ropa, como bata de

SEGURIDAD EN EL LABORATORIO 3 • 2E

:_::":=-a!ario. Estas prendas de protección externa no deben :::;¿--~ fuera del laboratorio. Los zapatos han de ser de punta :.- :.:.::::1 cerrado. No es conveniente que las personas que tra:-.::.:::J en el laboratorio usen lentes de contacto debido al des.:-= -iiimiento de vapores y a las salpicaduras que pueden ~i:rcirse. Los lentes de contacto inhiben el lagrimeo y per:=:::.,:;-:::~ que las sustancias permanezcan más tiempo en la cór::..:-2.. Se recomienda el uso de lentes de protección o protecto::-=S ¡;;zra la cara a las personas que usan lentes de contacto, en :_::_.:.;:uiar si hay alto riesgo de vapores, aerosoles o salpica~..o..S. La joyería de tipo colgante, el cabello largo y la barba ~== riesgosos, ya que es posible que entren en contacto con --=-stras u otras superficies, o se enreden o queden atrapa: -::: en instrumentos con movimiento, como máquinas rota:_~ o centrífugas. Se prohíbe estrictamente pipetear con la ::ca todo tipo de muestra, reactivo, agua o cualquier sustancia

cos y carcinógenos, o en las cuales se utilizan, deben esta.I marcadas claramente. Las áreas en que se almacenan o analizan sangre o líquidos corporales deben estar marcadas claramente con el signo de riesgo biológico (fig. 3-1).

DESECHO DE DESPERDICIOS Existen normas de la EPA con respecto al desecho de productos químicos; para mayor información, consúltese la sección de seguridad química en el presente capítulo. El desecho de materiales biológicos, como desperdicios infecciosos, se examina y regula en la actualidad por leyes federales, estatales y locales. En la sección que trata de seguridad biológica del presente capítulo se incluye más información.

AGUJAS Y OBJETOS PUNTIAGUDOS ::ERRA.MES

=.s ::::.ecesario desarrollar políticas escritas y procedimientos :_:=a instruir a los empleados acerca de la manera de manejar =-=-:;:ames químicos . y biológicos. Existen en el comercio es:=:::::Zs para ambos tipos de derrames. La institución a la cual :::::.3 2rlscrito el laboratorio probablemente tenga políticas y :;::::~~entos en caso de derrames que puedan adoptarse == ru::ho laboratorio. Si no existen tales normas en la institu.::::1. el laboratorio debe desarrollarlas con el fin de asegurar ": ambiente de trabajo. En las secciones acerca de seguridad -.. "mica y biológica del presente capítulo se da más informa.:::3 específica acerca de la limpieza de derrames.

Las agujas y otros objetos puntiagudos constituyen un riesgo físico y de infección potencial para el personal de laboratorio y de apoyo. Todas las agujas desechables y demás objetos punzantes deben colocarse en un recipiente resistente a la perforación y a prueba de fugas, marcado con el símbolo de riesgo biológico. Estos recipientes se descartan, siguiendo las políticas de la institución, cuando están llenos hasta la mitad o las tres cuartas partes. La mayoría de las instituciones incineran los recipientes que contienen objetos punzantes. No debe volverse a colocar la tapa de las agujas a menos que se utilice algún dispositivo diseñado con este fin, para evitar la punción cutánea accidental. Las agujas nunca deben cortarse, ya que esto puede provocar salpicaduras de sangre o de otros líquidos al medio.

'lAVADO DE MANOS :::J !avado de manos es una de las principales maneras de evi:.::r la dispersión de agentes infecciosos. Aunque se utilicen· ::,::..antes, el lavado es necesario, porque es posible que éstos :.==gan huecos microscópicos. Al tratar con pacientes, es ne=~ario lavarse las manos tras atender a cada .uno de ellos .::::nque se utilicen guantes.

ENTRENAMIENTO DE EMPLEADOS Cada nuevo empleado del laboratorio debe recibir instrucciones con respecto a las prácticas seguras en el trabajo antes

UMPIEZA ~;:,debe

permitirse que la basura, los desperdicios infeccioy el material de vidrio sucio se acumulen en grandes canC:r""des en el laboratorio. Los recipientes con muestras de de:;.::<:ho y agentes etiológicos deben taparse cuando no se estén o::npleando. Es necesario limpiar con frecuencia las superfiC:es de trabajo con algún desinfectante al comenzar y termi::zr cada turno. El personal de laboratorio debe ser responsat~e de mantener el área de trabajo limpia y sanitaria, aunque bya servicio de limpieza por parte de la institución. ~::;;

ETIQUETAS Y SEÑALES llados los recipientes que contienen productos químicos deben etiquetarse con claridad, indicando el nombre del proClli:to y cualquier precaución para su manejo. Las áreas en que se almacenan productos inflamables, peligrosos o tóxi-

Símbolo internacional de riesgo biológico Fig. 3-1.

Símbolo internacional de riesgo biológico. (Cortesía de Lab Safety Supply lnc., Janesvllle Wl.)

26 • QUIMICA CLINICA

de exponerse a sustancias o situaciones riesgosas. Las normas de la OSHA indican la necesidad de un entrenamiento anual sobre seguridad en el manejo de productos químicos, que debe documentarse. 1 Algunos estados y agencias de acreditación también requieren entrenamiento anual documentado con respecto a las precauciones universales para el manejo de sangre y líquidos corporales. El laboratorio debe nombrar a una persona responsable del entrenami~nto de seguridad.

---~-------SEGURIDAD CONTRA INCENDIOS TIPOS DE INCENDIOS . En el laboratorio clínico se requieren líquidos inflamables y combustibles para ciertos procedimientos. También existe el riesgo potencial de incendios eléctricos y de basura. El científico del laboratorio clínico debe comprender estos peligros y la manera de afrontarlos en caso de urgencia. Los incendios se clasifican de la clase A a la D. Los incendios de clase A ocurren con combustibles ordinarios, como madera o papel; los de la clase B con líquidos inflamables; en los de la clase e participan circuitos eléctricos energetizados, sin importar el combustible, y en los de la clase D, metales combustibles como el sodio. Para cada tipo de incendio se requiere un extinguidor adecuado con el fin de controlar de manera eficiente el fuego y evitar que se extienda.

EXTINTORES Los extintores contra incendios contienen diferentes sustancias y están marcados según el tipo de incendio para el que deben emplearse. Los extintores clase A están llenos de agua y nunca deben utilizarse para incendios de tipo eléctrico, ya que el agua puede conducir la electricidad de regreso a la persona que tiene el extintor en las manos. Los extintores clase B contienen productos químicos secos, espuma acuosa que forma una capa (AFFF) o dióxido de carbono. Los extintores clase C están llenos de dióxido de carbono o Halon; los de la clase D de un polvo seco especial que contiene un enlazante termoplástico que permite que el agente forme una corteza sólida al calentarse. Hay extintores que pueden emplearse para incendios de clases A a C. Contienen un polvo seco y pueden utilizarse con eficacia y seguridad para las tres clases de incendios. Generalmente este tipo de extintores es el que se compra para uso en el hogar o en las oficinas. Sin embargo, si se emplea para incendios de equipo eléctrico en el laboratorio, es probable que sea difícil o imposible eliminar posteriormente dicho polvo de los instrumentos. Por tanto, se recomiendan los extintores de dióxido de carbono o Halon para incendios de equipo eléctrico. 2 En el cuadro 3-1 se comparan los diferentes tipos de extintores para incendios.

CAUSAS Y PREVENCION Las causas fundamentales de incendios en el laboratorio son descuido, falta de conocimiento acerca de los productos químicos que se utilizan, permitir que se efectúen procedimientos sin la vigilancia adecuada, sobrecarga de circuitos y

Cuadro 3- 1. Comparación de los tipos de extintores contra incendio Tipo

Ventajas

Desventajas

Notas

Halon: clase A, B, C o B, C

Extingue con rapidez el incendio Llega hasta fuegos ocultos No daña el equipo Buena visibilidad Buenos márgenes de descarga Absorbente del calor

Requiere de descarga rápida Es más costoso Es peligroso para el personal (Halon 1211) No es recomendable para incendios ya desarrollados

El sistema más común para incendios eléctricos y electrónicos Para una eficacia máxima se requiere detectar el incendio con rapidez

Productos químicos secos: clase

Conveniente para aceitas o grasas Combate bien al fuego Costo bajo

Riesgo limitado para el personal Puede dañar el equipo Se requiere de limpieza posterior No es adecuado para incendios ocultos ·

Es compatible con otras sustancias Puede estar sujeto a interferencia con el equipo

Buena capacidad para suprimir el fuego Llega hasta incendios ocultos Buena visibilidad No daña el equipo No requiere de limpieza Manera más rápida para enfriar un incendio

Puede ser tóxico para el personal Ocupa el segundo lugar después del Halon para incendios da Puede provocar daños térmicos clase ByC por electricidad estática (choque) Vapores pesados precipitan lo que limita los márgenes totales· de descarga

A,B,C

Dióxido de carbono: clase B, C

(Cortesía de Lab Safety Supply !no., Janesville Wl.)

SEGURIDAD EN EL LABORATORIO 3 • 27 --~-


~~ para instrucción sobre seguridad en el trabajo, con "el

Cuadro 3-2. Información que contiene la hoja de datos de seguridad para material

- .::.= re.:ordar a los empleados la manera segura de proceder ~ e-.itar

incendios y otros tipos de accidentes. E:3 caso de que se produzca un incendio es necesario po~~ e21 contacto con el departamento de bomberos o solici¡:rrla antes de intentar extinguirlo. Se pierde tiempo va-'~::: ¡¡:uando se trata de apagar el incendio primero, se ve .:_:--....= es imposible y después se solicita ayuda. Los pasos que ~:":t:--:J seguirse en caso de incendio son:

= .:..:

1. Identificación del producto químico (p. ej., GAS núm., sinónimos) 2. Ingredientes peligrosos 3. Datos físicos 4. Datos de incendios y explosiones 5. Información de riesgos para la salud

rr.

Rescatar a cualquier persona que se encuentre en peligro. 2. Aislar el incendio cerrando alguna puerta. ~ Solicitar ayuda. 4. Intentar extinguirlo. 5. Evacuar las instalaciones en caso de que no se pueda apagar el fuego.

?= s-~uesto, cuando hay varias personas presentes, estos :..:..:::s pueden llevarse a cabo de manera simultánea en un es: =:zn conjunto. Es necesario adiestrar al pers¡:mal de laborael uso de los extintores contra incendios. En general, == Czf!artamento de incendios de la localidad o el comité de ::,;:.:_,~dad de la institución proporciona este entrenamiento.

6. Datos de reactividad 7. Procedimientos para derrames, fugas y desecho 8. Información de protección personal 9. Precauciones especiales y comentarios

de dar el entrenamiento adecuado y proporcionar a los empleados equipo protector.

::_~:;, en

-(l)r------SEGURIDAD QUIMICA HOJA DE DATOS SOBRE SEGURIDAD DE MATERIALES 2:! agosto de 1987 la OSHA enmendó la norma Federal Ha"-"-'J Communication Standard -29CFR 1919.1200 (Right w Know/HCS Standard), haciéndola extensiva a todas las in~irias, incluyendo las instalaciones para el cuidado de la .,.-o~rul. Esta norma establece que los patrones determinen si s= utilizan productos químicos peligrosos en el trabajo y pro;;=:i:::rCionen a los empleados hojas con datos de seguridad en d uso del material (MSDS), marquen los recipientes que :::::lltienen el producto indicando el riesgo, mantengan una ~-m de productos químicos peligrosos y un inventario de ¡;TIJductos químicos, proporcionen al empleado información y entrenamiento, y desarrollen un programa de comunicaeón de riesgos por escrito. Según esta norma los fabricantes deben proporcionar una ~1SDS (hoja con datos acerca del uso seguro del material) con c:ralquier producto que fabrique. La MSDS es un documento L§cnico que contiene información detallada acerca del producto químico. En el cuadro 3-2 se presenta el tipo de información c;:.r.e contiene esta hoja. En la figura 3-2 se muestra un ejemplo dz la misma. Es preci~o que los empleados tengan acceso a este tipo de hojas ·en cualquier momento. El patrón es responsable

PLAN DE HIGIENE QUIMICA A comienzos de 1990, la OSHA publicó una reglamentación final sobre exposición ocupacional a productos químicos peligrosos en laboratorios (29CFR 1910.1450). Esta norma se aprobó en mayo 1 de 1990 y desde enero 31 de 1991los laboratorios tuvieron la obligación de contar con un plan de higiene química por escrito (CHP). Esta norma es extensiva a los laboratorios clínicos y de investigación en hospitales como también a los laboratorios clínicos privados. El plan de higiene química por escrito debe incluir: • Criterios y métodos para la vigilancia de la exposición a productos químicos • Procedimientos estándar de operación para el manejo de productos químicos peligros·os • Criterios para implantar controles de ingeniería (p. ej., campanas extractoras de vapores) • Uso de equipo personal de protección y otras prácticas de higiene • Precauciones especiales para productos químicos extremadamente peligrosos • Medidas específicas para asegurarse de que las campanas para extracción de vapores y demás equipo protector funcionen bien • Proporcionar información y entrenamiento al empleado • Proporcionar atención médica y exámenes • Designar a un oficial de higiene química que sea responsable de implantar el plan de higiene química Estas normas obligan a los dueños de los laboratorios a cumplir con los límites de exposición de la OSHA y los requisitos del derecho de instrucción (HCS), así como a proporcionar programas de vigilancia médica.

"'

())

Hoja de datos sobre seguridad de materiales

IDENTIFICACION RAPIDA

SECCION 5: RIESGOS FISICOS (DATOS DE REACTIVIDAD)

11)

Estahilidad

~

lnestahle O E.c;lnhle O

Nornhre Cl.lmún {qw ~ 1.:mpl.:.1 L'tlla cliquctll y en In iwtitución)

e

Condiciones que deben cvilarSC

~

Incompatihilidad (materiales que deben I.'Vitarsc)

PuL'tk! ulilitllfW pam cumplir con L1nom14t de L\lmunk:t:it\n 11-.! rii!S!!llS di! l:t OSHA ::!I)('FR 1910.1200. Es III!L'CSario cunsultnr la nomm par.t detectar rcqui~it¡l:; CSJX."flkm;

o

e

z

SECCION 1

~

Pnxfuctos peligrosos de descomposición

Nomtlrulkl fahrit:anh: Ditcl.\:il\!1

Polinli!rimck\n Puede pnxlucirsc O peligros;¡ No se produt'C O

TcléflliiOth!

Coodicloocsquc dchcn evitarse

CIIICJ}!Cik."ia

Ciudad. CSl:.IÓO )'

Otr.t infomi:Jdt\n

Ct'.digo [XlStal

SECCION 6: RIESGOS PARA LA SALUD

LL'llll<\<.la.~

Fimm de la pc1$1.ma n:s¡xm.~ahl!! di! la pn:paracit~n (opt:iun.al)

Fechad!! pn:panu:i¡\n

I.Agud¡l

SECCION 2: INGREDIENTES RIESGOSOS/IDENTIDAD Cumponcnh!{s) ricsgosn{s} 4ufmil\1 y nnmhrc(s) ,,:onnln(cs)

2.Crónico

.Signos y Mnt¡tnt¡Lc; de exposick\n

OSHA

ACGIH

Otn1s lúnitcs di!

PEL

11..V

CXJXISidt~ll

Opdtln.al

CAS Nll.

Afcl"Ckltk!JI; médic:t" que gcl'l!!mlmente se agnwrut tm.c; la cxposick\n

Pmductoquímim que se encuentro en L1IL.,t..1 de cnn:it)(\gcnos o can:itli.\J:!CUOS potcncialc.c;

Prugmma nacional Sf No

&: tuxkolngfa

Monogrnffa de la IARC

Sf No

OSHA SI No

Pnx."t.'tiimicntos pam urgcnciac; y primcn1s auxilios

V!AS

I.lnlulit~á=\n===----------===== )~ ~~=================---------------------------======

ENTRADA

2.0~"

~P~I

4.1ngcslk\n

DE

SECCION 3: CARACTERISTICAS FISICAS Y QUIMICAS Punto di!

GnwL'dad

Prcsh~n

chullick~n

I!Sp¡:dl1ca

de vapor

DCit~idad

SECCION 7: PRECAUCIONES ESPECIALES Y PROCEDIMIENTOS PARA DERRAMES Y FUGAS Pn:cnucinm:s para ¡¡u manejo y alm.'1Cen.:tmiento

de varor &1luhiliü:\d

Rc:)Clivid:\1

enagua

enagua

Apariencia y olor

Punto de

Otms precauckmcs

fusión

SECCION 4: DATOS DE INCENDIOS Y EXPLOSIONES Punto de ignicit~n

F. C.

Método empleOOo

Tcmpcmttml de autoignick\n Procedimientos cspccfficos pam rumhatir incendios

Lfmitcs de Inflamación en el aire,% en volumen Tipo de extintor,

LEL inft.'lior

UEL

P~&~s a seguir en caso de que el material se libere o se dcnamc

su¡x:rior Métodos para desecho de dcspcniicios (consultar las normas fcdcrnlcs, estatales y locales)

SECCION 8: INFORMACION ACERCA DE PROTECCION ESPECIAUMEDIDAS DE CONTROL

Riesgos ¡xx:o usuales de incendio y explosión

Protección resplmtorta (especificar el tipo) Ventilación

Escape

Mccánica'i

local

(gcrx:ralcs)

Guantes protectores

Especia]

Otms

Protección para los ojos

Ouaropao

equipo pmlL'Cior Prácticas de higiene en el trab.Yo

IMPORTANTE

g~~{~[~r!:sc~r~~~~·~~~~~~~~C~~~;: ~.c;·:L=~~~f:J~~~:~soa (321»7&.Q900. Fig. 3-2.

Hoja de datos para seguridad de materiales. (Cortesra de. Labelmaster Division. American Labelmark Company, Chicago !L. 60646.)

SEGURIDAD EN EL LABORATORIO 3 • 29

CATEGORIA DE LOS PRODUCTOS QUIMICOS

Cuadro 3·3. Productos químicos corcinógenos regulados por lo OSHA

C::.:mo en el laboratorio se emplean diversos productos quí:::::.:,_...__"lS. las personas que trabajan en él deben comprender los ~gros

potenciales con respecto a su uso. Los productos ~cos plantean riesgos para la salud o de tipo físico. Las ~'JIÍas de riesgo de estos productos son: • Corrosivos: productos químicos con pH menor o igual a 2, o mayor o igual a 12.5. Los ácidos y las bases se encuentran dentro de esta categoría. • Sustancias tóxicas: venenos, irritantes y asfixiantes. • Carcinógenos: sustancias que provocan cáncer. • Mutágenos y teratógenos: que ocasionan aberraciones cromosómicas o malformaciones congénitas. • Productos inflamables y combustibles. • Reactivos: explosivos y oxidantes.

:..:s productos químicos corrosivos provocan destrucción vi~

del tejido humano al entrar en contacto con él. Algunos .:;_e~ DSi\·os que se emplean con frecuencia en el laboratorio ;.:e: ;icidos concentrados, como el ácido clorhídrico o el áci±: ~--ético, y álcalis como el hidróxido de sodio. Los produc::5 .:orrosivos producen lesiones al ser inhalados o al entrar ::r .:.Jntacto con la piel. Las sustancias tóxicas incluyen venenos, irritantes y as::=::t::.mtes. No actúan en forma directa en los tejidos humanos, ~ interfieren con los procesos metabólicos. Penetran al ~o por ingestión, inhalación o absorción cutánea. :::...._-,s estudios realizados en seres humanos y animales consti:::)·en la base para la guía que indica los límites de exposi.:::5o a productos químicos tóxicos en el trabajo; estos límites ;..: denominan valores umbrales limitan tes (TLV, por sus sifJ:s en inglés) y se indican en la MSDS. El TLV indica la :wridad a que un individuo puede exponerse sin que experi:=.!Dte efectos adversos. Hay tres tipos de TLV: 2 l. Promedio para determinar periodo (TLV-TWA, por sus siglas en inglés): representa la exposición máxima permisible en un día de trabajo de ocho horas. Límite de exposición a corto plazo (TLV -STEL, por sus siglas en inglés): es la exposición máxima permisible para un periodo corto, por ejemplo, 15 minutos. 3. Forma de valor máximo (TLV-C, por sus siglas en inglés): representa la concentración de agentes que nunca debe excederse. :::......~ carcinógenos son productos químicos que se ha demos:::ado que provocan cáncer en animales o seres humanos. El .:::ia..:er es una de las principales causas de muerte en Estados :..-::ridos y su incidencia va en aumento. La exposición ocupa:.;mal a carcinógenos produce de manera directa cerca del .!.~de los casos de cáncer en ese país. 3 Los productos quími.:.:s marcados como carcinógenos, que provocan cáncer, car,.:OUiógenos potenciales, o con sospecha de provocar cáncer, ~ la MSDS deben estar claramente etiquetados y manejarse en :::l área específica de laboratorio, con equipo protector ade.:-.J.ado. En el cuadro 3-3 se indican los productos químicos .:a.-.:inógenos regulados por la OSHA.-l

Clorometil-metil-éter-cloruro de vinilo N-nltrosodimetilamina N-2-fluorenilacetamida (2-AAF) Benzo[a]plreno 4-aminodifenilo Bencidina 1-naftilamina 2-naftilamina 4-nitrodifenilo Benceno Etilenimina p-dimetilaminoazobenceno beta-propiolactona éter bis clorometflico

Muchos otros productos qmm1cos se clasifican como posibles sustancias que provocan cáncer o carcinógenos selectos. Es posible obtener una lista de los mismos del Natíona! Toxicology Program (NTP) y de la International Agency for Research on Cancer (IARC). Actualmente el formaldehído se considera como carcinógeno potencial y está regulado por la OSHA. 5 Los productos químicos mutágenos y teratógenos plantean riesgos reproductivos, ya que tienen el potencial para provocar daños irreversibles o muerte de generaciones futuras. Antes de la concepción, los mutágenos producen mutaciones cromosómicas e inducen problemas congénitos de tipo genético. La exposición de la madre tras la concepción suele provocar muerte fetal o anormalidades. La MSDS debe identificar los productos químicos que se ha demostrado son mutágenos o teratógenos. Es necesario que las trabajadoras de laboratorio embarazadas estén especialmente conscientes de los productos químicos con los cuales trabajan. En ocasiones los productos químicos inflamables y combustibles también plantean riesgos para la salud, aunque el riesgo inmediato de tipo primario sea el de incendio. Algunos ejemplos son xileno, éter etílico, acetona y alcoholes. Existe una diferencia técnica entre los líquidos inflamables y los combustibles . Los líquidos inflamables tienen punto de ignición inferior a 140oF y los líquidos combustibles tienen punto de ignición en o por encima de 140°F.6 El punto de ignición es la temperatura más baja en la que se produce suficiente vapor para formar una mezcla susceptible de ignición en la superficie del líquido. Es necesario que esté presente una fuente de calor para que el vapor se encienda. Esta fuente de calor puede ser una chispa eléctrica, una chispa estática o una flama abiert.a. El mayor riesgo que plantean los líquidos inflama-

30 • QUIMICA CLINICA

bies o COlJ!bustibles en el laboratorio se debe al almacenamiento inadeauado. La OSHA y la NFPA han publicado especificaciones para el almacenamiento de líquidos inflamables.6 Una buena regla a seguir es limitar los líquidos combustibles o inflamables a cantidades de un litro, almacenarlos en recipientes de vidrio y guardar el resto de la sustancia en un gabinete de seguridad para sustancias inflamables (fig. 3-3) o un recipiente de lata aprobado para sustancias inflamables (fig. 3-4). Las sustancias inflamables nunca deben almacenarse en el refrigerador a menos que el fabricante lo haya diseñado a prueba de explosiones y todos los interruptores eléctricos se encuentren fuera del compartimiento de refrigeración. Nunca deben utilizarse sustancias inflamables cerca de fuentes de calor o d& ignición, como equipo eléctrico. Cuan-

do se transfiere el contenido de un recipiente metálico a otro, ambos recipientes deben estar conectados con un conductor metálico para evitar que acumulen cargas estáticas. Los líquidos inflamables no deben vaciarse simplemente a otro recipiente, porque la turbulencia del líquido genera electricidad estática. Es necesario hacerlos pasar por un ~mbudo, cuya punta esté sumergida en el recipiente receptor. Los productos químicos explosivos se descomponen con rapidez y producen energía, que da lugar a la explosión. El ácido pícrico en su forma enstalina es explosivo al impacto. Es necesario consultar la MSDS de cada producto químico que se recibe en el laboratorio con el fin de detectar riesgos potenciales. Los compuestos reactivos tienen estructuras moleculares de alta reactividad. Es probable que ~an oxidantes con elevado contenido de oxígeno, compuestos con grupos redox (p. ej., hidracina, hidroxilamina), compuestos que reaccionen violentamente con el agua o el aire húmedo, como óxidos de metales anhidros, compuestos pirofóricos que reaccionen espontáneamente con el aire o compuestos que formen peróxidos en determinado tiempo y se hagan explosivos, como el éter etílico. 2

p~(O [))u (1(O)§ ~N flAMA~ lE§

MANTENGASE LEJOS DEL FUEGO

o

Fig. 3-3.

Gabinete de seguridad para sustancias inflamables. (Cortesía de Lab Safety Supply lnc., Janesville Wl.)

Fig. 3-4.

Lata de seguridad para sustancias inflamables. (Cortesía de Lab Safety Supply lnc., Janesville Wl.)

SEGURIDAD EN EL LABORATORIO 3 • 31

MANEJO Y ETIQUETADO Es importante que las personas utilicen equipo de protección personal para manejar productos químicos. La bata de laboratorio o un mandil de hule, un protector para los ojos y los guantes producen en forma considerable la posibilidad de lesiones graves al manejar productos químicos. Es necesario utilizar una campana para extracción de vapores o un respirador adecuado al manipular líquidos volátiles de tipo tóxico. Los productos químicos y el equipo no deben almacenarse en campanas para extracción de vapores, ya que esto interfiere con el flujo del aire. En caso de que sea necesario almacenar algo debajo de la campana, es conveniente construir repisas angostas en las paredes del fondo o en las paredes laterales , o elevar el equipo con algún tip9 de sostén para permitir que el aire fluya con libertad. Todos los productos químicos en recipientes primarios y secundarios deben marcarse con el nombre del producto y el riesgo, si lo tienen. La OSHA no indica qué tipo de etiqueta debe usarse, pero demanda que sea legible, esté en inglés, contenga la información necesaria y sea muy visible. Puede ser escrita a mano, impresa o de tipo gráfico (pictograma). Existen diversos sistemas de etiquetado que indican la clase de riesgo para los empleados: • NFPA 704, Standard System for the Identification of the Pire Hazards of Materials 7 (sistema estandarizado para identificación del riesgo de incendio de los materiales) de la National Pire Protection Association • Hazardous Materials Identification System (HMIS) (sistema de identificación de materiales riesgosos) de la National Paint and Coating Association

• American National Standards Z129.1-1988 • DOT

Institute

Como la calificación numérica de la NFP A para riesgos se desarrolló primeramente para exposiciones a corto plazo en caso de incendio, en ocasiones difiere de la clasificación de la HMIS, que es un sistema numérico diseñado para casos en que el producto químico se emplea en realidad. En los sistemas de DOT y ANSI se utilizan pictogramas (fig. 3-5), palabras o ambos para indicar la información de riesgo y no es necesario consultar la referencia para saber el significado del número y el color. Por ejemplo, un cráneo y huesos cruzados indica veneno, y una flama indica materiales inflamables tanto en el sistema del DOT como el de la ANSI. Es importante usar un sistema sencillo y que sea fácil de comprender para todo el personal que entre en contacto con el producto químico.

ALMACENAMIENTO Los productos químicos han de guardarse en un área que no esté ocupada de manera excesiva, bien ventilada y lejos de las fuentes de calor. No deben almacenarse por encima del nivel de los ojos. No es conveniente guardarlos por orden alfabético, ya que los grupos reactivos o productos quíinicos en ocasiones son incompatibles. Por regla general los productos quúnicos inorgánicos se guardan separados de los orgánicos. Los ácidos inorgánicos se almacenan juntos, con excepción del ácido nítrico; éste debe aislarse de los demás ácidos. El ácido acético puede guardarse con los ácidos inorgánicos.2 Los productos inflamables deben almacenarse en un gabinete de seguridad aprobado para productos inflamables.

Etiq~etas

preimpresas

Fig. 3·5.

(ANSI),

Pictogramas con información de riesgos. (Cortesía de Lab Safety Supply lnc., Janesville Wl.)

32 • QUIMICA CLINICA

Estos gabinetes tienen o no ventilación. Hay modelos para colocar debajo de repisas o para colocarlos aislados, y pueden contener hasta 60 galones de líquidos inflamables. El principal objetivo de un gabinete de seguridad para productos inflamables es evitar que el fuego entre en contacto con estos productos. Los productos químicos tóxicos deben manejarse con sumo cuidado en áreas bien ventiladas. Los recipientes se marcan claramente indicando el riesgo y se guardan por separado de los ácidos y los agentes oxidantes. Es recomendable utilizar un recipiente secundario para colocar el producto en caso de que el recipiente se rompa o tenga fugas, cuando la sustancia es muy tóxica o carcinógena. Es conveniente almacenar los productos químicos de alta toxicidad en gabinetes cerrados. Los productos químicos que reaccionan con el agua, como sodio, potasio e hidruros metálicos, se separan de los productos químicos restantes y se almacenan en un medio seco. Estas áreas no deben estar equipadas con sistemas contra incendios de tipo automático.

DERRAMES Es necesario desarrollar un plan por escrito para el uso de recipientes y la limpieza de derrames de productos químicos en caso de emergencia. En la MSDS se encuentra información acerca del equipo de protección personal y los procedimientos para limpieza de derrames. Se requieren cojinetes para derrames o algún otro tipo de material absorbente. Los derrames de ácido concentrado o de base se diluyen con agua antes de limpiarlos. El derrame se tapa con algún neutralizador como bicarbonato de sodio para ácidos o ácido bórico para bases. A continuación se absorbe con el cojinete o algún otro material absorbente y se desecha siguiendo las políticas de la institución sobre desecho de productos químicos. Se limpia la superficie con agua y jabón tras recoger el derrame. En caso de que se vierta algún disolvente no se añade agua ni diluyente, ni debe permitirse que el disolvente vaya al drenaje. Como en ocasiones se desprenden vapores, es probable que se requiera de equipo protector respiratorio. Tras absorberlo con algún material o un cojinete para derrames, se coloca el material en un recipiente cerrado para evitar que se desprendan vapores. Todos los recipientes se marcan con el nombre del producto químico y el riesgo, si lo hay, y se desechan como desperdicios químicos. Existen en el comercio estuches para control de derrames que contienen materiales neutralizantes y absorbentes.

MANERA DE DESECHARLOS El desecho de productos químicos está regulado por normas específicas de la EPA, así como por leyes estatales y locales. La EPA clasifica los laboratorios clínicos como generadores de pequeñas cantidades, cuando producen de 100 a 1 000 kg de productos químicos riesgosos al mes; como generadores de pequeñas cantidades condicionalmente exentos si originan menos de 100 kg y menos de 1 kg de desperdicios muy riesgosos al mes. 8 La EPA regula el desecho de

productos químicos peligrosos (químicos susceptibles de ignición, corrosivos, reactivos o tóxicos). En general sólo pueden desecharse por el drenaje pequeñas cantidades (100 ml o menos) de desperdicios químicos solubles en agua. Los líquidos inflamables como xileno, éter, azidas, peróxidos, mercurio y otros compuestos que contienen metales pesados no deben ir al drenaje. Las aguas contaminadas deben fluir a una planta de tratamiento y no al sistema de desecho de aguas. El drenaje se enjuaga con una cantidad 100 veces superior de agua para diluir el producto químico. 9 Es necesario ponerse en contacto con el distrito sanitario local de drenaje para determinar específicamente qué productos pueden desecharse por esta vía. La mayoría de los laboratorios químicos utilizan los servicios de recolección de desperdicios químicos de algún concesionario con licencia de la EPA. Esta compañía debe cumplir con las normas de la RCRA, reforzadas por los reglamentos de la EPA y DOT para transporte de productos químicos. El laboratorio es responsable de dichos productos "desde que se fabrican hasta que se desechan", lo mismo que de la manera en que se desechan. Según la RCRA la persona que genera el producto químico, quien lo transporta y la instalación en que se desecha deben estar registradas ante la EPA. El desplazamiento y el desecho de productos químicos se vigilan mediante un manifiesto de varias copias que incluye una lista de los materiales que se envían. Es necesario que esta forma esté llena para que el producto sea aceptado en el sitio en que se va a dejar. El laboratorio que lo genera ha de conservar las copias de dicha forma durante tres años. 8 Los productos químicos nunca deben mezclarse al desecharlos, sino que E<S preciso mantenerlos en recipientes individuales. Es necesario separar los productos químicos sumamente reactivos de los de otro tipo. Se mantiene un inventario de los productos de desperdicio almacenados y se da la lista a la persona que los transporta. Los límites de tiempo para el almacenamiento de productos químicos de desperdicio se basan en la clasificación del laboratorio que los genera. El documento GP5-T de la NCCLS es una fuente excelente de información acerca de regulaciones de la EPA para desperdicios químicos. Muchos transportistas prefieren empacarlos con sus propias especificaciones, que se basan en el tipo de producto y los métodos de desecho. El departamento de control de materiales de la institución generalmente ayuda a efectuar los arreglos para el transporte de productos químicos y su desecho, de acuerdo con las normas de la EPA.

--f..-----GASES COMPRIMIDOS

En los laboratorios se emplean cilindros de gas comprimido de diversos tamaños. Algunos contienen gases peligrosos y otros no, pero todos constituyen determinado riesgo. Como se encuentran a presión, pueden transformarse en "torpedos"

SEGURIDAD EN EL LABORATORIO 3 • 33 ~-~

:.:=::

de penetrar inclusive paredes de tabique, cuando el

de la válvula principal se rompe por alguna caída.

se utilizan gases inflamables en el laboratorio, es :· cunveniente usar un solo cilindro de gas a la vez. Los ~ ~~ inflamable y no inflamable nunca deben almacenarse ~ ;:2hlnetes de seguridad junto con líquidos inflamables y .::--:mstibles. Se clasifican según el tipo de gas que contie=-== y se almacenan en una habitación ventilada y que se re:::=:-.a. exclusivamente con este fin. Dicha habitación debe --:.lir con las normas de resistencia contra incendio duran:= ~-:J lo menos dos horas.I 0 Los cilindros que se estén empleando o que estén alma_:=--o-l'os se aseguran con una cadena o algún otro dispositivo _--'-'- evitar que caigan y se rompa el tallo de la válvula. Al :::-"-spmtarlos, es necesario utilizar tapones de protección .:-'-'- \-ál.vulas. Cuando no estén en uso, las válvulas deben estar :-"-=-::I cerradas. _:--,--é'o

--f---.---SEGURIDAD ELECTRICA

-=..., los laboratorios hay cantidades considerables de equipo ~~§~trice próximo a lavabos, líquidos y otras superficies con . . : =:-m. Los principales riesgos asociados con la electricidad =.::J quemaduras, choque, electrocución, ignición y explo=::::::L Las quemaduras, los choques eléctricos y las electrocu.:::::.es se prevén si se impide la acumulación de potenciales ~§.:trices peligrosos entre el personal. Los riesgos de incen.:_::¡ y explosión se evitan impidiendo que la temperatura as-====da demasiado. Los interruptores de circuito, fusibles e :::..9ruptores de falla de tierra (GFI, por sus siglas en inglés) ~-.zn diseñados para proteger los circuitos sobrecargados que :;-_zden provocar ignición y explosión. La tierra constituye una protección contra un posible .:::rto entre un lado de una línea de potencia y el chasis de al:;-.:3 instrumento o la persona que toca el instrumento. Las .::::.:;...ijas de tres terminales con cable para tierra dan esta pro:=~~ión y nunca deben conectarse a una extensión de dos .-o"::mbres. No es muy conveniente usar adaptadores de tres ter_:nales porque el cable interno de tierra puede estar roto o mal .:nectado a tierra. Los GFI otorgan cierto grado de protección ~ersonal porque son más sensibles a las fugas de corriente o "i'allas" entre el instrumento y la tierra, e interrumpen con ra:::.dez el circuito si detectan corriente. Es necesario examinar el equipo una vez al año para lo.:ali.zar fugas de corriente y verificar la integridad de la tierra Todo el equipo debe tener una conexión de tierra o de cipo polarizado con uno de los extremos más largo que el c!ro para que dirija primero la corriente al interruptor. Se dzbe evitar el uso de conectores de salidas múltiples ya que 5.nbrecargan el circuito en caso de que se conecten demasiacns instrumentos y no haya tierra adecuada. La mayoría de los códigos eléctricos estatales y locales co aprueban el uso cotidiano de cables de extensión. En caso d.e que sea necesario emplearlos por fallas de urgencia, se re-

comienda utilizar cables para trabajo pesado con tierra adecuada y que hayan sido verificados por el departamento de mantenimiento de la institución. En caso de que el equipo esté dañado, funcione mal, despida algún olor, haga ruidos desacostumbrados o se humedezca debe apagarse de inmediato y ser inspeccionado por una persona calificada. Si alguien experimenta una descarga (aunque sea muy pequeña) u observa que algún alambre está desgastado o mal conectado, se recomienda que desconecte el instrumento de inmediato de la fuente eléctrica y reporte el problema a mantenimiento o a alguna persona calificada. El equipo eléctrico es peligroso cuando está conectado, aunque no esté encendido.

·f---.---SEGURIDAD BIOLOGICA

PROTECCION PERSONAL La dispersión epidémica del síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA) ha provocado preocupación acerca de las enfermedades que se transmiten por la sangre entre las personas que trabajan en el laboratorio. Se sabe que quienes laboran en los laboratorios clínicos conforman un grupo de alto riesgo para infecciones por virus de hepatitis B (HBV) relacionadas con el trabajo y virus de inmunodeficiencia humana (HIV). En 1987 los Centers for Disease Control (CDC) publicaron recomendaciones para proteger a las personas que trabajan al cuidado de la salud y a otras de adquirir la infección por HIV 11 y se actualizaron nuevamente en 1988. 12 Entre las recomendaciones se aconseja que "se tomen precauciones congruentes al manejar sangre y líquidos corporales de todos los pacientes y las muestras que se obtengan". Esto se conoce como precauciones universales. Las recomendaciones incluyen el uso de equipo para protección personal, como batas, guantes y protectores para los ojos al manipular sangre y líquidos corporales en el laboratorio. La revisión de los CDC en 1988 ya no comprende orina no sanguinolenta, heces, saliva, esputo y vómito en la lista de sustancias corporales para las cuales es necesario aplicar las precauciones universales. Como esta variación provocó cierta confusión, muchas instituciones comenzaron a aplicar procedimientos de aislamiento para sustancias corporales, que consisten en .usar equipo de protección personal para manejar todas las sustancias del· organismo. La opinión del autor es que resulta muy conveniente tratar todas las secreciones y excreciones corporales como potencialmente infecciosas, ya que hay otras enfermedades además de HBV y HIV que se transmiten a través de diversas sustancias del organismo. En 1991 la OSHA publicó una regulación final, la Occupational Exposure to Bloodborne Pathogens (Exposición ocupacional a patógenos que se transmiten por la sangre). 13 Esta regla indica que el patrón debe proporcionar equipo de protección personal que no permita que los materiales potencialmente infecciosos entren en contacto con la ropa. la p:e1.

34 •

QUIMICA CUNICA

los ojos y la boca del trabajador en condiciones normales de uso. La regla también indica la manera correcta de disponer de objetos punzantes y otros desperdicios con riesgo biológico y señala la necesidad de administrar en forma gratuita la vacuna de HBV y el tratamiento tras alguna exposición atodos los empleados que corran este riesgo. También se requiere un entrenamiento anual en el que se proporcione información acerca de los riesgos de exposición y transmisión y las precauciones necesarias para evitar exposiciones. El entrenamiento debe incluir una explicación del plan de control de exposiciones, de la manera de interpretar todas las señales y advertencias, y de la forma correcta de proceder cuando surge alguna emergencia. Además de describir equipo de protección personal, dicha norma incluye instrucciones para el lavado de manos, transporte de muestras, uso de pipetas, forma de recoger derrames, desecho de desperdicios y descontaminación del equipo.

DERRAMES Es necesario que las personas que limpian algún derrame biológico utilicen guantes y báta de laboratorio. Se colocan toallas desechables sobre el derrame y se vacía desinfectante sobre ellas. Tras dejarlo reposar algunos minutos, se recoge la sustancia y el desinfectante con material absorbente (los cojinetes absorbentes son útiles para derrames grandes). A continuación se coloca el material contaminado en un recipiente para riesgos biológicos. Después de absorber la mayor parte de material, el área se limpia con un desinfectante de fuerza intermedia o alta, por ejemplo, dilución de blanqueador 1:10. La solución desinfectante se absorbe con material desechable. El área se enjuaga con agua y se seca para evitar que quede resbalosa. 14 Es conveniente preparar un conjunto de utensilios para limpiar derrames con riesgo biológico que contenga todos los materiales necesarios para efectuar la limpieza de este tipo y tenerlo a la mano en el laboratorio en que se manejan dichas muestras.

DESECHO DE PRODUCTOS Los desperdicios infecciosos se definen como cualquier desperdicio sólido o líquido que se sabe o se sospecha contiene organismos patógenos. La EPA divide los desperdicios infecciosos en seis categorías 15 (cuadro 3-4). Los desperdicios infecciosos se separan de la basura normal y se colocan en recipientes especiales marcados claramente con etiquetas de riesgo biológico. Las agujas y objetos punzantes se depositan en recipientes rígidos a prueba de punciones que puedan sellarse con una tapa bien ajustada. Estos recipientes se desechan siguiendo las respectivas políticas de la institución. Los desperdicios infecciosos se tratan en incinerador, o autoclave, o se descargan al sistema de drenaje sanitario. En general los líquidos succionados, orina y pequeñas cantidades de sangre no coagulada se desechan al sistema de drenaje sanitario con abundantes cantidades de agua. Es conve-

Cuadro 3-4. Categorías de desperdicios infecciosos

Desperdicios de pacientes en aislamiento Cultivos y acumulaciones de agentes infecciosos y productos biológicos asociados Sangre humana y productos de la sangre Desperdicios patológicos (p. ej., muestras de tejidos) Objetos punzantes contaminados Cadáveres de animales contaminados, partes del cuerpo y material de cama

niente ponerse en contacto con la planta local de tratamiento de aguas para obtener información específica. El autoclave se utiliza para descontaminar o esterilizar desperdicios infecciosos; las placas de cultivos con frecuencia se descontaminan por este método. En algunas localidades se acepta desperdicio infeccioso tratado en autoclave para rellenar terrenos y en otras no. Cuando los desperdicios sometidos al autoclave no resultan aceptables para relleno de terrenos, la única alternativa es incinerarlos. Los incineradores se utilizan para desechar todo tipo de desperdicios infecciosos. La incineración se realiza en la misma instalación o fuera de ella. Hay normas estrictas de la EPA para los incineradores, y además éstos deben cumplir con las leyes federales, estatales y locales. Algunas compañías incineradoras recogen e incineran desperdicios infecciosos por una tarifa. Algunos estados han adoptado leyes que requieren dar seguimiento a los desperdicios infecciosos hasta el tratamiento final mediante un sistema de formas similar al que se utiliza para el desecho de productos químicos. 16

_.f--.---SEGURIDAD CONTRA RADIACIONES INFORMACION GENERAL Hay cuatro tipos de radiación ionizante: • • • •

Partículas alfa Partículas beta Radiación electromagnética (rayos gamma y rayos X) Neutrones

Las partículas alfa son de gran tamaño y sólo viajan distancias muy cortas en la atmósfera. $e detienen al chocar con la piel o,inclusive, con una hoja de papel. Sin embargo, provo-

SEGURIDAD EN EL LABORATORIO 3 • 35

can daños graves a los tejidos si se ingieren o se inhalan. No

es frecuente encontrar emisores de partículas alfa en el laboratorio clínico. El plutonio es un emisor alfa. Las partículas beta, más pequeñas que las alfa, son electrones con carga ne-

gativa que tienen poder de penetración limitado, pero al igual que las partículas alfa constituyen un riesgo significativo para la salud cuando se inhalan o se ingieren. Las partículas beta son emitidas por 3H, 14C y 32P. Los rayos gamma y los rayos X están formados de energía electromagnética y no de partículas atómicas. La radiación gamma carece de masa o de carga pero tiene mayor poder de penetración y plantea un riesgo significativo tanto interno como externo cuando se rec.il:¡e en dosis suficientemente altas. La radiación gamma es próducida por 1251 y 131 I. Los rayos X difieren de los gamma sólo por su origen. Los emisores de neutrones casi nunca se emplean en el laboratorio clínico. Los neutrones surgen de la fisión espontánea de algunos isótopos y se producen en reactores y aceleradores atómicos. El efecto biológico de todo tipo de radiación ionizante es daños al DNA en el núcleo de la célula. Estos daños provocan mutaciones, cáncer o muerte de las células. Generalmente en el laboratorio de clínica diagnóstica no se utilizan radioisótopos en concentraciones suficientemente elevadas para provocar daño celular, pero es necesario controlar cualquier exposición, ya que puede ser de tipo acumulativo.

MANEJO Es necesario nombrar a un oficial de segUridad para el manejo de productos radiactivos en el laboratorio, que será una persona con conocimientos o que desee aprender acerca de la radiación y la manipulación de los radioisótopos. Muchas instituciones tienen un oficial de seguridad de radiaciones y un comité en el que hay representantes de todos los departamentos que trabajan con radioisótopos dentro de la institución (p. ej., radiología, medicina nuclear, laboratorio). Todo el personal que trabaja con radioisótopos debe recibir adiestramiento acerca de las técnicas correctas para el manejo del material y las precauciones de seguridad. Se explica a las mujeres embarazadas el riesgo potencial para el feto. Se requieren normas de procedimientos por escrito para recibir embarques, y utilizar, almacenar y desechar el material. También se requieren procedimientos por escrito para limpieza de derrames y protocolos de vigilancia. La recepción de los radioisótopos se documenta y se examinan los empaques rotos para detectar fugas significativas. Cuando se detectan más de 200 milirads por hora en la superficie, la NRC indica que se notifique al supervisor del laboratorio, al transportista, al proveedor y a la NRC regional para efectuar una descontaminación adecuada. Los radioisótopos se almacenan en refrigeradores o gabinetes claramente marcados. Los procedimientos en los que se emplean radioisótopos se llevan a cabo en cuartos aislados. Se coloca un letrero en la puerta que diga: "Material radiactivo: Unicamente persDnal autorizado." También se marcan con claridad los recipientes para desperdicios. Se revisan en forma periódica con un medidor las áreas en que se utilizan radioisótopos y se efectúa una serie de pruebas de frotación. Se mantiene un re-

gistro de todos los resultados que se obtengan así como de todas las acciones correctivas que se emprendan. Cuando .el personal utiliza radioisótopos es necesario que tome todas las precauciones para ingestión de alimentos, bebidas y fumar cigarrillos. La mayoría de los estuches clínicos para ensayo radioinmunológico in vitro (RIA) contienen 125I. Cuando éste se ingiere, se concentra en la glándula tiroides y llega a acumularse en dosis dañinas. Todo el personal debe utilizar algún dispositivo para vigilancia de exposición, como una pulsera con película, al trabajar con material radiactivo. Es necesario usar guantes y bata de laboratorio. Es preciso lavarse a la perfección las manos después de trabajar con radioisótopos, aunque se hayan usado guantes. Se recomienda que los procedimientos se efectúen sobre algún cojinete absorbente o en un área bien definida para evitar ri~sgos y controlar en forma correcta los derrames o salpicaduras. Si la persona inhala o ingiere el producto, se lesiona, o si se produce algún derrame, debe reportarlo de inmediato al supervisor u oficial de seguridad de radiaciones.

DERRAMES En caso de que ocurra algún derrame sobre una superficie, ésta se limpia con agua y jabón o algún agente comercial de limpieza. Se comienza a limpiar el borde externo del derrame y se trabaja hacia adentro. La limpieza continúa hasta que el monitor indique que los niveles de radiación son aceptables. El personal que participa en la limpieza no debe contaminarse durante el proceso. Si la sustancia que se derramó entró en contacto con la piel, se limpia con agua y jabón y se tiene cuidado de no provocar erosiones en la piel, ni permitir que el material penetre a heridas abiertas o entre en contacto con las membranas mucosas. Después de efectuar la limpieza se determina el grado de radiactividad del área que entró en contacto con el material.

DESECHO DE DESPERDICIOS Se requiere una licencia general de la NRC para utilizar los estuches RIA en el laboratorio clínico, aunque se utilice material exento. Según estas normas, los efluyentes de las pruebas in vitro con RIA pueden desecharse en el drenaje sanitario y diluirse con grandes cantidades de aguaP Sin embargo, muchos estados tienen también normas con respecto al desecho de radioisótopos, por lo cual es necesario consultar las reglas locales y estatales. Es conveniente dedicar un lavabo para desechar radioisótopos al drenaje sanitario. Este se marca con claridad y se vigila en forma rutinaria con la prueba de frotación para detectar la radiactividad residual. Los desperdicios líquidos que se desechan de este modo deben ser fácilmente solubles o dispersables en agua. El material restante, como tubos desechables y pipetas que estuvieron en contacto con radioisótopos, se desecha en forma segura en la basura común, tras retirar todas las etiquetas que indican radiactividad. En caso deque los desperdicios contengan también material con riesgo biológico, se meten al autoclave antes de tirarlos a la basura común. En la licencia de la NRC para el laboratorio se encuentran las indicaciones específicas para desecho de desperdicios.

36 • QUIMICA CLINICA

---~---PROGRAMA DE SEGURIDAD EN EL LABORATORIO La seguridad en el laboratorio no se logra únicamente con entrenamiento. Es preciso eliminar todos los riesgos posibles, por ejemplo, empleando productos químicos menos tóxicos en lugar de o.tros más tóxicos. Si existe algún riesgo, se protege al personal contra él mediante algún sistema de ingeniería, como una campana para vapores. El personal que maneja sustancias riesgosas requiere de ropa y equipo protector. Además es necesario proporcionarle entrenamiento acerca de la manera de conducirse, teniendo en cuenta los riesgos restantes. Se establecen planes de emergencia para incendio, evacuación, y derrames y se efectúan pruebas periódicas para aplicarlos. Se documenta la prueba indicando la fecha, la naturaleza de la misma, el resultado y el nombre del personal que participó en ella. Este es un requisito de algunas agencias acreditadoras, como el College of American Pathologists. Es necesario implantar un sistema para reportar accidentes en los que se hayan producido lesiones personales e incidentes en los que no haya habido lesiones. Este tipo de incidentes sugiere que algunas condiciones o actividades son poco seguras y ayudan para investigar las causas y encontrar maneras de evitar accidentes y posibles riesgos personales en el futuro. Es probable que los empleados duden en reportar los incidentes cuando no se producen lesiones por temor a ser regañados por el supervisor, por eso es necesario explicarles que los incidentes se reportan para mejorar las tácticas de seguridad y para lograr que el medio de trabajo sea seguro, aclarando así el motivo de esta política. Además se les indica que se les agradecerá cualquier tipo de recomendación para prevenir riesgos en el futuro. Se nombra como gerente de seguridad del laboratorio a un individuo que conozca o desee aprender las normas de la OSHA y otras normas federales, estatales y locales . Esta persona debe estar al tanto de la manera correcta de trabajar para preservar la seguridad en el laboratorio. También se recomienda que se integre un comité de seguridad con miembros técnicos del personal. Bajo el liderazgo del gerente de seguridad, el comité recomienda políticas para la seguridad, escribe y actualiza el manual, lleva a cabo programas de entrenamiento, investiga los accidentes e incidentes, realiza inspecciones y simulacros periódicos, recomienda modificaciones de las prácticas de trabajo y proporciona información con respecto a la seguridad al resto del personal de laboratorio. El equipo de seguridad que se requiere en cualquier laboratorio que maneja productos químicos incluye regaderas, fuentes para lavado de ojos (fig. 3-6), extintores de incendios, campanas extractoras de vapores y alarmas contra incendios. Estos artículos se prueban en forma periódica para asegurar que funcionan correctamente. Se entrena a los em-

pleados para que sepan usar el equipo. Otros artículos que son necesarios incluyen estuche de primeros auxilios, estuche para control de derrames químicos, mantas contra incendios, respiradores, anteojos de seguridad o protectores para la cara, mascarillas, guantes, batas impermeables de laboratorio y mandiles de plástico o de hule.

------RESUMEN

El laboratorio clínico contiene gran variedad de riesgos potenciales de tipo biológico, químico y mecánico. Sin embargo, el personal de laboratorio que esté consciente y comprenda la manera de trabajar con seguridad, observará que es un medio seguro para trabajar. Para mantenerlo seguro, es necesario educar a todo el personal de laboratorio de manera que

Fig. 3-6.

Fuente para lavado de ojos. (Cortesía de Lab Safety Supply lnc., Janesville Wl.)

SEGURIDAD EN EL LABORATORIO 3 • 37

sepa cómo trabajar correctamente y esté preparado para emergencia desde que ingresa al trabajo y posteriormente en forma periódica.

--f.------RECURSOS PARA OBTENER INFORMACION ACERCA DE SEGURIDAD

American National Standards Institute (ANSI) 1430 Broadway New York NY 10018 (212) 354-3300 Centers for Disease Control (CDC) Division of Biosafety 1600 Clifton Rd., NE Atlanta GA 30333 (404) 639-3883 Code of Federal Regulations (CFR) and Federal Regíster Superintendent of Documents U.S. Government Printing Office Washington DC 20402 (202) 783-3238 College of American Pathologists (CAP) 325 W aukegan Rd. Northfield IL 60093 (703) 446-8800 Compressed Gas Association 1235 Jefferson Davis Hwy. Arlington VA 22202 (703) 979-0900 Department of Transportation (DOT) Materials Transportation Bureau, Information Services Division Washington DC 20402 (202) 426-0656 Environmental Protection Agency (EPA) 401 M Street, SW Washington DC 20460 (202) 382-4700 Joint Commission on Accreditation of Healthcare Organizations (JCAHO) 875 N. Michigan A ve. Chicago IL 60611 (312) 642-6061

National Committee for Clinical Laboratory Standards (NCCLS) 771 E. Lancaster Ave. Villanova PA 19085 (215) 525-2435 National Fire Protection Association (NFPA) One Battery March Park Quincy MA 02169 (617) 770-3000 National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH) Office of Technical Publications, Robert A. Taft Laboratories 4676 Columbia Pkwy. Cincinnati OH 45226 (513) 533-8287 Occupational Safety and Health Administration (OSHA) U.S. Department ofLabor 200 Constitution Ave., NW Washington DC 20210 (202) 523-8148 U.S. Nuclear Regulatory Commission (NRC) Washington DC 20555 (301) 492-7000

Referencias l . OSHA: Hazard Communication Standard. 29CFR 1910.1200, 1986. 2. Raybum SR: The Foundations of Laboratory Safety. New York, Springer-Verlag, 1990. 3. Doll R, Petro R : The Causes of Cancer: Qualita-

4. 5. 6.

7. 8. 9.

tive Estimates of Avoidable Risk of Cancer in the US. Qxford, England, Oxford University Press, 1981. OSHA: Toxic and Hazardous Substances. 29CFR 1910.1001-1047, 1989. OSHA: Occupational Exposure to Formaldehyde. 29CFR 1910.1048, 1988. National Academy of Sciences, National Research Council: Prudent Practices for Handling Hazardous Chemicals in Laboratories. Washington DC, National Academy Press, 1981. Health Care Facilities Handbook. 3rd ed. Chapter 10. Boston, National Fire Protection Association, 1990. PhiferRW, McTigue WR: Hazardous Waste Management for Small Quantity Generators. Chelsea MI, Lewis Publishers, 1988. National Academy of Sciences, National Research Council: Prudent Practices for Disposal of

38 •

1O. 11.

12.

13.

QUIMICA CLINICA

Chemicals from Laboratories. Washington DC, National Academy Press, 1983. Standard P-1. Arlington VA, Compressed Gas Association, 1984. CDC: Recommendations for prevention of HIV transmission in. health care settings. MMWR 36 (Supplement 25): 35-185, 1987. 12. CDC: Update: Universal precautions for prevention of transmission of HIV, HBV, and other blood-bome pathogens in health care settings. MMWR 37: 337-392, 1988. OSHA: Occupational Exposure to Bloodbome Pathogens (final rule) . Federal Register, December 6, 1991, pp 64004-6418.2.

14. Protection of Laboratory Workers for Disease Transmitted by Blood, Body Fluids and Tissue. NCCLS Document M29-T. Villanova PA, National Committee for Clinical Laboratory Standards, 1989. 15. EPA: Guide for Infectious Waste Management. Washington DC, U.S. Government Printing Office, 1986. 16. EPA: Medical Waste Tracking Act: 40CFR, parts 22 and 259, 1989. 17. Nuclear Regulatory Commission: 10CFR, parts 19, 20, 35.

CAPITULO

Preservación de la calidad· Bakes-Martin

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE • Indicar la diferencia entre preservación de la calidad y control de calidad. • Definir los términos estándar y control. • Enumerar los criterios para elegir el material de control. • Definir los siguientes términos y si se cuenta con datos, llevar a cabo los cálculos indicados: Media Mediana Moda Rango Varianza Desviación estándar Coeficiente de variación

• Definir: Grados de libertad Intervalos de confianza Exactitud Precisión Error aleatorio Error sistemático

• Graficar los datos de control para suero en un diagrama de Levey-Jennings. Utilizar este

diagrama para ilustrar una tendencia y un desplazamiento. • Describir el sistema de reglas múltiples para vigílar el control de calidad. • Indicar la diferencia entre control de calidad interno y externo. • Describir técnicas y procedimientos estadísticos que se aplican para evaluar la linealidad, la precisión y la exactitud. • Dar una lista de los tipos de errores que se identifican mediante los estudios de evaluación de métodos y definirlos. • Definir y, si se cuenta con datos, calcular lo siguiente: Sensibilidad Especificidad Eficiencia Valor predlctlvo

• Describir la elección de la población y el cálculo de un rango de referencia. • Describir los componentes que participan en la fase preanalítica, analítica y posanalítica de la preservación de la calidad. 39

40 •

QUIMICA CLINICA

CONTENIDO DE CAPITULO INTRODUCCION VIGILANCIA DEL CONTROL DE CALIDAD Elección de materiales para el control de calidad Procedimientos estadísticos Tendencia central y distribución normal Media Mediana Moda Medidas de dispersión Rango Varianza Desviación estándar Intervalos de confianza Coeficiente de variación Procedimientos para control de calidad interno Diagrama de Levey-Jennlngs Sistemas de reglas múltiples Control de calidad externo EVALUACION DEL METODO Linealidad Precisión Dentro de una misma corrida Entre una y otra corrida Prueba de la F Exactitud Prueba de la t apareada Regresión lineal por el método de los mínimos cuadrados Pendiente Intersección con el eje Y Otros métodos estadísticos de regresión lineal DEy/x Coeficiente de correlación Experimentos de recuperación Experimentos de Interferencia Identificación de errores mediante estudios de evaluación del método Estudios diagnósticos para evaluación del método Sensibilidad Especificidad Eficiencia Valor predlctlvo INTERVALOS DE REFERENCIA Elección de la población Cálculo del rango de referencia

OTRAS AREAS DE PRESERVACION DE LA CALIDAD Preanalítica Analítica Posanolítica RESUMEN

-------INTRODUCCION

La preservación de la calidad en el laboratorio clínico incluye todas las acciones que allí se llevan a cabo para asegurar la obtención de resultados de buena calidad. Con frecuencia se considera que el concepto de preservación de la calidad comienza y termina con el control de la misma. Aunque este último forma parte importante de la preservación, se define en forma más sucinta como el control del proceso de análisis de las muestras de pacientes. La preservación, por otra parte, incluye también la verificación de la calidad del proceso de recolección de la muestra, del método de proceso de la muestra, el método de elección de la prueba, el reporte de resultados y la interpretación del reporte final por el médico. Además, la preservación de la calidad tiene en cuenta el reporte rápido y la mejor aplicación de los resultados, como también la competencia e idoneidad del equipo de laboratorio. Para que la preservación de la calidad en el laboratorio sea eficaz, es de suma importancia que todos los procedimientos , protocolos y acciones se realicen con el fin de ayudar al médico a que proporcione cuidados excelentes a los pacientes. El control de calidad es elemento fundamental de la preservación de la calidad y es el proceso en que más participan los laboratoristas. La primera parte del presente capítulo describe criterios, procedimientos estadísticos y métodos, para vigilar el procesamiento de muestras de control de calidad. En partes posteriores se describen otros aspectos del control y la preservación de la calidad.

-------VIGILANCIA DEL CONTROL DE CALIDAD-

ELECCION DE MATERIALES PARA EL CONTROL DE CALIDAD Antes de describir los criterios para elegir el material de control1 (cuadro 4-1), es adecuado establecer la diferencia entre un estándar y un control. Un estándar es una solución que contiene una cantidad conocida de algún analito o sustancia problema y se emplea para calibrar un método de ensayo. A continuación se calculan los resultados del ensayo a partir de lecturas de calibración. Por otra parte, los controles se emplean para vigilar la precisión y exactitud del método de ensayo una vez que se ha calibrado. Los controles se corren junto con las muestras del paciente y se calculan resultados a partir de los datos de calibración del mismo modo que se calculan resultados para el paciente. Cuando el material se emplea como estándar para calibrar el método ya no puede utilizarse como control para vigilar dicho método.

PRESERVACION DE lA CALIDAD 4 • 41

CUadro 4-1. Criterios para la elección del material de control •

Que sea similar a las muestras desconocidas

•

Que por lo menos dos concentraciones de cada analito se encuentren en puntos de decisión médicos

•

Que sea un material homogéneo y estable que dure por lo menos un año

•

Que esté disponible en alícuotas convenientes para su uso

El control debe reproducir las características de la muestra del paciente que se está analizando. Por ejemplo, si se va

a efectuar una prueba en suero, el material de control que se emplee para vigilar los resultados de la prueba debe ser tan semejante al suero como sea posible. Esto se logra si se utilizan muestras de suero humano o suero animal, liofilizando o deshidratando muestras de suero o usando una solución artificial con proteínas que tenga las mismas características físic:o_s que el suero. Todo sistema de control de calidad debe incluir por lo menos dos niveles de controles que tengan concentraciones & analito correspondientes a los niveles médicos de descripción. La importancia de lo anterior se ilustra con el siguiente ejemplo: Si el médico recibe un resultado anormal de creatinina para un paciente puede tomar dos decisiones médicas muy distintas de acuerdo con la magnitud del valor anormal: l. En ciertos pacientes el médico decide que el valor está suficientemente elevado con respecto a lo normal y diagnostica disfunción renal. 2. En otros, el médico decide que el resultado es tan elevado que se requiere intervención médica agresiva, por ejemplo, diálisis. El laboratorio que consultó el médico, probablemente haya utilizado un control en o cerca del valor que distingue los resultados normales de los anormales y el otro control cerca de un valor que indica la necesidad de intervención médica extensa. Muchos laboratorios de química usan controles de tres niveles con valores cercanos a las concentraciones normales bajas, normales altas o muy anormales. Un ejemplo para ilustrar la conveniencia de utilizar tres niveles de controles es el del médico que da tratamiento a pacientes diabéticos. Este médico llega a tres decisiones médicas distintas basándose en los valores anormales de glucosa: l. El médico decide que el valor del paciente es suficientemente alto como para diagnosticar diabetes. 2. El médico decide que un diabético ya diagnosticado tiene un valor tan elevado que requiere de terapia inmediata con insulina. 3. El médico decide que el diabético tiene un valor tan bajo que está cerca del estado de choque insulínico.

De esta manera el laboratorio que emplea tres niveles de controles puede asegurar resultados exactos para los tres puntos de decisión. Es conveniente contar con cantidades suficientes del mismo número de lote de material de control que duren por lo menos un año. Esto se debe a que cuando se utiliza un nuevo lote de control, el laboratorio debe establecer nuevamente los rangos blanco para las muestras de control. Dicho proceso, cuando se realiza de manera correcta, tarda alrededor de un mes y no es conveniente llevarlo a cabo más que una vez al año. Se recomienda que los controles estén disponibles en alícuotas convenientes para el uso diario. Una vez que se abre una ámpula de control puede evaporarse y por tanto cambiar de concentración. Los comerciales en general se fabrican en ampolletas de alícuotas de 1, 5 o 10 mililitros.

PROCEDIMIENTOS ESTADISTICOS Las muestras para control de calidad se utilizan para vigilar las pruebas cualitativas (que producen un resultado no numérico, positivo o negativo) y cuantitativas (que producen un resultado numérico). Como la mayoría de los procedimientos en química son cuantitativos, el objetivo de la presente sección es describir los procedimientos estadísticos para evaluar resultados numéricos o cuantitativos de control de calidad. Una vez que se eligen los controles, el siguiente paso es analizarlos durante un tiempo para generar suficientes datos puntuales con el fin de establecer el rango blanco. Cuando se procesa un control junto con las muestras del paciente, el valor de dicho control se compara contra el rango blanco. Este proceso de vigilancia constituye la base para determinar si se aceptan los resultados de la muestra del paciente o es necesario descartarlos. El procedimiento usual para establecer el rango blanco consiste en analizar cada control aproximadamente una vez al día o una vez por turno durante un mes. Una regla general aplicable es que los conjuntos de datos deben contener por lo menos 20 puntos para considerar que las estadísticas que se calculan con ellos son válidas. Por lo tanto, el tiempo que transcurre durante la recolección de datos para establecer el rango blanco del control debe ser suficiente para producir por lo menos 20 datos puntuales. Además, el control tiene que analizarse durante un periodo extenso para asegurar que se someta a los cambios que se producen en el medio de laboratorio con operadores distintos o a diferentes momentos del día. En un mundo perfecto, el muestreo repetido de un control produciría el mismo resultado cada vez. Sin embargo, el mundo es imperfecto y, desafortunadamente, el laboratorio también. Siempre se observa determinada cantidad de variabilidad al repetir mediciones. Esta variabilidad depende de la técnica del operador (ellaboratorista) y de la variabilidad inherente al método de análisis (el instrumento o procedimiento que se emplea para correr la prueba). Los datos que se obtienen al repetir las mediciones presentan una distribución o dispersión de valores que refleja qué tan fácil fue repetir la medición para obtener el mismo valor. Visualmente dicha variabilidad se representa al repetir

42 •

QUIMICA CLINICA

las mediciones mediante gráficas de frecuencia. Para diseñar una gráfica de frecuencia a partir de medidas repetidas con un control, se grafican los valores obtenidos en el eje x contra el número de veces o frecuencia que se obtuvo el valor en el eje y. La gráfica resultante tiene forma de curva y el área debajo de la misma representa el número de datos puntuales para cada valor de control

5 ro

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*

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*

98

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Fig. 4-1.

El laboratorio A analiza un control para glucosa durante 30 días aproximadamente. A continuación hace una lista de los valores de la prueba por orden descendente y cuenta el número de veces que se obtuvo cada valor. En la siguiente tabla se indican los valores de laboratorio para el control y la frecuencia con que se obtuvo cada uno durante el periodo de 30 días. Frecuencia

106

1

105

103 102

1 1 2 3

101 100

4 3

99 98 97 96

2 1

104

* 100

101

102

103

*

104

*

105

*

106

Valores de los datos (mg/1 00 mi)

Ejemplo4-1

Valor (mg/100 ml)

*

*

1

1

El laboratorio coloca en el eje x de la gráfica de frecuencia la gama de valores que se obtuvieron con el control (96 a 106) y en el eje y desde el número mínimo hasta el número máximo de veces que se obtuvo el valor (uno a cuatro). Como se observa en la figura 4-1, tras graficar los puntos y dibujar la curva, el área por debajo de ella constituye una representación visual de la frecuencia de los datos puntuales para cada valor.

Gráfica de frecuencia.

mina tendencia central. La gráfica de frecuencia que se obtiene a partir de datos que presentan tendencia central tiene un máximo que representa el valor que se repite con mayor frecuencia. Cuando los datos puntuales que se encuentran a la derecha del máximo (dirección positiva), son aproximadamente iguales a los datos puntuales a la izquierda de él (dirección negativa), se dice que dichos datos tienen distribución normal en tomo al punto de tendencia central. La curva que se forma con datos que tienen distribución normal tiene forma de campana y la mayoría de los valores tienen frecuencias en la porción superior de la curva y unos pocos tienen frecuencias en las colas de la misma. Estas características dan a la curva una forma simétrica o de campana, como se observa en la figura 4-2. Aunque al graficar los datos y observar la forma de la curva se determina si presentan tendencia central y distribución normal, la interpretación de la curva depende del observador. El análisis estadístico de la curva produce un resultado matemático que indica su forma y no depende tanto de interpretaciones. Los parámetros estadísticos que se emplean para medir la tendencia central son la media, la mediana y la moda. MEDIA

La media es el promedio de todos los datos puntuales o valores. La fórmula para calcularla es: ~

LX¡ n

x=--

Como lo muestra la curva de la figura 4-1, el valor que se encuentra en la parte media del rango de valores también corresponde al que se repite con mayor frecuencia. Por tanto el máximo de la curva se encuentra en dicho valor. Por el contrario, los valores que sólo tienen un dato puntual o se repiten poco tambié:o. son los valores que corresponden a los números más altos o más bajos del conjunto de datos. Por tanto dichos valores se encuentran en las colas de la curva. Tendencia central y distribución normal

Aunque es imposible obtener el mismo valor al repetir mediciones con un mismo control, es muy conveniente que la mayor parte. de los datos puntuales sean similares. Este concepto de agrupamiento de datos en tomo a un valor se deno-

en donde x es el símbolo estadístico de la media: L es el símbolo que indica "sumatoria de" ; X¡ es cada dato puntual o valor y n es el número de datos puntuales o valores. MEDIANA

La mediana es el dato puntual que se observa tras ordenar los datos por orden descendente o ascendente. Se calcula haciendo una lista de los datos puntuales por orden numérico (incluyendo los datos puntuales que se repiten) y eligiendo el valor intermedio; Por ejemplo, en un conjunto de 19 datos puntuales ordenados del 1 al 19, el valor que ocupa la posición 1O es la mediana. Por encima de él se encuentran nueve números (del 11 al19) y por debajo de él otros nueve (del 1

PRESERVACION DE lA CALIDAD 4 •

43

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de dafos ;,_-

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Valores de los datos

Fig. 4-2.

Curva de distribución normal.

al 9). Cuando el conjunto de datos contiene un número par de datos puntuales, se saca un promedio de los dos valores que se encuentran en la porción intermedia para obtener la mediana. En un conjunto de datos que contenga 20 valores, se saca un promedio del valor en la posición 10 y el valor en la posición 11 y dicho promedio constituye la mediana. MODA

La moda es el valor que ocurre con mayor frecuencia. En el ejemplo 4-1la moda fue 101 porque es el valor que se repitió con mayor frecuencia. Cuando los datos tienen distribución normal, la media, la mediana y la moda son aproximadamente iguales. En otras palabras, la tendencia central en torno a la cual se agrupan los datos no sólo es el valor que se repite con mayor frecuencia, sino también el valor intermedio del conjunto de datos y el promedio de todos los valores. Esto confirma de manera matemática que los datos están agrupados en torno al punto de tendencia central, los valores por encima del máximo son aproximadamente iguales a los que se encuentran debajo de él y la mayoría de los valores tienen frecuencias cercanas al máximo.

bla indican cada dato puntual, incluyendo todos los que se repitieron, por su posición en orden descendente. Fecha

6-1 6-2 6-3 6-4

Valor

103 99 100 101 6~5 98 6-8 105 6-9 102 6-10 101 6-11 103 6-12 99 6-15 102 6-16 97 6-17 101 6-18 99 6-19 102 6-22 104 6-23 106 6-24 100 6-25 101 6-26 100 SUMA= 2 023

Posición

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

12 13 14 15 16 17 18 19 20

Orden descendente

106 105 104 103 103 102 102 102 101 101¡ Intermedio 101¡ Intermedio 101 100 lOO 100 99 99 98 97 96

Ejempfo4-2

Las dos primeras columnas de la siguiente tabla contienen datos del ejemplo 4-1 y la fecha en la cual se muestreó el control. Las dos últimas columnas de lata-

La media, la mediana y la moda para los datos del ejemplo 4-2 son:

44 •

QUIMICA CUNICA

Media= 101.2 (2 023 dividido entre 20 datos puntuales) Mediana= 101 (se indica en la última columna del ejemplo 4-2) Moda= 101 (véase la tabla de datos del ejemplo 4-1)

6 rn

·oe cll ::J

u

En el ejemplo anterior, la media, la mediana y la moda son prácticamente iguales y por tanto los datos tienen distribución normal. Algunos conjuntos de datos tienen tendencia central pero no distribución normal porque la dispersión de puntos en tomo al centro es asimétrica. Las curvas de este tipo de conjuntos de datos tienen distribución inclinada (oblicua) y es asimétrica porque hay más datos puntuales de un lado del máximo que del otro. La media, la mediana y la moda para los datos que se representan en la gráfica de frecuencia de la figura 4-3 son:

~

5

*

4

*

3

*

u.

2 1

* *

* *

96

97

*

*

* 98

99

100

101

102

103

104

105

*

106

Valores de los datos (rhg/1 00 mi) Fig. 4-4.

Curva que se obtiene con un conjunto de datos de distribución bimodal.

Medidas de dispersión

Media= 98.9 Mediana= 99 Moda = 100 Como las tres mediciones de tendencia central no están suficientemente cercanas como para considerarse iguales, los cálculos matemáticos indican que estos datos no tienen distribución normal. En algunos casos los conjuntos de datos tienen dos puntos de tendencia central. Como se observa en la figura 4-4, la curva resultante de estos datos tiene dos máximos y por tanto se denomina bimodal. La media, mediana y moda para estos datos son: Media = 101.2 Mediana = 101 Moda= 99 Estos cálculos no son iguales y por tanto la curva no tiene distribución normal. Como el objetivo de repetir las mediciones en controles es que todos los valores sean aproximadamente iguales, es importante que su gráfica de frecuencia presente tendencia central verdadera, con muy poca inclinación hacia uno u otro lado del máximo. Por tanto siempre se calculan la media, la mediana y la moda para confirmar que los datos tengan distribución normal antes de intentar establecer el rango blanco. 7

*

6

*

rn

·o 5 e cll 4 ::J u. 3 2

6

*

rn ·o e

*

*

u

~

Cuando se determina que los datos de repetición de medidas de control tienen distribución normal es importante considerar la dispersión de datos dentro de la distribución en tomo a la media. La dispersión de datos en tomo a una tendencia c.entral puede ser estrecha o amplia, según la capacidad del método o del operador para obtener el mismo valor para un control cada vez que efectúa la prueba. Las curvas de las figuras 4-5 y 4-6 tienen tendencia central. La media, la mediana y la moda de cada una son aproximadamente iguales y por tanto las curvas tienen distribución normal. Sin embargo, la curva de la figura 4-5 tiene más puntos en o cerca de la media, que la curva de la figura 4-6 y por tanto los datos de la figura 4-5 se encuentran más cercanos al "mundo perfecto", en el cual se obtiene el mismo valor cada vez que se repite la medición del control. Como el objetivo es obtener valores de repetición con el control que sean tan cercanos entre sí como sea posible, es conveniente que los datos de control tengan una distribución cercana en tomo a la media. Se supone que si se tiene éxito para repetir el valor para un control, también se tendrá para hacerlo para una muestra de un paciente. Por tanto, la capacidad para repetir con éxito las mediciones y obtener el mismo valor da más credibilidad a los resultados del laboratorio. Igual que para determinar la tendencia central de los datos, se dibuja una gráfica de frecuencia y se observa si la curva tiene distribución cercana o amplia de puntos en tomo a la media. Como esto depende de la interpretación del observador, que en ocasiones es subjetiva, se utilizan paráme-

cll ::J

u

*

~

u.

* 96

97

98

99

100

101

102

* 103

*

5 4

*

2 1

*

* *

95

Valores de los datos (mg/1 00 mi) Flg. 4-3. Esta gráfica de frecuencia se construyó a partir de datos que se inclinan hacia el lado izquierdo del máximo.

*

3

*

96

*

97

98

99

100

101

102

*

103

*

104

*

105

Valores de los datos (mg/1 00 mi) Fig. 4-5.

Curva con distribución cercana de puntos en tomo a la media.

PRESERVACION DE lA CALIDAD 4 • 45

6 5

*

ro

l3 4 e
*

*

~

u.. 2 1

*

*

3

*

95

*

*

96

97

98

99

100

101

102

*

*

103

104

*

105

Valores de los datos (mg/1 00 mi) Flg. 4-6.

CuNa con distribución amplia de puntos en torno a la media.

tros estadísticos que dan un concepto matemático de dispersión de datos en tomo a la media. Estos parámetros son el rango, la varianza, la desviación estándar, los intervalos de confianza y el coeficiente de variación.

medio. Hay libertad total para escoger los números porque no se indicó ninguna restricción con respecto al conjunto de datos. Por tanto se eligen cinco datos independientes del conjunto. Sin embargo, si se señala que se debe sacar el promedio de cinco números cuya suma sea 20, ahora hay una restricción sobre el conjunto de datos y sólo se cuenta con cuatro números independientes. Tras elegir estos cuatro números el quinto será fijo. Por ejemplo, si se eligen 2, 3, 5 y 6 como primeros cuatro números, el último número debe ser 4 para obtener la suma de 20. Por tanto, se pierde un grado de libertad. Cuando se obtiene la varianza de un conjunto de datos, se calcula previamente la media y se ·emplea en la fórmula de la varianza. Por tanto se pierde un grado de libertad de los datos y la suma de las diferencias al cuadrado debe dividirse entre n - 1 en vez de n.

Ejemplo4-3

·Eh éi' §tguteYl't"~

RANGO

ejellip1ó.}sb~-bí~cilfa~a~~ti*'~e ~ósli

da'td~ ti~l' ere1ii:PW4.:f.' s~ iab'Wqti~ ~¡{)lí1éHrihéi6s · tl&~~

El rango es la diferencia entre el valor superior y el más bajo de un conjunto de datos. Para calcular el rango se ordena el conjunto de datos y se resta el valor más bajo del más alto. Observando los datos del ejemplo 4-1, se determina que el valor más alto del conjunto es 106 y el más bajo 96. Por tanto el rango de los datos es 10. Si se añaden las unidades mg/1 00 ml se puede decir que al repetir las mediciones con el control se abarcó un rango de 10 mg/100 mililitros. Aunque el rango da una indicación del grado de dispersión de los datos puntuales, no es evidente cómo varían los datos del rango en tomo a la media. VARIANZA

La varianza mide la distancia al cuadrado promedio de los datos puntuales con respecto a la media. La fórmula para calcular la varianza es:

.. tos es~1Ó1:1::;·., . ,,:

= -¿(X¡- _i)Z n - 1

en donde SZ es el símbolo estadístico de varianza; L es el símbolo que indica "sumatoria de"; (x¡ - X) 2 es cada dato puntual menos la media, elevada al cuadrado y n - 1 es el número de datos puntuales menos un grado de libertad. Como se observa en la fórmula, el cálculo de la varianza es en realidad un promedio. El conjunto de datos del que se saca el promedio es las diferencias al cuadrado de los datos puntuales con respecto a la media. Como ocurre en cualquier promedio, la varianza se calcula sumando los medios del conjunto de datos y dividiéndolos entre el número de datos puntuales. En la fórmula de varianza el número total de datos puntuales se ajusta para una pérdida de grados de libertad. Los grados de libertad son el número de datos puntuales independientes que contiene un conjunto de datos. Supóngase que se elijan cinco números y se calculará su pro-

-'.t.. - ~: Vtr,;.J :;, . ·. " · '· · · • ··" ' ' '~

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1

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103

10p _

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-2

4

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1 '·" ·

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105 102 101 103

4 1

16 1

2

4

o

99

-2

4

1 -4

1 16

~

-2 1

4 1

104 -to6 100

101 100 n = 20

·

~.,. :

3 5 -1

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o

102 97 101

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i.,:- • -_r: · { ,:~~ -;~-":_:. · . t~h :,:_:e

. ~ ., 0 3::\l

2 .•

102 S2

' >.:<·:

o

9 25 1

o

1 \ SUMA = 101

La varianza del ejemplo 4-3 se calcula como sigue: Suma de las diferencias al cuadrado= 101 n- 1::::: 19 Varianza= 5.3 (101 dividido entre 19) Para simplificar la demostración, la media y las diferencias con respecto a la media se expresan como números ent~ ros. La media de estos datos en realidad es un decima4 por lo cual las diferencias serían decimales. Además, en los cálculos estadísticos reales, que se efectúan con calculadora. se

46 • QUIMICA CUNICA

retienen por lo menos dos lugares decimales más allá del número original en todos los pasos del cálculo. Por tanto este conjunto de datos debía tener números con tres lugares decimales en la columna de diferencias de cuadrados. En consecuencia, si estos datos se realizan con yalculadora, la desviación estándar final será ligeramente distinta. Si las unidades originales de los datos fueran mg/1 00 ml, la unidad para el cálculo final de la varianza sería mg2/100 ml2 • Aunque se realiza un cálculo que proporciona información valiosa acerca de la dispersión de datos, la respuesta final es de poca aplicación porque las unidades son difíciles de interpretar. Sin embargo, es necesario usar las diferencias al cuadrado en vez de las diferencias reales para compensar la variabilidad positiva y negativa en tomo a la media. Al elevar las diferencias al cuadrado los números resultantes son enteros positivos y representan la distancia con respecto a la media sin tomar en cuenta la dirección y el sentido.

DESVIACION ESTANDAR

La desviación estándar (DE) es la raíz cuadrada de la varianza. La desviación estándar es simplemente una manipulación matemática de la varianza para transformarla en un dato estadístico más útiL La fórmula para calcular la desviación estándar es:

DE=

~

'V(X¡- X)2 ¿,

n- l

Como se observa, la fórmula de la desviación estándar es simplemente la raíz cuadrada de la fórmula de la varianza.

La ventaja de este cálculo es que las unidades de la desviación estándar son iguales que las del conjunto de datos original. En el ejemplo 4-3: Varianza = 5.3 DE= 2.3 (la raíz cuadrada de 5.3) La desviación estándar es una medida estadística que describe la distancia promedio de cada dato puntual con respecto a la media en una distribución normal. La unidad de medición de la desviación estándar abarca aproximadamente la sexta parte de la distancia total del eje x sobre ur.a curva de distribución normaL Si la media de los datos se encuentra en el punto intermedio del eje x, se encontrarán tres unidades de desviación estándar a la derecha de la media y tres a la izquierda. Como se observa en la figura 4-7, las áreas específicas por debajo de la curva de distribución normal están enlazadas por unidades de desviación estándar sobre el eje x. Como se recordará, en la distribución normal casi todos los datos se encuentran cercanos a la media. Por tanto, el área de la curva que abarcan las unidades de desviación estándar inmediatamente a la derecha e izquierda de la media contendrá mayor número de datos puntuales. De hecho las unidades de desviación estándar que se encuentran inmediatamente a la derecha y a la izquierda de la media contienen cerca del 34.1% de los datos cada una. Al progresar a lo largo del eje x en ambas direcciones, cada unidad de desviación estándar contiene cerca de 13.65% de datos a ambos lados de la media. Las últimas unidades de desviación estándar a cada ex-

34.1%

34.1%

-3DE

-2 DE Fig. 4-7.

-1 DE

X

+1 DE

+2DE

CuNa de distribución normal en la que se indican unidades específicas de distrlbución estándar.

+3

PRESERVACION DE LA CALIDAD 4 • 47

tremo del eje x contienen 2.1% de los datos. En teoría, el 0.3% restante se dispersa hasta el infinito.

INTERVALOS DE CONFIANZA

Los intervalos de confianza son los límites dentro de los cuales se espera que esté una proporción específica de una población. En el análisis estadístico de medidas repetidas que siguen una distribución normal, los límites de confianza se refieren al porcentaje de datos que se encuentra dentro de intervalos que incluyen a la media y las unidades específicas de desviación estándar en torno a la media. Los límites de confianza que normalmente se usan en el laboratorio clínico son: Límites de confianza de 68.2%: la media± 1 desviación estándar. 68.2% es igual a la suma del 34.1% de los datos que se encuentran del lado izquierdo de la media y el34.1% que se encuentra del lado derecho. · Límites de confianza de 95.5%: la media± 2 desviaciones estándar. 95.5% es el total de 68.2% (x ± 1 desviación estándar) de los datos más dos unidades adicionales de J3.65% a ambos lados de la media. Límites de confianza de 99.7%: la media± 3 desviaciones estándar. 99.7% es la suma del 95.5% de los datos (X± 2 desviaciones estándar) y dos unidades de 2.1% de las secciones finales de desviación estándar sobre el eje x.

Como se observa en la figura 4-8, los límites de confianza combinan áreas iguales a ambos lados de la media que están unidas por unidades iguales de desviación estándar. Aunque la longitud de las unidades de desviación estándar varía si la distribución se hace más angosta o más amplia, el área de la curva de distribución que defme cada unidad de distribución estándar no cambia; por tanto, el porcentaje de datos puntuales que contiene cada área no varía aunque dicha distribución lo haga. Si al repetir las mediciones los datos no presentan distribución normal, la distribución estándar y la media ± los intervalos de confianza de la desviación estándar no podrán utilizarse para describir la dispersión de datos en torno a la media. Esto se debe a que la desviación estándar es simplemente una descripción matemática de una distribución normal. Esto se ilustra mejor con el siguiente ejemplo. Para calcular las estadísticas de dispersión para los datos que originan la curva de distribución bimodal de la figura 4-4, se obtienen los siguientes resultados: varianza = 7. 7 desviación estándar= 2.8

media ± 3 desviaciones estándar = 91-107

La desviación estándar que se calcula para estos datos no es válida porque el intervalo de confianza que debería representar el 99.7% de los datos (:X± 3 DE) define un rango mayor que el rango real de datos, lo cual es imposible. Por tanto es necesario comprobar que los datos siguen una distri-

MEDIA

- - - - - - - - 95.5% _ _ _ _ ___J '1----------

DE Fig. 4-8.

95.7% - - - - - - - - 1 ' +1

Límites de confianza y unidades de distribución estándar en una curva de distribución normal.

48 • QUIMICA CLINICA

bución normal antes de aplicar la distribución estándar para describir su dispersión en torno a la media. Aunque la desviación estándar da una idea matemática precisa de la dispersión de datos en torno a la media, con frecuencia es difícil definir si el valor de la desviación estándar es aceptable. Esto se determina obteniendo un número relativamente bajo para la desviación estándar, lo cual indica que los datos tienen distribución estándar en torno a la media COEFICIENTE DE VARIACION

El coeficiente de variación (CV) es la desviación estándar expresada como porcentaje de la media Se calcula dividiendo la desviación estándar entre la media y multiplicando por 100. La fórmula para calcular el CV es: DE --=X

100

X

Como el CV es un porcentaje más que un valor estadístico con unidades, lo mismo que la desviación estándar, es más fácil indicar criterios de aceptabilidad. Los límites normales de aceptabilidad son que el CV en mediciones repetidas en el laboratorio debe ser menor del 5 por ciento. El CV para los datos del ejemplo 4-1 es 2.3% (2.3/99 x 100). Esto indica que el tamaño de la desviación estándar en relación con la media es aceptable y por tanto la distribución es cercana más que amplia en tomo a la media.

diciones. La exactitud es la capacidad para obtener el valor establecido o "verdadero" para una muestra, mientras que la precisión es la capacidad para obtener el mismo valor para mediciones que se repiten empleando una misma muestra. Estas definiciones parecen muy similares y, de hecho, los dos términos a menudo se emplean de manera indistinta, aunque es incorrecto. Los conceptos de exactitud y precisión son bastante distintos. La exactitud de la medición comprueba si el resultado es correcto mientras que la precisión de la medición verifica la capacidad del método para seguir siendo correcto al efectuar mediciones repetidas y con el transcurso del tiempo. Es necesario examinar si los métodos de laboratorio son exactos y precisos ya que no se puede suponer que el método tenga ambas cualidades confirmando tan sólo una de ellas. Por ejemplo, es posible que el método sea preciso porque al repetir las mediciones se obtengan valores muy similares, pero tal vez el valor que se repita no sea el verdadero y por lo tanto el método no será exacto. En teoría, sería imposible que el método fuera exacto e impreciso ya que esto implicaría que las mediciones no se repitieran de manera correcta pero el promedio total de los valores repetidos fuera cercano al valor verdadero; en la práctica esto es poco frecuente; cuando el método es impreciso en general también es inexacto. El técnico de laboratorio debe contar con un sistema para vigilar los controles que le dé información inmediata, para decidir si los resultados que se obtienen para el paciente son correctos (exactitud de la medición). El sistema también debe suministrar información periódica al supervisor de laboratorio ya que él toma decisiones acerca de si el método funciona bien (precisión y exactitud a largo plazo de la medición).

PROCEDIMIENTOS PARA CONTROL DE CALIDAD INTERNO Una vez que se demuestra que los datos de mediciones repetidas con un control tienen distribución normal y se confirma que la distribución es cercana más que amplia en torno a la media, el control puede usarse en el laboratorio. A continuación se analiza junto con muestras de pacientes a intervalos dentro del procedimiento de análisis, definidos por el método y por protocolos de laboratorio. Los valores de análisis de controles se vigilan contra intervalos de confianza preestablecidos para verificar la precisión y la exactitud de las me-

Diagrama de Levey-Jennings

Uno de los métodos más antiguos para vigilar los valores de control es mediante el diagrama de Levey-Jennings. Consiste en una curva de distribución normal (que también se denomina curva de distribución gaussiana) dibujada de lado en la cual se designan puntos específicos; estos puntos se prolongan hacia la derecha dando lugar a un formato en donde se grafican valores. Esto se presenta de manera gráfica en la figura 4-9.

mg/100 mi

· - - +28 104 .!.._. _ _ -

+18 102

x

100_ -----------------------------------

· - - - - -1e _illl_ • - - -2e Jlli

•--3e _M 01 02 03 04 05 06 07 08 09 1o 11 12 13 14 15 16 17 18

DIAS DEL MES Fig. 4-9.

Diagrama de Levey-Jennings.

PRESERVACION DE LA CAUDAD 4 • 49

En el diagrama de Levey-Jennings el punto que define la media de la curva gaussiana se transforma en una línea cóntinua que se ubica en la parte central del diagrama Los puntos de la curva que corresponden a intervalos de desviación estándar se transforman en líneas punteadas, .que se ubican a la misma distancia con respecto a la media tanto por encima como por debajo de la línea media En el lado izquierdo del diagrama se escribe la media y los valores adecuados de desviación estándar en los puntos de intersección de las líneas. La base del diagrama se divide de izquierda a derecha en unidades de tiempo que reflejan la secuencia de las medidas de control. La unidades de tiempo pueden ser días, número de valores secuenciales en varios días o número de valores en un mismo día, pero deben abarcar un periodo suficiente para obtener por lo menos 30 resultados de análisis secuenciales. Los valores que están del lado izquierdo del diagrama de Levey-Jennings son los que se obtienen al efectuar mediciones repetidas con el control con el fin de establecer los rangos blanco. Tras obtener los datos mencionados y determinar que tienen distribución normal, se calculan intervalos de confianza y se marca la media y los puntos de desviación estándar de intersección en el diagrama. Una vez marcado el diagrama se emplea para vigilar los valores de control. Ejempfo4-4

Un laboratorio pequeño emplea el diagrama de LeveyJennings para registrar y vigilar los valores para un control de glucosa de rango intermedio. El método que se vigila es un análisis autorizado de glucosa oxidasa que se corre dos o tres veces al día. El laboratorio analizó el control durante 30 días para establecer el rango blanco. La media para los datos fue 100 mg/100 ml y la desviación estándar 2 mg/100 ml. El límite de confianza del 95.5 % (X± 2 DE) fue de 96 mg/100 ml a 104 mg/1 00 ml. El laboratorio construye el diagrama con los datos y comienza a utilizar el control en forma regular. Cada valor del control se grafica al efectuar el análisis y el supervisor revisa a diario estos valores. A continuación se indican los primeros 10 valores que se obtuvieron para el control tras comenzarlo a usar. En la figura 4-10 se muestra el diagrama de Levey-Jennings que se obtuvo con estos valores. Obsérvese que la parte inferior del diagrama de la figura 4-1O está diseñada para marcas en forma secuencial según el orden en que se corren los controles a diario y en el transcurso de varios días.

Fecha 7-14

\

7-15 7-16 7-17

Número de ensayo

Valor

1 2 3 1 2 1 2 1 2 3

101 mg/100 ml 100mg/100ml 98 mg/100ml 99 mg/100ml 102 mg/1 00 ml 103 mg/100 ml 98 mg/100ml 100 mg/100 ml 101 mg/1 00 ml 100 mg/1 00 ml

+3e 106 +2e 104

E +1e 102 o -

~

o,

X

* ------------------

100

E-1e 98 -2e 96 -3e 94

0102~;02;~010203r------7-14

17-15 7-1617-17 OlAS DEL MES

Fig. 4-10. Diagrama de Levey-Jennings para suero de control de rango intermedio en un procedimiento automatizado para glucooxidasa

Con el sistema del diagrama de Levey-Jennings es posible tomar decisiones inmediatas con respecto a si los resultados obtenidos para un paciente son correctos basándose en la capacidad de los valores del control para permanecer dentro del límite preestablecido. Si el valor de control se encuentra dentro de este límite, se supone que los resultados de las muestras del paciente que se corrieron al mismo tiempo que el control son valores correctos. Por ejemplo, un límite aceptable común para el control podría ser que los valores se encuentren dentro del intervalo de confianza del 95.5% que en el diagrama de Levey-J ennings es el área que abarca la media ± 2 desviaciones estándar. En otras palabras: los valores obtenidos para el control deben ser prácticamente iguales al 95.5% de los datos obtenidos con el control durante el periodo en el cual se estableció el rango blanco. De acuerdo con este criterio, se considera que un valor de control es aceptable cuando se encuentra dentro del área sombreada que se muestra en la figura 4-11. Una vez que se acepta un valor de control, se grafica en el diagrama de Levey-J ennings y junto con valores de control o subsecuentes se vigila durante el transcurso del tiempo. Esta vigilancia a largo plazo de los valores de control proporciona información acerca de la precisión y la exactitud a largo plazo de la medición. En el diagrama de Levey-Jennings se confirma la precisión y la exactitud a largo plazo mediante valores de control que quedan agrupados en tomo a la media con poca variación en dirección ascendente o descendente, como se muestra en la figura 4-12. Obsérvese también que aproximadamente el mismo número de puntos de esta figura se encuentra por encima de la media y por debajo de ella. Si la cantidad de dispersión en tomo a la media es grande y en general se observa distribución desigual por encima y por debajo de la media, esto indica que la medida es imprecisa. En el diagrama de Levey-Jennings de la figura 4-13 se muestran valores de control que indican imprecisión en la medición. Con frecuencia la imprecisión se debe a errores de técnica, como variabilidad al efectuar mediciones con pipeta o falta de atención a los detalles por parte del operador. Los

50 • QUJMICA CLINJCA

+3E

+2E

la

+1E

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Días Fig. 4-11.

Diagrama de Levey-Jennings.

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Días Fig. 4-12.

Diagrama de Levey-Jennings para demostrar precisión.

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20

PRESERVACION DE lA CALIDAD 4 • 51

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Días Fig.

4~13.

Diagrama de Levey-Jennings para demostrar imprecisión.

resultados de imprecisión se detectan como aumento de la desviación estándar o ensanchamiento de la distribución en torno a la media. El diagrama de Levey-Jennings también permite detectar inexactitudes que se producen con el transcurso del tiempo. Los cambios de exactitud a largo plazo son sutiles y con frecuencia el operador no los detecta al tomar decisiones inmediatas acerca de los resultados para los pacientes. Este tipo de inexactitud surge porque se produce algún cambio en el proceso de medición, que no es lo suficientemente notorio de inmediato pero puede afectar los resultados de los pacientes. En el diagrama de Levey-Jennings se observa la inexactitud a largo plazo como una tendencia o desplazamiento. La tendencia es un cambio gradual en la media que se lleva a cabo en un sentido. En la figura 4-14 se muestra un diagrama de Levey-Jennings con valores de control en los que se detecta una tendencia de los valores 9 a 20. La tendencia generalmente es provocada por cambios graduales en el método de análisis, como deterioro de los reactivos y estándar o deterioro del comportamiento del instrumento. Es probable que los valores sigan cercanos a la media pero la tendencia de la media en sí es la que se desplaza gradualmente hacia valores más altos o más bajos. Un desplazamiento es un cambio repentino en la media que se hace continuo. En el diagrama de Levey-Jennings de la figura 4-15 se muestra un desplazamiento de valores de control que se produjo en el valor 9. Este desplazamiento ocurre porque se introdujo algo nuevo al procedimiento de análisis. Las causas más frecuentes de desplazamientos son los nuevos lotes de estándares y reactivos o algún mal funciona-

miento del instrumento que dé lugar a un cambio inmediato y permanente en su comportiuniento. El momento exacto en que se introdujo la nueva solución o se produjo el cambio se localiza en el diagrama de Levey-Jennings como el punto en el cual la media se desplazó hacia un valor más alto o más bajo. La ventaja más evidente de los diagramas de Levey-Jennings es que proporcionan una buena representación visual de la precisión y la exactitud relativa, y son fáciles de interpretar. Su desventaja es el tiempo que se requiere para graficar los datos. Para que su uso sea eficaz, es necesario graficar los valores de control en el momento en que se efectúa el análisis y por orden de medición. Además, se requieren diagramas distintos para cada análisis y cada nivel de control. El gran volumen de pruebas con dos o tres niveles de controles por prueba hace que el sistema no sea práctico para vigilancia diaria en muchos laboratorios.

Sistemas de reglas múltiples

Como los diagramas de Levey-Jennings resultan poco prácticos para graficar datos de control de calidad, se desarrollaron otros métodos de vigilancia. Los sistemas de reglas múltiples son una de las alternativas más comunes con respecto a los diagramas de Levey-Jennings. En estos sistemas se emplean reglas que definen límites específicos para los valores de control. Si un valor de contrOl viola la regla por exceder los límites, se detecta un error en la medición y los datos que se obtienen al analizar simultáneamente con el control muestras de pacientes, no se proporcionan al médico. Estas reglas

52 • QUIMICA CUNICA +3E -------------------------------------------------~---

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Días

Fig. 4-14.

Diagrama de Levey-Jennings para demostrar una tendencia.

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Días

Fig. 4-15.

Diagrama de Levey-Jennings en el que se demuestra un desplazamiento.

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20

PRESERVACION DE LA CALIDAD 4 • 53

se basan en los mismos intervalos de confianza que los diagramas de Levey-Jennings, excepto que en los sistemas de reglas múltiples se utilizan intervalos de confianza para delemlinar en qué punto se aplica la regla. Un conjunto común de reglas múltiples para control de calidad en el laboratorio es el sistema de reglas múltiples Westgard. 2 A continuación se indican las reglas originales Westgard y la definición de cada una. En las figuras se muestra la representación visual de la violación de cada regla mediante diagramas de Levey-Jennings. 1-2E: un valor de control excede la media por más de 2 DE pero menos de 3 DE. El control puede exceder la media ya sea en dirección ascendente o descendente. Esta regla se ilustra en la figura 4-16. 1-3E: un valor de control excede la media más de 3 DE en dirección ascendente o descendente. La figura 4-17 ilustra la violación de esta regla. 2-2E: dos valores de control consecutivos exceden la media por más de 2 DE pero menos de 3. Estos dos valores de control deben ser consecutivos y han de encontrarse en la misma dirección con respecto a la media. En la figura 4-18 se ilustra la violación de esta regla. R-4E: la diferencia entre dos controles consecutivos es mayor de 4 DE. Estas determinaciones de control consecutivas tienen valores que van en dirección opuesta entre sí y la diferencia entre ambos abarca por lo menos 4 DE. La figura 4-19 ilustra la violación de esta regla.

4-1E: cuatro valores de control consecutivos exceden la media por más de 1 DE. Estos cuatro valores de control deben ser consecutivos y encontrarse en la misma dirección con respecto a la media. En la figura 4-20 se ilustra la violación de esta regla. 10x: diez valores de control consecutivos exceden la media en la misma dirección. En la figura 4-21 se ilustra la violación de esta regla. En el sistema de reglas múltiples Westgard original la regla 1-2E constituye un indicio de que se ha producido algún cambio en la exactitud o precisión relativa. Si un valor de control excede la media en 2 DE en cualquier dirección pero menos de 3 DE, se aplican las reglas restantes a los datos. Si no se viola ninguna de las reglas restantes, los valores de control se consideran aceptables y se reportan al médico los resultados del análisis. Por tanto la regla 1-2E no siempre indica error en la medición. La justificación para emplear la regla 1-2E como señal de alerta y no como violación se basa en la definición del límite de confianza del 95.5% para los datos del rango blanco del control. Por definición, el límite de confianza del 95~5% (x ± 2 DE) contiene el 95.5% de los datos puntuales que se obtienen mientras se establece el rango blanco para el control. Por el contrario, el4.5% de los datos de control, aunque constituyen valores reales, se encuentra fuera de estos límites. Cuando se empieza a utilizar un control y se corre junto con las muestras de pacientes, se espera que los valores de ensayo dupliquen los que se obtUvieron con el control duran-

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Días

Flg. 4-16. Diagrama de Levey-Jennings en el que se representa el sistema de reglas múltiples 1-2E. A la izquierda, un valor de control excede a 1-2E en dirección ascendente en el dfa 6. A la derecha, un valor de control excede a 1·2E en dirección descendente el día 6.

54 • QUIMICA CUNICA

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Fig. 4-17. Diagrama de Levey-Jennings en el que se representa un sistema de reglas múltiples I-3E. A la izquierda, un valor de control excede a I-3E en dirección ascendente en el día 6. A la derecha, un valor de control excede a I-3E en dirección descendente en el día 6.

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Días

Fig. 4-18. Diagrama de Levey-Jennings en el que se representa un sistema de reglas múltiples 2-2E. A la izquierda, dos valores consecutivos de control violan los días 6 y 7 la regla 2-2E en dirección descendente. A la derecha, dos valores de control consecutivos los días 6 y 7 violan la regla 2-2E en dirección descendente.

PRESERVACION DE lA CAUDAD 4 • 55

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Días Flg. 4-19.

Diagrama de Levey-Jennings en el que se representa el sistema de reglas múltiples R-4E. La diferencia entre .dos valores de control consecutivos (días 12 y 13) excede 4 desviaciones estándar.

le el periodo de determinación del rango blanco. Como se mencionó, una regla común para aceptar los datos de control es que los valores de control se encuentren dentro del límite de confianza de 95.5%. Este criterio implica que uno de cada 20 o sea el4.5% de los valores se encontrará fuera de este rango, únicamente debido a la probabilidad, aunque el control produzca valores que dupliquen los obtenidos durante la determinación del rcmgo blanco. De hecho si se vuelve a correr el control, es muy probable que el valor que se obtenga en el ensayo se encuentre dentro dellírriite de confianza del 95.5 por ciento. El sistema Westgard original se basa en la probabilidad de 1 en 20, al usar la regla 1-2E como advertencia y no como violación. Si además de encontrarse fuera del límite de confianza de 95.5% un valor de control viola uria segunda regla, esto indica que se produjo algún cambio al efectuar el análisis con respecto a lo observado al determinar el rango blanco. Antes de presentar algunos ejercicios de aplicación de las reglas múltiples es necesario repasar algunos puntos acerca de la aplicación de las reglas múltiples W estgard:

l. Como en cualquier sistema de control de calidad,

cuando se viola la regla 1-3E deben rechazarse los datos. Como la ± 3 DE toma en cuenta el 99.7% de los datos, se tiene bastante certidumbre (con incorrecciones menores del 0.3% de las veces) de que cualquier valor de control fuera de este rango no está duplicando resultados obtenidos durante el periodo de determinación del blanco, lo cual indica que se produjo algún error en la medición.

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2. Los valores de control deben exceder los límites para que se considere que hubo una violación. Por ejemplo, si los límites de confianza del 95.5% para un control de glucosa fueran de 95 a 100 mg/100 ml y un valor de ensayo de control fuera 100 mg/100 ml, el valor no excedería el límite ± 2 DE. Por otra parte, un valor de 101 sí excedería dicho límite. 3. El valor de control que se encuentra en 1-2E se incluye al efectuar el conteo de controles consecutivos para aplicar la regla. Esto se demuestra fácilmente mediante la regla 2-2E. Como se observa en la figura 4-18, el valor en el día 6 fue un indicio que propició que se consideraran las otras reglas, pero no se violó ninguna de ellas; por tanto, los valores de los pacientes fueron aceptables y dichos restiltados se enviaron al médico. El valor del día 7 de nuevo fue otro indicio, pero en este caso ocurrieron dos señales en forma consecutiva. La señal del día 7 se incluyó en el recuento al aplicar la regla 2-2E, por lo cual esta regla sí se violó. 4. Las reglas R-4E, 4-IE y lüx no se aplican a menos que se detecte la señal1-2E, la cual inicia su aplicación (la regla 2-2E contiene la señal como parte de la violación y la regla 1-3E siempre es una violación, aunque no se haya producido señal). En la figura 4-21 todos los valores de los días 12, 13, 14 y 15 exceden a ± 1 DE. Sin embargo, no se violó la regla 4-lE porque no se produjo una señal1-2E para que se inicie la aplicación de las demás reglas. En el

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56 • QUIMICA CLINICA ~E--- - ----------- - ------------------

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Días Fig. 4-20.

Diagrama de Levey-Jennings en el que se representa el sistema de reglas múltiples 4-1 E. Cuatro controles consecutivos (del día 9 al12) violan la regla 4-1 E en dirección ascendente.

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Días Flg. 4-21.

Diagrama de Levey-Jennings en el que se representa un sistema de reglas múltiples 1Ox. Diez valores de control consecutivo (del dfa 8 al17) violan la regla 1Ox en dirección ascendente.

PRESERVACION DE LA CAUDAD 4 • 57

día 17 se produjo la señal 1-2E y al aplicar la regla se violó la regla lOx. No se violó la regla 4-lE porque en el día 16 el valor del control no excedió la media más 1 DE.

gura 4-22, la violación de las reglas 1-3E y 1-4E indica error aleatorio. La violación de las reglas 2-2E, 4-lE y 10x indica error sistemático. Ejemplo 4-Ef3

El ejemplo 4-5 indica la manera de aplicar el sistema Westgard para vigilar los datos de control. Ejemplo~

En un laboratorio se emplea el sistema de reglas múltiples Westgard para vigilar los valores de control en un instrumento automatizado para electrólitos. A continuación se presentan los resultados de 1O valores de ensayo consecutivos para el control de potasio, en unidades de mmol/L. Se indican los valores que no cumplen con la regla 1-2E y cualquier violación a la regla se lista después de estos indicios. Valores blanco para el control: media= 6.6 mmol/L y DE = 0.1 mmol/L. Medía ± 1 rango de DE= 6.5 a 6.7 mmol/L

Los siguientes datos del laboratorio se refieren al análisis de dos niveles de controles para potasio. Los valores de ambos niveles se dan según el orden en que se analizaron. V al ores blanco (control alto) Media= 6.6 mmol/L

V al ores blanco (control bajo) Media= 3.5 mmol!L

x ± 1 DE=6.5

x ± 1 DE=3.4 a3.6 mmol/L

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x ±2DE=3.3 ·a 3.7 mmol!L

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Medía ± 2 rangos de DE= 6.4 a 6.8 mmol/L

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Orden consecutivo de controles

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Regla de Westgard que se viola

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Cortesía de Colorado Association for Continulng Medica! Laboratory Education.

La mayor ventaja del sistema de reglas múltiples Westgard es que permite distinguir entre el error aleatorio y el sistemático. El error aleatorio se produce sin seguir un patrón real y el error sistemático es de tipo continuo y afecta todos ros resultados de igual manera. En un diagrama de Levey-Jenníngs el error aleatorio se detecta como un valor de control que es significativamente distinto a los demás valores. El error sistemático en el diagrama de Levey-Jenníngs se percibe como una tendencia o desplazamiento. Es necesario investigar los errores sistemáticos para identificar qué los provoca. En general los errores aleatorios se consideran como acontecimientos de tipo único y es posible volver a correr las muestras de pacientes y los controles con éxito. Una excepción son los errores constantes de tipo aleatorio que es necesario investigar porque pueden indicar modificaciones de la precisión. En el sistema W estgard algunas reglas indican error aleatorio y otras error sistemático. Como se observa en la fi-

Ejemplo 4-f3

Los siguientes datos de laboratorio se obtuvieron ensayando dos niveles de controles para un analito. Los valores para ambos niveles se indican por el orden en el cual se analizaron. Valores blanco (control I) Media= 16.1 mmol/L

V alares blanco (control TI) Media= 25.6 mmol!L

x ± 1 DE= 15.8

x ± 1 DE=25.2

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x ±2DE= 1~.5 a 16.7 mmol/L

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x ±2DE=24.8 a 26.4 mmol!L

58 • QUIMICA CLINICA

Orden consecutivo de controles

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

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I TI I TI I TI

Valor

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Regla de Westgard que se viola

1-2E 4-lE dentro del control TI 4-1 E a través de los controles 1Ox a través de los controles

Cortesía de Colorado Association for Continuing Medica! Laboratory Education.

El sistema W estgard, además de que perniite distinguir entre errores aleatorios y sistemáticos, es de gran utilidad porque indica en qué dirección es necesario investigar el error sistemático. Esta capacidad se comprende mejor si se sigue un proceso específico para aplicar la regla: l. Las reglas se aplican a los controles. Esto se ilustra para un sistema de dos controles en el ejemplo 4-6. En este ejemplo el valor del día 14 excedió la media más 2 DE y por tanto fue la señal que inició la aplicación de las reglas a los datos de control previos. Los valores de los días 14, 13, 12 y 11 están por en¿Se encuentra un control fuera de 2E?

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¿Se encu un control fuera de 3E?

¿Se encuentran dos controles fuera de 2Edel mismo lado de x? Sí

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¿La diferencia de DE entre dos controles cualquiera es mayor de4? Sí

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RECHAZAR

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CORRIDA (probar las demás reglas)

CORRIDA (probar las demás reglas)

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1 1 1 1 1

La violación indica error aleatorio

Los procedimientos para control de calidad que se han descrito en el presente capítulo se conocen como control de ca-

¿Cuatro controles

¿Se encuentran

se encuentran fuera de +1 E o fuera de-1E?

controles consecutivos del mismo lado de x?

10

Sí

Sí

LA CORRIDA (probar las demás reglas) 1 1 1 1

1

Fig. 4-22.

CONTROL DE CALIDAD EXTERNO

RECHAZAR

1 1 1

1 La violación indica error sistemático

cima de la media más 1 DE. Los valores son consecutivos y se encuentran a lo largo de la misma dirección con respecto a la media. Por tanto las reglas Westgard indican que se produjo un error sistemático. Las reglas pueden aplicarse a bancos de controles para sistemas que contengan tres o más bancos de controles de manera similar. 2. Las reglas se aplican a lo largo de corridas. Para ello se requiere un método para recuperar datos, por ejemplo un sistema de monitoreo computadorizado. La regla 4-lE y la lOx son las más poderosas al aplicarlas a lo largo de corridas consecutivas o de varios días. Esto es similar al uso del diagrama del sistema Levey-Jennings. 3. Cuando se identifica algún dato que debe rechazarse, el operador continúa aplicando las reglas hasta probar todos . Esto se ilustra en el ejemplo 4-7. En este caso el operador no se detuvo en el momento en que se rechazó la primera regla y por último identificó que se rechazaron tres reglas. Si el proceso se hu.biera dado por terniinado al rechazarse la regla 4-lE con el control TI, no se hubiera comprendido el error en toda su extensión. En este ejemplo el error sistemático se extendió en todo el rango de ambos controles. Por otra parte, la violación de un solo control podría deberse simplemente a pérdida de la calibración en ese extremo del rango lineal, en comparación con mal funcionamiento de todo el instrumento.

1 1 1

1

La violación indica error aleatorio·

La violación indica error sistemático

Sistema de reglas múltiples Westgard.

La violación indica error sistemático 3

PRESERVACJON DE LA CAUDAD 4 • 59

lidad interno. El programa de laboratorio no está completo a menos que incluya también un componente externo. El control de calidad externo es un proceso por el cual el laboratorio recurre a una fuente externa sin prejuicios para verificar la calidad de los resultados de los pacientes. El tipo más común de control de calidad externo consiste en analizar pruebas biológicas provenientes de alguna agencia externa. El laboratorio analiza las muestras desconocidas "a ciegas", como si fueran de pacientes, y envía los resultados a la agencia. Esta compara los resultados del laboratorio con el valor conocido de la muestra e informa qué tan cercano se encuentra al valor verdadero. La exactitud de medición del laboratorio también se compara con las de otros laboratorios por métodos similares. Este método se denomina prueba de competencia y con frecuencia se solicita junto con otros requisitos para acreditación del laboratorio. Diversas agencias efectúan pruebas de competencia, incluyendo el College of American Pathologists y la American Association of Bioanalysts. Estas agencias se establecieron originalmente cÓmo grupos autónomos administrados por organizaciones profesionales y dedicados a mejorar el desempeño de los laboratorios por evaluación de nivel. Muchas de estas agencias son reconocidas por organizaciones reguladoras de laboratorios nacionales como administradores de programas de competencia aceptables para fines de acreditación. Por tanto las pruebas de competencia que efectúan se encuentran ligadas en la actualidad a la acreditación, ya que el laboratorio debe aprobar un número suficiente de pruebas de competencia para conservar su acreditación. Los límites aceptables para aprobar los exámenes de competencia pueden ser cantidades fijas que el resultado del laboratorio pueda variar con respecto al valor real de la muestra o un número aceptable de unidades de desviación estándar que el resultado dellaboratorio pueda diferir de los resultados de un grupo de laboratorios equivalentes. Los límites fijos los define la agencia competente ya sea como porcentaje de la desviación permitida con respecto al resultado real o como cantidades específicas de unidades de concentración que los resultados de laboratorio pueden diferir con respecto al valor real. Los criterios de límites fijos se establecen antes de enviar las muestras para determinar la competencia a los laboratorios que participan. El término estadístico intervalo de desviación estándar (IDE) cuantifica el número de unidades de desviación estándar que difiere un resultado de otro. Las organizaciones que verifican la competencia utilizan el IDE para definir qué cantidad difiere un resultado de laboratorio de los resultados promedio de un grupo de establecimientos similares. A continuación, se ajusta esta diferencia para la diferencia promedio del grupo (desviación estándar). ElIDE se calcula como sigue: Resultado Media del grupo de de laboratorio laboratorio y similares IDE=~~~~~~~~~==~7===~­ Desviación estándar del grupo de laboratorios Ejemplo

4-lfl

En una encuesta de competencia se utilizó un criterio fijo de± 0.2 mmo!JL para evaluar potasio. Para el BUN (nitrógeno ureico en sangre) los límites de aceptabili-

dad fueron± 2 IDE con respecto a los resultados de un grupo de laboratorios. El reporte de competencia del laboratorio A fue el siguiente:

Resultado del laboratorio A Potasio BUN

4.0 24

Valor ·blanco

Media del DE del grupo grupo similar similar

4.3 21

1.5

Los límites de aceptabilidad para el potasio se calculan como sigue: Valor blanco ± desviación permisible de la concentración (4.3 + 0.2= 4.5; 4.3-0.2 = 4.1) = 4.1 a 5.5 ElIDE para el resultado para BUN del laboratorio A es como sigue: Resultado Media del grupo de IDE = --::d::-e_l_ab-:-o_r-:-a_:_to::..::n:.::.·o=---:--:-__l::..::a:.:b..:.o::..::ra::.:t..::on::..::·.=.o_,_y_s::.::i=nu=·=lar::e.::s::.. _ Desviación estándar del grupo de laboratorios 24-21 1.5

2IDE

Cortesía de Colorado Association for Continuing Medical Laboratory Education.

En el ejemplo 4-8 se muestranresultados de una encuesta de competencia utilizando tanto criterios fijos como IDE para reportar los resultados. Como se observa en este ejemplo, el resultado del laboratorio A para la muestra que se le envió está fuera de los límites aceptables. El IDE para el resultado del laboratorio al procesar la muestra de BUN es aceptable, aunque se encuentra muy cercano al límite. Las pruebas de competencia están muy relacionadas con la acreditación y el intento original de verificar la precisión en las mediciones enviando al laboratorio muestras que se analizan a ciegas, con frecuencia está prejuiciado por la preocupación de que una respuesta mala afecte la acreditación. Por ello, además de las pruebas de competencia, muchos laboratorios se adhieren a un método para control de calidad externo sin penas por respuestas equivocadas. Algunos se adhieren a programas de control de calidad externos proporcionados por compañías que les suministran materiales de control diariamente. El laboratorio los utiliza para los procedimientos de control de calidad interno diario y envía datos estadísticos o sin procesar de los valores de control diarios a la compañía al final de cada mes. Esta a su vez proporciona al laboratorio información de la cantidad de inexactitud e imprecisión a largo plazo que existe dentro del laboratorio. La compañía también suministra al laboratorio información acerca de qué tan cercanos fueron sus resultados para las muestras de control con respecto los de laboratorios similares que utilizan los mismos materiales de control. Esta información se vierte en un formato muy similar al de los grupos que efectúan pruebas de competencia.

a

60 • QUJMICA CLINICA

Algunos grupos de laboratorios han establecido programas propios para probar la competencia regional, en los cuales uno de los laboratorios más grandes del grupo envía muestras a los laboratorios que participan. Los resultados y comparaciones se reportan del mismo modo que lo hacen las agencias que efectúan pruebas de competencia. En el método regional no hay penalidades por respuestas equivocadas y se retiene el concepto original de autoevaluación por agencias del mismo nivel.

------EVALUACION DEL METODO

Los programas de control de calidad internos y externos se llevan a cabo diariamente o a otros intervalos para asegurar la calidad de un procedimiento analítico y forman parte integral de la preservación de la calidad analítica. La preservación de la calidad preanalítica se refiere a procedimientos diseñados para asegurar calidad en todos los procesos que preceden a la prueba analítica. Asegurar la calidad al elegir un nuevo método es un proceso de preservación de calidad que se realiza antes de introducir un nuevo procedimiento al laboratorio y antes de que se establezcan programas de contr_ol de calidad internos y externos. Si se detecta algún cambiO en la competencia analítica después de establecer un nuevo método, se repiten diversos procedimientos originales para la evaluación del método con el fin de volver a verificar el desempeño óptimo. Por tanto, la evaluación del método forma parte importante de la preservación de la calidad preanalítica y analítica. . . Todo el personal del laboratorio que lleva a cabo o partl~_:pa en un nuevo método de prueba, debe participar tamblen. en el proceso de selección y evaluación del método. Algunos mterv1enen en forma indirecta efectuando los experimentos de evaluación o tomando decisiones de selección. Otros lo hacen de manera indirecta, porque su capacidad para practicar en forma correcta el nuevo procedimiento en ese laboratorio será evaluada por otras personas. No es conveniente evaluar el nuevo método mediante las actividades de individuos muy diestros que no estén sometidos a la presión de la carga de trabajo diaria. Los nuevos métodos se evalúan tanto por su precisión y exactitud, como por su capacidad para diagnosticar en forma correcta las enfermedades. Aunque los insertos de los paquetes Y los manuales de los instrumentos en general mencionan estos aspectos según la opinión del fabricante, los laboratorios deben verificar en forma individual que esto se cumpla en .su propio medio, con su propio equipo y el personal que ahí labora. LINEALIDAD La primera característica de fabricación que ·suele verificarse en el laboratorio es la linealidad. Para ello se efectúan pruebas preliminares acerca de la exactitud del nuevo rriétodo. Al evaluar la linealidad el personal de laboratorio se familiariza

con diversos aspectos y requisitos especiales del nuevo procedimiento. Tradicionalmente los estudios de linealidad se llevan a cabo analizando un conjunto de estándares de pureza conocida que abarca el rango de linealidad deseada y tienen concentraciones en determinados puntos específicos. Recientemente los protocolos del National Committee on Clinical Laboratory Standards (NCCLS) definieron un métódo para verificar la linealidad en el cual se emplean muestras de pacientes que tienen valores a niveles específicos, o han sido diluidas para obtener concentraciones específicas. Sin importar el tipo de material que se emplee, es necesario considerar algunos factores al verificar la linealidad de un nuevo método. También es importante tener valores de control que abarquen puntos de decisión médica y es aconsejable verificar la linealidad y exactitud de las mediciones en los puntos principales de decisión médica. Por tanto, cuando evalúa un nuevo método para la glucosa, el laboratorio puede utilizar estándares o muestras lineales de pacientes con valores de 50, 120 y 250 mg/100 ml. Asimismo debe verificar el extremo inferior y el superior del rango de linealidad que indica el
Cierto laboratorio compra un conjunto de estándares lineales para glucosa y analiza cada nivel por triplicado utilizando un nuevo método para glucosa. Entonces, toma el promedio de cada valor por triplicado y calcula el porcentaje de recuperación para cada estándar.

Estándar Núm.

Valores esperados de glucosa (mg!JOO ml)

1 2

25 60

Valor medio de valores de glucosa observados por triplicado

24 57

PRESERVACION DE LA CALIDAD 4 • 61

96 115 241 390

100 120 250 400

3 4 5 6

%de recuperación=

valor recuperado valor esperado

X

100

Recuperación

Estándar 1: Estándar 2: Estándar 3: Estándar4: Estándar 5: Estándar 6:

96.0% 95.0% 96.0% 95.8% 96.4% 97.5%

En el ejemplo 4-9 se indica la manera de determinar la linealidad calculando el porcentaje de recuperación de muestras lineales. Los límites de recuperación aceptables se defi!!.en como de 95 a 105% (a distancia de 5%). Aunque las muestras del ejemplo 4-9 se recuperaron todas dentro de límites aceptables, el laboratorio someterá el método a protocolos de evaluación rigurosos ya que todos los estándares se recuperaron a valores inferiores de los esperados. Este tipo de recuperación puede señalar un posible problema de exactitud.

Entre une y otra corrida

Este tipo de precisión valora la capacidad de un método para repetir mediciones cuando se colocan alícuotas en diferentes corridas. Suele llamarse precisión de uno a otro día. Suponiendo que no se haya producido ninguna intervención médica o cambio en el estado de salud desde el momento en que se obtuvo la muestra, este tipo de precisión verifica que el laboratorio obtenga prácticamente el mismo valor para un analito de un paciente determinado, aunque las muestras se tomen con diferencia de varios días. Ejemplo 4-10

El laboratorio B está evaluando un método para glucosa y el inserto del paquete indica que tiene una DE de 4 mg/100 rol a 120 mg/100 rol y un CV de 3.0%. El fabricante dice que la DE permanece igual a niveles de concentración bajos y altos. El laboratorio calcula el efecto de la DE a 50 mg/100 rol y 250 mg/100 rol. Coeficiente de variación (% CV) = media. X 100 desviación estándar CV .

CV

50

=4

100 = 1.2%

X

250

=4

X

100

=

.

6.2%

PRECISION Los primeros experimentos verdaderos para evaluar un método en un laboratorio deben ser verificaciones de la precisión del nuevo método. Al principio del capítulo se mencionó que cuando un método no es preciso probablemente no sea exacto. Por tanto si los experimentos para evaluación del método indican que éste es impreciso, no es conveniente continuar el proceso de evaluación. Es necesario confirmar dos tipos de precisión: precisión dentro de una corrida, y entre una y otra corrida.

Como se observa en el ejemplo 4-10, la precisión se relaciona en forma directa con la concentración. ·La misma desviación estándar a diferentes concentraciones produce valores de CV muy distintos . Por tanto, es necesario verificar la precisión a más de un nivel de concentración. Normalmente estos niveles de concentración representan puntos bajos, intermedios y altos dentro del rango .lineal establecido que corresponden a valores que se determinan en la población de paCientes de laboratorio. Dichos niveles generalmente se relacionan con puntos de decisión médicos.

Dentro de une misma corrida

Pruebe de le F

Este método verifica la capacidad del método para repetir un valor para una muestra sin importar en qué sitio de la corrida se coloca la misma. Para validar la precisión dentro de una corrida, se colocan alícuotas de una muerua de algún paciente o de un control en determinados puntos en el curso de una corrida o se llena toda la bandeja para muestras del instrumento con alícuotas. Se calculan la DE y el CV de los valores resultantes. El CV debe ser menor o prácticamente igual al del fabricante, o estar dentro de los límites previamente definidos. La mayoría de los métodos analíticos en el laboratorio de química deben arrojar valores de CV menores del 5 por ciento.

Otro método estadístico que se emplea para evaluar la precisión es la prueba de la F. Esta se aplica cuando la precisión de un método nuevo parece ser aproximadamente igual o un poco superior que la que indica un método de referencia o el fabricante y no existen límites definidos de aceptabilidad para la precisión del método o el analito. La prueba de la F no se emplea cunado el nuevo método parece tener mejor precisión que el método de referencia. La fórmula para efectuar la prueba de la F es: Prueba de 1a F

varianza más grande = varianzamás pequeña

62 • QUIMICA CUNICA

La prueba de la F compara las varianzas de dos métodos y determina si son prácticamente iguales. Si la prueba de la F confirma que lo son, se supone que el nuevo método funciona también como el método de referencia o como indica ' el fabricante. Antes de dar un ejemplo de la aplicación de la prueba de la Fes necesario definir dos términos estadísticos. Hipótesis nula: hipótesis científica que indica que no existe diferencia significativa entre dos conjuntos de datos.

Valor P:

probabilidad de error cuando una prueba estadística comprueba la hipótesis nula.

prueba de la F para determinar si sus datos de precisión eran significativamente diferentes con respecto a los del fabricante. Datos del fabricante

Datos del laboratorio B

Media= 23.4 DE=2.0 CV= 8.6 N=12

Media= 23 .8 DE=2.2 CV=9.2 N=21

Varianza del fabricante (2.0)2 = 4.00

Cuando se usa la prueba de la F para comparar varianzas, el objetivo es demostrar la hipótesis nula o probar que no existe diferencia significativa entre las varianzas de los dos métodos. Si el valor F que se calcula es menor que un valor de corte predeterminado, se supone que no existe diferencia entre las varianzas; es decir, son iguales desde el punto de vista estadístico. Este punto de corte se relaciona con los grados de libertad en los datos y depende del nivel de probabilidad en el cual se efectúa la prueba. Los grados de libertad para cada conjunto de datos son n- 1, o sea los grados de libertad de los cálculos para la desviación estándar y la varianza de cada conjunto de datos. Cuando se utiliza la prueba de la F para evaluar un nuevo método que tiene varianza mayor que lo esperado, el numerador contiene n - 1 grados de libertad del conjunto de datos del nuevo método y el denominador contiene n - 1 grados de libertad del conjunto de datos del método de referencia. Si el valor que se calcula en la prueba de la F es mayor que el punto de corte con el número adecuado de grados de libertad en el numerador y en el denominador, se dice que la diferencia de las varianzas de los dos conjuntos de datos es significativa y que el nuevo método es más impreciso que el método de referencia. Esto es correcto dependiendo del nivel de probabilidad al cual se efectúe la prueba estadística. En general en el laboratorio clínico las estadísticas de significado se prueban al nivel de probabilidad de 0.05. Cuando la estadística de prueba es mayor que el valor de corte al nivel de 0.05, la indicación de que existe diferencia entre los dos conjuntos de datos sería incorrecta el 5% del tiempo. En otras palabras, por el método estadístico el 5% de las veces se obtendría un valor de esta magnitud cuando no existe diferencia en las varianzas o en la precisión entre ambos métodos. Ejemplo 4-11

El laboratorio B efectúa experimentos de precisión entre corridas para un nuevo método para PTH empleando controles inferiores, intermedios y altos durante un mes . Los controles intermedios y altos produjeron coeficientes de variación menores a los que indicó el fabricante. El control inferior produjo una desviación estándar y un coeficiente de variación mayor que el que indicó el fabricante. El laboratorio decidió aplicar la

Varianza del laboratorio B (2.2) 2 = 4.84 _ varianza mayor Prueba de l a F . ·vananza menor

Prueba de la F =

::~ = 1.21

En el ejemplo 4-11 se ilustra la aplicación de la prueba de la F para verificar la precisión al valorar un nuevo método. Los puntos de corte para la prueba de la F se encuentran en las tablas de significado. En el cuadro 4-2 se muestra una porción de la tabla de significado para la prueba de la F. El laboratorio B tenía 20 .(n - 1) grados de libertad en el numerador (nuevo método) y 11 (n- 1) grados de libertad en el denominador (método de referencia). El punto de corte o valor crítico para F en estos grados de libertad probados al nivel 0.05 es 2.65. Por tanto el valor de F que calculó el laboratorio B es menor que el valor crítico y el laboratorio puede suponer que la varianza de estos datos es prácticamente igual que la del fabricante.

EXACTITUD La mayoría de las evaluaciones de métodos que se efectúan en los laboratorios de química clínica tienen el ·objetivo de sustituir otros métodos. Cuando se sustituye un método, se adquiere un nuevo método o instrumento que remplaza al preexistente generalmente porque el nuevo tiene ventajas con respecto a precio, velocidad o facilidad de aplicación. La exactitud para los métodos de remplazo se verifica efectuando estudios de comparación con muestras de pacientes. Se dividen las muestras de varios pacientes y una de estas divisiones se analiza con el nuevo método, mientras que la otra se analiza con el método ya existente. A continuación se comparan los valores obtenidos con el nuevo método y los del método ya existente. El objetivo de las evaluaciones de

PRESERVACION DE LA CALIDAD 4 • 63

Cuadro4-2. Tabla de significancia para la prueba F Grados de libertad (denominador)

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Grados de libertad (numerador)

10

12

14

2.97 4.85 2.86 4.54 2.76 4.30 2.67 4.10 2.60 3.94 2.55 3.80 2.49 3.69 2.45 3.59 2.41 3.51 2.38 3.43 2.35 3.37

2.91 4.71 2.79 4.40 2.69 4.16 2.60 3.96 2.53 3.80 2.48 3.67 2.42 3.55 2.38 3.45 2.34 3.37 2.31 3.30 2.28 3.23

2.86 4.60 2.74 4.29 2.64 4.05 2.55 3.85 2.48 3.70 2.43 3.56 2.37 3.45 2.33 3.35 2.29 3.27 2.26 3.19 2.23 3.13

16 2.82 4.52 2.70 4.21 2.60 3.98 2.51 3.78 2.44 3.62 2.39 3.48 2.33 3.37 2.29 3.27 2.25 3.19 2.21 3.12 2.18 3.05

20 2.77 4.41 2.65 4.10 2.54 3.86 2.46 3.67 2.39 3.51 2.33 3.36 2.28 3.25 2.23 3.16 2.19 3.07 2.15 3.00 2.12 2.94

"los valores para el nivel de probabilidad de 0.05 se indican en tipo normal y los valores para el nivel de probabilidad de 0.01 se indican en negritas.

este tipo es verificar que el nuevo método funcione igual de bien o mejor que el ya existente. Los estudios de comparación con muestras de pacientes también se emplean para verificar la exactitud del nuevo método para algún analito que ,·aya a introducirse al laboratorio, pero para efectuar este tipo de comparaciones se requiere la cooperación de algún laboratorio que tenga un método aceptable para el analito que se está probando. Lo ideal es comparar con un método de referencia reconocido; un método que se determinó que es más exacto para determinado analito o sustancia problema. Para efectuar estudios de comparación con muestras de pacientes se requiere un mínimo de 40 muestras. Estas deben representar un amplio rango de concentraciones y por lo meDOS 50% debe encontrarse fuera del rango de referencia del malito. El porcentaje de muestras seleccionadas con concentraciones en el rango superior e inferior debe reflejar el por.:entaje de concentraciones altas y bajas que normalmente se observa entre la población de pacientes del laboratorio. Los má.lisis se llevan a cabo por duplicado por cada método y el análisis con un método debe efectuarse a intervalos no ma~·ores de dos a cuatro horas con respecto al análisis por el ~ método. Si los duplicados no coinciden en un método debido a error aleatorio y no hay suficiente cantidad de muestra para repetir ambos duplicados, se eliminan del estu.lio todos los valores de esa muestra. El criterio de acepta.:ión general es que los duplicados concuerden con una dife:encia de 5% uno con respecto al otro.

Después de analizar las muestras mediante ambos métodos, se calcula el prejuicio entre ellos. El prejuicio se determina restando la media de los resultados del método de referencia de la media de los resultados del nuevo método. Si el prejuicio es positivo, los resultados del nuevo método en general serán más altos que los del de referencia. Si el prejuicio es negativo, el nuevo método tendrá valores inferiores que los del de referencia. En una situación ideal, todas las muestras de los pacientes producirán los mismos valores de análisis por ambos métodos, lo que daría lugar a un prejuicio de cero. Sin embargo, esto casi nunca ocurre.

Prueba de la t apareada

Cuando se determina que el nuevo método tiene algún prejuicio, es necesario saber si éste constituye una verdadera diferencia entre ambos métodos o si las dos medias son estadísticamente similares y el prejuicio es equivalente a cero. El método estadístico que se utiliza para determinar el significado del prejuicio es la prueba de la t apareada. Se considera que los datos están apareados, ya que en el protocolo de evaluación se utilizan dos conjuntos del mismo tipo de muestras y cada dato puntual del nuevo método está apareado con un dato puntual del método ya existente. Para evaluar el significado de la diferencia de las medias (los prejuicios) de datos apareados, se requieren operaciones matemáticas un poco más complicadas que para evaluar la diferencia de varianzas. Esto se debe a que el prejuicio puede ser en sentido positivo o negativo con respecto al valor ideal de cero. El primer paso para calcular la prueba de la t apareada es determinar la diferencia entre cada grupo y después calcular la desviación promedio de las diferencias con respecto al prejuicio o la diferencia total. Estas desviaciones deben seguir una distribución normal y casi todas deben estar cercanas al prejuicio, o la desviación con respecto al prejuicio debe ser casi igual a cero. La fórmula para la desviación estándar de las diferencias (DEd) es la siguiente:

DEd= -Y[(Y-X)-Prejuicio]2

n-1 en donde Y- X es la diferencia entre cada par, el valor obtenido por el método Y (nuevo) menos el valor obtenido por el método X (de referencia); el prejuicio es la media del método Y menos la media del método X; n - 1 son n - 1 pares (con pérdida de un grado de libertad porque se calculó previamente el prejuicio). Esta fórmula es similar a la que se emplea para la desviación estándar de datos no apareados. La fórmula para la desviación estándar de datos no apareados calcula la desviación promedio de cada dato puntual con respecto a la media total de los datos. A continuación se presenta la fórmula para datos no apareados con el fin de efectuar una comparación:

DE=

~¡_(X¡- X)2 n- l

64 • QUIMICA CLINICA

En el ejemplo 4-12 se da una lista de datos de un estudio de comparación y el cálculo para la DEd. Ejemplo 4-12"

El prejuicio para la siguiente comparación de datos de pacientes es -0.6. Par núm.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

DEd=

Resultado -X

45 27 76 102 62 123 62 102 71 84 38 84 47 87 83 114 82 91 57 35

Resultado -Y

47 24 74 101 61 124 61 100 72 81 36 84 45 88 81 113 83 91 58 36

Y-X 2 -3 -2 -1 -1 1 -1 -2 1 -3 -2

n-1

[(Y-X)

-Prejuicio]

-Prejuicio]2

2.6 -2.4 -1.4 -0.4 -0.4 1.6 -0.4 -1.4 1.6 -2.4 -1.4 0.6 -1.4 1.6 -1.4 -0.4 1.6 0.6 1.6 1.6

o

-2 1 -2 -1 1

o 1 1

~ 2: [(Y- X)- Prejuicio] 2

[(Y -X)

6.76 5.76 1.96 0.16 0.16 2.56 0.16 1.96 2.56 5.76 1.96 0.36 1.96 2.56 1.96 0.16 2.56 0.36 2.56 2.56 .L:=44.8

=

~;;}

= '!2.36 = 1.54

Cortesía de Colorado Association for Continuing Medical Laboratory Education.

En este ejemplo no se define el analito y el número de pares es inferior a la cantidad que se recomienda. Esto tiene el objeto de facilitar las operaciones matemáticas que se requieren para el ejemplo. En lo que sigue se indican los pasos para efectuar los cálculos para el par de datos 1, con el fin de ilustrar cómo se aplica la fórmula: l. Y-X=47-45=2 2. (Y- X)- Prejuicio= (2)- (-0.6) = 2.6 3. [(Y- X)- Prejuicio]2 = [2.6]2 = 6.76

El último cálculo que se requiere para la prueba de la t apareada es el error estándar de la media. Siempre que se

calcula un promedio, hay un determinado error inherente que se relaciona con el número de datos puntuales que se utilizan para sacar el promedio. La desviación estándar de las diferencias es en realidad un promedio de las desviaciones con respecto al prejuicio y está sujeto a los mismos errores de cálculo que cualquier otro promedio. El cálculo del error estándar de la media para la DEd es como sigue:

= DEd

Sl,x

Vn

El error estándar para la DEd de los datos del ejemplo 4-12 es el siguiente:

Sl,x

=

1.54

v'26

=

1.54 4.47

= 0.34

Ahora se procederá a calcular la prueba de la t apareada. La fórmula que se aplica es:

t

=

Prejuicio Sl,x

El valor para la prueba de la t apareada para los datos del ejemplo 4-12 es el siguiente:

t =

-0.6 0.34 = -1.76

Al igual que se dispone de tablas de significado para la prueba de la F, existen tablas que ayudan a determinar si se acepta o rechaza la hipótesis nula para la prueba de la t. En el cuadro 4-3 se muestra una porción de una tabla de significadO de dos colas para la prueba de la t apareada. Las tablas para esta prueba se relacionan con los grados de libertad de los datos y los niveles de probabilidad. Como ocurre con todos los datos q).le se obtienen en el laboratorio, la prueba de la t se evalúa a nivel de probabilidad de 0.05. Los grados de libertad son n- '1 para esos datos (los mismos grados de libertad que se emplean para calcular la DEd). Todos los datos de laboratorio se evalúan mediante la prueba de la t de dos colas ya que pueden desviarse de la media en sentido negativo o positivo. La prueba de la t de una sola cola sólo se utiliza para datos que se desvían en un sentido con respecto a la línea basal, como los datos de un estudio de pacientes en el cual los participantes que reciben un fármaco experimental padecen uno de dos efectos (ningún cambio, o disminución o aumento de algún parámetro fisiológico, pero no ambas cosas). Un ejemplo de lo anterior sería un estudio de prueba para un nuevo medicamento para la presión arterial en el cual el grupo de control (que recibe un placebo) no muestra ningún efecto y el grupo que recibe el fármaco muestra reducción de la presión arterial.

PRESERVACION DE LA CAUDAD 4 • 65

Cuadro4-3. Tabla de dos colas poro lo significoncio de lo pruebo de lo t apareado Probabilidad para el valor mayor, P Grados de libertad

10 11 12 13 14 15 16

17 18 19 20 21 22 23 24 25

0.10

0.05

0.01

1.812 1.796 1.782 1.771 1.761 1.753 1.746 1.740 1.734 1.729 1.725 1.721 1.717 1.714 1.711 1.708

2.228 2.201 2.179 2.160 2.145 2.131 2.120 2.110 2.101 2.093 2.086 2.080 2.074 2.069 2.064 2.060

3.126 3.106 3.055 3.012 2.977 2.947 2.921 2.898 2.878 2.861 2.845 2.831 2.919 2.807 2.797 2.787

El valor t crítico para los datos de laboratorio del ejemplo 4-10 es 2.093 con 19 grados de libertad, efectuando la prueba a nivel de probabilidad de 0.05. Como los valores que se estiman para t pueden ser positivos o negativos, los límites permisibles para la t calculada para estos datos de laboratorio son -2.093 a +2.093. El valor de t que se calcula para los datos del ejemplo 4-12 es -1.76, el cual se encuentra dentro de estos límites. Por tanto el laboratorio puede aceptar la hipótesis nula y llega a la conclusión de que no existe diferencia entre las medias de ambos métodos. En otras palabras, el prejuicio entre ambos métodos es prácticamente igual a cero.

Regresión lineal por el método de los mínimos cuadrados

La correlación entre dos métodos se evalúa graficando los

valores del método de referencia en el eje x contra los valores del nuevo método en el eje y. Se logra una correlación perfecta cuando se obtienen resultados exactamente iguales para ambos conjuntos de muestras en los dos métodos y esto da lugar a una línea recta que al atravesar los datos puntuales forma un ángulo de 45 grados con los ejes y cruza por el punto cero. En general los datos para comparar métodos no presentan una correlación perfecta. En consecuencia, se dibuja la ~línea" mejor adaptada y se determina qué tan cercana se encuentra del ángulo de 45 grados. Una forma de encontrar la línea mejor adaptada es por estimación visual. Esta debe tener aproximadamente el mismo número de datos puntuales por encima que por debajo de ella. Corno se observa en la figura 4-23, encontrar la línea mejor adaptada no es tan fácil como parece. Tanto la línea A como B parecen ser las mejor adaptadas para los datos puntuales que se presentan en la misma figura.

Un método más preciso para determinar la línea mejor adaptada entre dos posibilidades es comparar los valores reales de Y en cada coordenada x con el valor de Y para esa coordenada x en cada línea que se propone. Las diferencias de cada coordenada se elevan al cuadrado y se suman los cuadrados. La línea que da la suma más baja será la mejor adaptada. En el ejemplo 4-13 se ilustra este método para determinar qué línea de la figura 4-23 es la mejor adaptada. La línea A da una suma inferior de cuadrados y por tanto es la mejor adaptada de las dos que se proponen, A y B. Ejemplo 4-13 4

Núm. de dato puntual de la línea A

Unidades de distancia a la línea A

Unidades de distancia a la línea A elevada al cuadrado 6.25

-2.5

1

2 3 4

o -4 o

o 16 o

5

+5

6 7 8 9

-1.5 +3.5 +0.5 +3 -5

25 2.25 12.25 0.25 9 25

10

Suma de cuadrados para A= 87 .O

Núm. de dato puntual de la línea B 1 2 3 4 5

6 7 8 9 10

Unidades de distancia a la línea B

Unidades de distanciá a la línea B elevada al cuadrado

o +2 -3

o 4

9

o

o

+4 -3.5

16 12.25

-3.5

12.25

o o

10

o

o

lOO

Suma de cuadrados para B = 153.5 Cortesía de Colorado Association for Continuing Medica! Laboratory Education.

Además de la A y la B, también pueden dibujarse otras líneas que parecen estar mejor adaptadas para los datos de la figura 4-23. El proceso de comparar la suma de los mínimos cuadrados y seleccionar la línea que dé la suma más baja

66 •

Ql-.tCA aNCA 71)

.

,

o

60 1

E '5 8

50

-e

B-

2

0..

o >

Cll

:J

e

sv

40

ID>~

ro

0..

30

-o

20

fll

~

o -¡;¡

>

/-A 8

6

b

/' /3

fll

Cll

1o

/

.8 ro

-o

)

11 V

-/

valores Y; LX2 es la suma de todos los valores de X2; (ZX)2 es la suma al cuadrado de todos los valores X; y n es el número de pares de datos. La fórmula descrita para la pendiente se adaptó de la original con el fin de facilitar los cálculos. La fórmula original es la siguiente:

10

#2 //1

o o

20

40

60

X Valores de datos para el método de referencia

Fig. 4-23.

Intento de dibujar la línea mejor adaptada al evaluar la correlación entre dos métodos.

puede continuarse aunque es tedioso. Un mejor método consiste en calcular matemáticamente la línea mejor adaptada, que se llama línea de regresión, por el concepto de los mínimos cuadrados. PENDIENTE

El primer parámetro de la línea de regresión mejor adaptada que se calcula por el método estadístico de mínimos cuadrados es la pendiente. Esta indica qué ángulo forma la línea. La pendiente determina la longitud específica de la línea y define la relación de los valores del eje y con los valores del eje x, dentro de dicha longitud de la línea. La fórmula fundamental para la pendiente es . L\. y Pen dlente=L\.X

El cálculo de la pendiente para regresión lineal toma en cuenta el concepto de los mínimos cuadrados pero aún se emplea la proporción de valores Y y valores X. La fórmula para calcular la pendiente para la línea de regresión de los mínimos cuadrados es

~XY- (~X)(~Y) n

= ------,---~X2- (~X)2 n

En el ejemplo 4-14 se proporciona una lista de datos y cálculos de laboratorio que se efectuaron para un estudio de comparación de muestras de pacientes y se calcula la línea mejor adaptada mediante el método estadístico de los mínimos cuadrados. La pendiente que se calcula en el ejemplo es 1.005. La correlación perfecta que produciría un ángulo de 45 grados tendría pendiente de 1.000. En el laboratorio clínico se considera aceptable una pendiente de 0.95 a 1.05. Un método nuevo que tenga pendiente positiva dará valores de análisis por encima del método de referencia y uno nuevo que tenga pendiente negativa dará valores de análisis por debajo del de referencia. En ambos casos, esta desviación con respecto al método de referencia en general se hace mayor al aumentar la concentración. Ejemplo 4-14 4

Par núm.

X

y

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

45 27 76 102 62 123 62 102 71 84 38 84 47 87 83 114 82 91 57 35

47 24 74 101 61 124 61 100 72 81 36 84 45 88 81 113 83 91 58 36

X2 2 025 729 5 776 10 404 3 844 15 129 3 844 10 404 5 041 7 056 1 444 7 056 2 209 7 569 6 889 12 996 6 724 8 281 3 249 1 225

xyz

2 115 648 5 624 10 302 3 782 15 252 3 782 10 200 5 112 6 804 1 368 7 056 2 115 7 656 6 723 12 882 6 806 8 281 3 306 1 260

n = 20 2: = 1 472 2: = 1 460 2: = 121 894 2: = 121 074 b

=

(n)(~XY) - (~X)(~Y) (n)(~X 2 ) -

(~X)2

en donde b es el símbolo matemático de la pendiente; ITY es la suma de cada valor X multiplicada por cada valor Y; IT es la suma de todos los valores X; LY es la suma de todos los

b=

20(121 074) - (1 472)(1 460) 20(121 894) - (1 472)2

=

1.005

Cortesía de Colorado Association for Continuing Medica! Laboratory Education.

PRESERVACION DE lA CALIDAD 4 • 67

INTERSECCION CON EL EJE Y

La intersección con el eje Y es el punto en el cual la línea mejor adaptada interseca al eje Y. La intersección Y es en realidad el prejuicio corregido para la pendiente de la línea y se calcula como sigue:

a=

Y- bX

en donde a ~ el símbolo matemático para la intersección con el eje Y; Y es la media de los v'!lores del método Y (nue.._-o); b es la pendiente de la línea; y X es la media de los valoJreS del método X (de referencia). Los datos del ejemplo 4-14 tienen una pendiente de 1.005, la media de los valores del método X es 73.6 y la media de los valores del método Y es 73.0. La intersección con el eje Y de estos datos se calcula como sigue:

a

= 73.0 - (1.005)73.6

nada x y el valor de Y en la línea de regresión. La DEy/x se calcula mediante la fórmula siguiente:

DEy/x =!,(Y-

Y?

n-2

en ~onde Y es el valor que se observa para Y en cada valor de X; Y es el valor que se calcula para Y en la línea en cada valor de X. Esto es igual a a + bX; y n - 2 es el número de pares de datos corregido para la pérdida de dos grados de libertad. (Cuando se emplea a + bX para calcular Y, tanto la pendiente como el prejuicio se estimaron previamente.) La DEy/x mide la dispersión de los datos puntuales en torno a la línea de regresión e indica el error aleatorio inherente al nuevo método. Desafortunadamente se carece de criterios estándar para valores aceptables de DEy/x. Sin embargo, los experimentos de precisión que se realizan en la primera parte de los estudios de evaluación de método indican el error aleatorio atribuible al nuevo método.

a= 73.0- 73.97 COEFICIENTE DE CORRELACION

a= -0.97

La fórmula para el coeficiente de correlación es la siguiente: Haciendo referencia al ejemplo 4-12 se observa que estos son los mismos datos a los que se aplicó la prueba de la t apareada para evaluar el prejuicio de -0.6 que no se ajustó if!ara la pendiente. El cálculo de la intersección con el eje Y ¡proporciona un prejuicio más correcto. Este prejuicio ínterseca al eje Y en el valor de 0.97 por debajo del origen. En general esto significa que el nuevo método dará valores de análisis que se encuentran en 0.97 unidades por debajo del método de referencia La intersección con el eje Y para un método nuevo debe ser cercana a cero. Si la prueba de la t demuestra que el prejuicio es aceptable y la pendiente se encuentra dentro de los límites marcados, en general se supone que la intersección con el eje Y es aceptable. Un método nuevo que tenga una intersección significativa con el eje Y dará resultados ya sea por encima o por debajo del método de referencia, dependiendo del signo de la intersección coh el eje Y. Esta desviación con respecto al método de referencia se mantendrá en todo el rango de concentraciones. A continuación se escribe la ecuación para la línea de regresión de los mínimos cuadrados:

Y= a+

bX

en donde a es la intersección con el eje Y; bes la pendiente; X es el valor especificado de X; y Y es el valor de Y en la línea de regresión, que la distingue del valor observado para Y. Con esta fórmula se puede calcular cualquier· valor para Y en ~a línea, para cualquier valor específico de X. Otros métodos estadÍsticos de regresión lineal DEy/x

!La desviación estándar de Y con respecto a X cuantifica la diferencia promedio entre el valor real de Y en cada coorde-

_ (n)(!,XY) - (!,X)(!,Y) r - [(n)(!,X2) - (!,X)2][(n)(!,Y2) - (!,Y)2]

El coeficiente de cor:r;elación es un método estadístico de regresión lineal que estima qué tan fuerte es la asociación. entre dos variables y califica esta fuerza de -1 a +l. Esta forma estadística tiene poco valor para determinar la diferencia entre dos métodos. El valor r se ve afectado por el rango de valores de la muestra porque cuando el rango es amplio se obtiene un valor de r cercano a 1 sin importar el grado de dispersión de los datos. En el laboratorio un estudio de correlación debe incluir un amplio rango de valores para que se considere válido y muchos investigadores utilizan el valor r para verificar que su conjunto de datos contenga el número suficiente de valores y en un rango amplio. El coeficiente de correlación sólo ha de emplearse junto con otros métodos estadísticos y no debe constituir la única justificación para aceptar un nuevo método. Desafortunadamente se emplea en forma errónea con mayor frecuencia que en forma correcta. Si el evaluador comprende los conceptos de CV, prueba de la F, de la t apareada, pendiente e intersección, es probable que utilice poco el coeficiente de correlación. Experimentos de recuperación

Existen otros dos estudios para evaluación del método con el fin de examinar la exactitud: la recuperación y la interferencia. Los experimentos de recuperación estiman la cantidad de error constante inherente a un método y dan la misma información que la pendiente que se c:'l.lcula en estudios de comparación de método. Los experimentos de recuperación se efectúan además de los de comparación de método, aunque no están indicados cuando los de comparación de méto-

68 • QUIMICA CUNICA

do señalan que existe una cantidad mínima de error proporcional. Si no se realizan comparaciones de muestras de pacientes, es necesario llevar a cabo experimentos de recuperación para valorar el error sistemático proporcional. Para efectuar experimentos de recuperación se colocan en las muestras de los pacientes cantidades conocidas de determinado analito. La muestra del paciente que se elige como muestra basal debe tener concentración baja y cierta cantidad de analito, que en general es un estándar puro, de alta concentración. El volumen de estándar que se añade debe ser tal que la adición a la muestra basal del paciente no provoque concentración mayor de 1:10. Las fórmulas para calcular la concentración del estándar que se adiciona, la concentración que se recupera y el porcentaje de recuperación son: Concentración que se añade = concentración estándar X

ml estándar ' ml de suero + ml estandar

Concentración que se recupera= concentración de la muestra con analito - concentración de la línea basal concentración que se recupera ., % de recuperacwn = concentración que se agrega X 100 Para la mayoría de los estudios de recuperación se considera aceptable un porcentaje de recuperación de 95 a 105 por ciento. Experimentos de interferencia

Las sustancias que interfieren en la matriz de una muestra son una de las causas de error sistemático constante. La cantidad total de error constante se determina con la intersección con el eje Y. Los experimentos de interferencia se practican para verificar la causa de una intersección significativa con el eje Y o en vez de calcular la intersección con el eje Y. La interferencia puede ser ocasionada por lipemia, hemólisis, fármacos que interfieran, analitos o productos químicos. en general el fabricante incluye una lista de sustancias que pueden interferir con el método. El protocolo experimental es similar al de recuperación, con excepción de que se añade la sustancia que interfiere en vez del analito a la muestra basal. La única excepción a lo anterior es la interferencia por hemólisis. Para verificar si hay interferencia por hemólisis se toman dos muestras de un paciente y una de ellas se somete a hemolización artificial. Las diferencias entre la muestra que contiene la sustancia que interfiere y la línea basal no se cuantifican en forma porcentual, sino que simplemente se anotan.

nado sentido. Hay dos tipos de error sistemático. El error sistemático proporcional es un error sistemático que se hace más grande a medida que aumenta la concentración del analito. El error sistemático constante es un error sistemático que afecta al método por una cantidad constante en todo el rango analítico. Los parámetros estadísticos que sirven para detectar ti· pos de error específicos se enumeran en el cuadro 4-4.

ESTUDIOS DIAGNOSTICOS PARA EVALUACION DEL METODO Los métodos nuevos también deben evaluarse con el fin de determinar su capacidad para diagnosticar las enfermedades en forma correcta. En este proceso de evaluación se igualan los resultados de una prueba con la presencia o ausencia de enfermedad en el paciente y se emite un juicio con respecto a la capacidad de la prueba para reflejar el verdadero estado del paciente. Este tipo de evaluación es poco práctica para la mayor parte de los laboratorios, pero en general los fabricantes incluyen una lista de datos para estos parámetros en todas las nuevas pruebas. Por ese motivo es importante comprender los conceptos de valor diagnóstico de una prueba para interpretar los datos del fabricante en forma correcta. El valor diagnóstico de una prueba también constituye información importante que el laboratorio puede compartir con el médico que interpretará los datos de la prueba que se efectuó en el laboratorio. Una prueba de laboratorio que se utiliza para diagnosticar enfermedades puede dar cuatro resultados: l. Positivo verdadero: resultado positivo para pacientes que tienen la enfermedad. 2. Negativo verdadero: resultado negativo para pacientes que no tienen la enfermedad. 3. Positivo falso: resultado positivo para pacientes que no tienen la enfermedad. 4. Negativo falso: resultado negativo para pacientes que tienen la enfermedad. Lo ideal sería que todos los resultados positivos fueran positivos verdaderos y todos los negativos, negativos verdaderos; sin embargo, no siempre ocurre así y, en general, existe un cierto equilibrio entre positivos y negativos verdaderos y positivos y negativos falsos que deben tenerse en cuenta en todas las nuevas pruebas.

Cuadro 4-4. Parámetros estadÍsticos y tipo de error Parámetro

IDENTIFICACION DE ERRORES MEDIANTE ESTUDIOS DE EVALUACION DEL METODO Los estudios de evaluación del método identifican dos tipos de errores. El error aleatorio ocurre sin predicción y el error sistemático ocurre dentro del sistema y tiene determi-

Coeficiente de variación Prueba de la F Prueba de la tapareada Pendiente Intersección con el eje Y

Tipo de error Error aleatorio Error aleatorio Error sistemático total Error sistemático proporcional Error sistemático constante

PRESERVACION DE LA CALIDAD 4 • 69

Sensibilidad

Sensibilidad

La sensibilidad diagnóstica es la probabilidad de que el resultado de una prueba sea positivo cuando está presente la enfermedad que la prueba detecta. Compara el número de resultados positivos verdaderos con todas las pruebas de pacientes que debieron haber dado resultados positivos en el estudio. Sensibilidad =

PV x 100% PV+NF

en donde PV es el número de resultados positivos verdaderos y NF el de resultados negativos falsos.

Especificidad

Es la probabilidad de que el resultado de una prueba sea negativo cuando la enfermedad que dicha prueba detecta no está presente. Compara el número de negativos verdaderos con todas las muestras de pacientes cuyos resultados debieron ser negativos.

Especificidad =

NV NV+PF

~~~ X 100% = 99%

Eficiencia

Otra prueba estadística que se emplea para determinar el valor diagnóstico de una prueba es la eficiencia de la misma. La eficiencia de una prueba relaciona el número total de resultados correctos para la misma con el número total de participantes en la población bajo estudio. La fórmula para la eficiencia es . . Efi c1enc1a =

PV + NV lOOot NV x .-¡o PV+PF+NF+ ·

La eficiencia de la prueba de embarazo que se describe en el ejemplo 4-15 es

Eficiencia=

en donde NV es el número de negativos verdaderos y P F el de positivos falsos. En el ejemplo 4-15 se indica la manera de calcular la sensibilidad y especificidad diagnósticas. El laboratorio que examina el valor diagnóstico de esta prueba tiene en cuenta que aunque la prueba produce algunos resultados negativos falsos, el resultado positivo es muy específico para diagnosticar el embarazo. Esto significa que un resultado positivo constituye una fuerte indicación de que la mujer está embarazada. El médico y el laboratorio pueden decidir que esta prueba no es aceptable para examinar a pacientes prequirúrgicas debido a la posibilidad de resultados negativos falsos. Sin embargo, puede ser una prueba conveniente para confrrmar sospecha de embaraio en una mujer cuyo título hormonal sea demasiado bajo para someterse a otras pruebas.

250+496 x 100% 250+4+50+496

= 93.2%

Valor predictivo

Una prueba estadística más que se usa para evaluar la utilidad diagnóstica es el valor predictivo de la prueba. Este valor correlaciona la capacidad de la prueba para diagnosticar en forma correcta la prevalencia de una enfermedad en lapoblación que se somete a estudio. La fórmula para el valor predictivo de una prueba positiva es: Valor predictivo = (Prevalencia) (Sensibilidad) (Prevalencia) (Sensibilidad) + (1'-Prevalencia) (1-Especificidad) Por ejemplo, cierto laboratorio evalúa el valor predicti vo para una nueva prueba CK-MB que tiene las siguient< características.

Ejemplo 4-15

Un fabricante está evaluando una nueva prueba para el embarazo. Para ello recluta a 800 sujetos, 300 mujeres embarazadas y 500 mujeres no embarazadas. Hace una lista de la información siguiente:

Resultados de la prueba

Especificidad

~~~ x 100% = 83%

Número de pacientes embarazadas

Número de pacientes no embarazadas

Positivo Negativo

250 (PV) 50 (NF)

4 (PF) 496 (NV)

Total

300 (PV +NF)

500 (PF+NV)

Sensibilidad = 96.7% Especificidad= 78.9% El laboratorio verifica el valor predictivo positivo de la prueba cuando se emplea para analizar a pacientes que ingresan a la sala de urgencias (SU) con dolor en el pecho. También verifica el valor predictivo de la prueba cuando se utiliza para evaluar a pacientes que ingresan a la unidad de cuidados coronarios (UCC). El laboratorio observa que en un periodo de 30 días el 15% de los pacientes en la sala de urgencias que se presentaron con dolor en el pecho tuvieron en realidad infarto al miocardiD. En el mismo periodo el 55% de los pacientes que ingresaron a la unidad de cuidados

70 • QUIMICA CUNICA

coronarios tuvieron infarto al miocardio. El laboratorio calcula el valor predictivo para la prueba en ambos casos: Valor predictivo (UCC) = (0.55)(0.967) (0.15)(0.967) + (1- 0.15)(1- 0.789) = 0.848 u 84.8%

Valor predictivo (SU)= (0.15)(0.97) (0.15)(0.967) + (1 - 0.15)(1 - 0.789) = 0.448 o 44.8%

El laboratorio y el médico deciden que la prueba resulta más conveniente para evaluar todas la posibles admisiones a la UCC, pero no es una prueba conveniente para pacientes que ingresan a la sala de urgencias con dolor en el pecho.

---~--------INTERVALOS DE REFERENCIA ELECCION DE LA POBLACION Otra parte del proceso analítico que afecta en forma directa la calidad de los resultados del laboratorio es el intervalo de referencia o rango de valores normales que se utilizan para interpretar los resultados de las pruebas. Cuando se emplean intervalos de referencia incorrectos se compromete la calidad de la prueba aunque todos los procesos preanalíticos y analíticos se lleven a cabo conforme a los estándares. El uso de intervalos de referencia correctos forma parte de la preservación de la calidad después del análisis. El principal objetivo de la preservación de la calidad después del análisis es iniciar en forma correcta o vigilar los cuidados para el pa.ciente como resultado de los datos que reporta el laboratorio. En teoría es conveniente que cada laboratorio imponga sus propios rangos de referencia para todos los analitos. La población de pacientes o clientes de determinado laboratorio puede ser muy distinta a la población de un laboratorio vecino. Por ejemplo, si el laboratorio da servicio en un hospital que se especializa en tratar a mujeres en edad reproductiva, su población será muy distinta a la de un laboratorio que dé servicio a un hospital para niños. Los valores de referencia para muchos analitos varían al aumentar la edad, cuando hay diferencias de origen étnico y según la ubicación geográfica. Además, con frecuencia los valores de referencia son muy distintos para varones y para mujeres. Desafortunadamente, a menudo no es práctico que el laboratorio establezca sus propios rangos de referencia. En general los gerentes de laboratorio y los médicos utilizan valores publi-

cados previamente que parecen adaptarse a la población de interés con el fin de interpretar los resultados de las pruebas de su laboratorio. Sin embargo, muchos de los valores publicados se conservan por años con muy poca modificación. Siempre que sea posible, debe considerarse la posibilidad de establecer rangos de referencia para el laboratorio como parte del programa de preservación general de la calidad. Esto es particularmente cierto para pruebas que se efectúan con nuevas tecnologías. Los datos que se emplean para determinar los intervalos de referencia deben contener de 100 a 150 valores. Si la prueba es aplicable tanto a varones como a mujeres, ambos sexos deben estar igualmente representados. Es conveniente que los participantes tengan además un amplio rango de edades y de nivel de actividades. Se registran también otros factores corno tabaquismo, obesidad y uso de medicamentos (incluyendo anticonceptivos orales) que influyen en el estado de salud de cada sujeto. En algunos casos es mejor formar subconjuntos de grupos para determinar si un factor del subconjunto ejerce influencia directa en el rango de referencia. Si un participante padece alguna enfermedad crónica, aunque tenga apariencia saludable, se excluye de la población de estudio.

CALCULO DEL RANGO DE REFERENCIA Una vez que se obtienen los datos, se calcula el intervalo de confianza del 95 % de los mismos y éste constituye el rango de referencia. Con frecuencia los datos del rango de referencia no siguen un distribución normal. Si se observa esto, no es aplicable el método normal para calcular el intervalo ·de confianza que se basa en determinar la desviación estándar. Generalmente los límites de confianza del 95% para rangos de referencia se calculan por métodos estadísticos no páramétricos, en oposición a los métodos estadísticos paramétricos. En los métodos estadísticos no paramétricos no se supone que los datos tienen distribución normal. El método que más· se emplea para calcular el rango de referencia por métodos estadísticos no paramétricos es por el rango porcentual. Para ello los datos se ordenan secuencialmente y los datos puntuales que ocupan la posición de 2.5% en el extremo inferior y la posición de 97.5% en el extremo superior definen el rango para el intervalo de confianza del 95%. En el ejemplo 4-16 se ilustra el uso del rango porcentual para calcular un rango de referencia. El rango de referencia para este analito es de 29 a 52 (el valor en la posición 4 es 29 y el valor en la posición 146 es 52). Ejemplo 4-16

Cierto laboratorio obtiene 150 datos puntuales para determinar un rango de referencia. Se observa que los datos no siguen una distribución normal. A continuación se da una lista parcial de los datos según la posición que ocupan por orden ascendente: Posición Núm. 1

2

Valor del dato 27 28

Posición Núm.

Valor del dato

PRESERVACION DE LA CALIDAD 4 • 71

3 4 5 6

29 29 30 31

145 146 147 148 149 150

52 52 52 53 53 54

El laboratorio calcula la posición del2.5% multiplicando el número de datos puntuales por 2.5% (n)0.025

= (150)0.025 = 3.8

o posición 4

El laboratorio calcula la posición del 97.5% del mismo modo (150)0.975

= (150)0.975 = 146.2

o posición 146

--r------OTRAS AREAS DE PRESERVACION DE LA CALIDAD

Como se mencionó, la preservación de la calidad en el laboratorio se divide en procesos preanalíticos, analíticos y posSlalíticos. Tradicionalmente, el laboratorista sólo participa en la fase analítica. Sin embargo, los avances modernos en la práctica de medicina en el laboratorio, que incluyen un au;:nento en el número de pruebas y su complejidad, y el efecto en la demanda de cuidados del paciente hacen necesario que Las actividades para preservación de la calidad se extiendan más allá del laboratorio. Para tener éxito, las fases preanalítica y posanalítica incluyen a individuos y departamentos que 5e encuentran fuera del laboratorio.

PREANALITICA

2. Preparación del paciente: es necesario que el paciente tenga suficiente información acerca de las órdenes de prueba para que no esté nervioso cuando se vaya a obtener la muestra. También se le informa de cualquier preparación antes de la prueba como ayuno o restricciones de medicamentos. 3. Identificación correcta del paciente por el flebotomista: el nombre y la identificación de la etiqueta de la muestra y de la forma de solicitud deben concordar uno con otro y también con el paciente correcto. 4. Recolección adecuada de la muestra: es necesario recolectar la muestra en el recipiente adecuado y en las condiciones que especifica el procedimiento de prueba. 5. Transporte de la muestra al laboratorio en el momento correcto: el tiempo desde que se obtiene la muestra hasta que se efectúa el .análisis de la misma debe encontrarse dentro de los límites que define el laboratorio. 6. Manejo correcto de la muestra desde que se transporta hasta que se analiza: esto incluye evitar exposiciones de la muestra o mantenerla sobre hielo. Todas las muestras deben manejarse como si fueran infecciosas. 7. Manejo correcto de la muestra dentro del laboratorio: incluye documentación correcta de la identificación de la muestra, técnicas correctas de centrifugación y, de ser necesario, separación de las células del suero o del plasma en el momento correcto. Es imposible verificar o vigilar estos procedimientos mediante métodos estadísticos tradicionales. La indicación de que no se ha cumplido con algunos de lOs requisitos mencionados en general llega al laboratorio en forma de una queja o reporte por algún evento que compromete la calidad. A continuación se evalúa el posible compromiso de la calidad mediante un proceso formalizado que define el indicador del posible lapso de calidad, las normas de comportamiento para dicho factor y los mecanismos para vigilar el comportamiento. A continuación se presenta un ejemplo de este proceso: Indicador El flebotomista reporta que el paciente hospitalizado carece de brazalete con identificación, por lo cual es difícil identificarlo.

Esta fase asegura que se efectúe con buena calidad todo pro.::edimiento anterior a la prueba tanto dentro como fuera del Laboratorio. Además de elegir de manera adecuada y evaluar tos procedimientos de prueba, algunos componentes para el programa de preservación de la calidad preanalítica incluyen:

Estándar Todos los pacientes hospitalizados deben tener brazaletes para verificar su identificación.

l. Efectuar las pruebas en el orden correcto: para ello

Monitor Se cuenta el número de pacientes sin brazalete durante los siguientes 30 días ,

es necesario que el laboratorio consulte con los médicos acerca de las pruebas de laboratorio disponibles para el diagnóstico que requieren y las necesidades de vigilancia. El médico a su vez debe indicar de manera correcta el orden y consecuencia de las pruebas. Esta comunicación es de particular importimcia cuando el laboratorio está considerando implantar alguna nueva prueba.

Cuando el laboratorio descubre después de 30 días que el reporte del flebotomista no fue un incidente aislado, se ha identificado un compromiso en la calidad, que es necesario corregir. Para ello se requiere que el personal de hospital responsable del ingreso de los pacientes coopere y participe, asegurándose de que todos los pacientes tengan brazaletes.

72 • QUIMICA CLINICA

Cuando se reporta este problema de calidad al personal de enfermería es probable que se descubra que en algunos pabellones los brazaletes interfieren con algunos procedimientos de enfermería. En este caso, será necesario llegar a algún acuerdo para utilizar otro método con el fin de asegurar la identificación de esos pacientes. Cuando se alcanza una solución tentativa para el problema, el laboratorio continúa vigilando el proceso de identificación 30 días más con el fin de asegurar el cumplimiento. La mayoría de los procedimientos preanalíticos para vigilancia de la preservación de la calidad se llevan a cabo por este método que se orienta a la resolución de problemas con el fin de preservar la calidad.

ANALITICA Además de los programas de control de calidad interno y externo para preservar la calidad analítica se requiere lo siguiente: l. Que los reactivos estén bien etiquetados y se utilicen en forma correcta. Es necesario que los reactivos se etiqueten indicando su concentración, número de lote, fecha de preparación o en qué momento se comenzaron a usar, fecha de caducidad e iniciales de la persona que los preparó. 2. Calibración periódica de los dispositivos para pipetear. 3. Mantenimiento preventivo de los instrumentos. 4. Verificación periódica de las temperaturas de las unidades de refrigeración o calentamiento. 5. Verificación periódica de la precisión de todas las balanzas analíticas y los termómetros. 6. Verificación periódica de la precisión de las velocidades de centrifugación y los dispositivos para tomar el tiempo. 7. Verificación periódica de que los manuales de procedimientos estén completos y al día. 8. Confirmación constante de que se siguen los procedimientos de seguridad. En general estos procesos se vigilan mediante hojas de funcionamiento o se verifica periódicamente por escrito que estos procedimientos se siguen en base regular. Estas verificaciones por escrito pueden ser listas para marcar y ellaboratorista coloca sus iniciales en las mismas a medida que ejecuta los diversos pasos. A intervalos periódicos el supervisor revisa estas hojas para determinar si están completas y si se cumple lo que ahí se indica.

POSANALITICA La preservación de la calidad posanalítica es el proceso para verificar la calidad en todos los procedimientos que se llevan a cabo cuando el reporte sale del laboratorio y queda en manos del médico o profesionista al cuidado de la salud. Además de utilizar intervalos de referencia correctos, las áreas de preservación de la calidad posanalítica incluyen: l. Verificación de los cálculos en los reportes finales. 2. Revisión de los resultados de la prueba para detectar ·posibles errores de transcripción. 3. Que los reportes sean fáciles de leer e interpretar.

4. Procedimientos para informar al médico de resultados que requieran de atención inmediata. 5. Vigilar que se reporten en el momento preciso los valores en el expediente del paciente. 6. Verificar que el médico interprete en forma correcta las pruebas de laboratorio. 7. Mantener una interacción constante con la institución, con el fin de asegurar que el paciente reciba cuidados directos de buena calidad como resultado de las pruebas de laboratorio. En general la vigilancia de esta parte de la preservación de la calidad se realiza de dos maneras. Una de ellas es el proceso que se describió en la preservación de la calidad preanalítica, en caso de que se identifique algún lapso de la calidad debido a alguna queja de un médico o algún otro profesionista al cuidado de la salud. Estas quejas suelen relacionarse con reportes de laboratorio incorrectos o con que transcurre demasiado tiempo desde· que se ordena la prueba de laboratorio hasta que se reciben los resultados finales. Estos lapsos potenciales de calidad se manejan del mismo modo que se describió para el proceso preanalítico. El otro tipo de vigilancia de la calidad en esta área se practica mediante la valoración continua del impacto de los resultados y procedimientos del laboratorio en la institución a la cual da servicio. El objetivo de estas valoraciones continuas es promover la excelencia en los cuidados para los pacientes gracias a las relaciones con todos los departamentos de la institución. Los programas de preservación de la calidad a nivel institucional toman la forma de círculos de calidad, comités para preservación de la calidad o comités revisores. El objetivo de estos grupos no es resolver problemas sino evitar que ocurran. Además, es necesario que el laboratorio tenga algún método para preservar en forma continua la calidad, verificando periódicamente su capacidad para funcionar como un departamento de buena calidad. Esto puede incluir evaluación del espacio en el laboratorio para asegurar eficacia de los servicios, revisar el grado de preparación del personal y apoyarlo con el fin de que participe en actividades para continuar la educación. Todos los miembros del personal de laboratorio son responsables de que se preserve la calidad dentro del mismo. Esto debe formar parte de la manera de vivir y es una actitud que se evidencia en todos los niveles de práctica. La calidad debe extenderse más allá de los confines físicos del laboratorio e incluye responsabilidad hacia cualquier médico que ordene una prueba y la preocupación de que el paciente reciba tratamiento como resultado de los datos que arroja el laboratorio.

-------RESUMEN

La preservación de la calidad es un proceso mediante el cual el laboratorio asegura que los resultados que en él se obten-

PRESERVACION DE LA CAUDAD 4 •

gan sean de buena calidad vigilando con cuidado las etapas preanalítica, analítica y posanalítica de las pruebas de laborratorio. El control de calidad es una parte de la etapa analítica de ra preservación de la calidad y es el proceso en el cual se verifica la calidad de los resultados de las muestras de los pacientes que se corren junto con los controles. Los procesos de control de calidad tienen pomponentes internos y externos. El primer paso en el proceso de control de calidad interc.o es establecer el rango blanco para la muestra de controL Este se determina analizando el control en forma repetida y verificando si existe un punto de tendencia central y una distribución cercana del conjunto de datos resultantes. Cuando el punto de tendencia central está cercano al valor real del control, este último puede utilizarse para vigilar la exactitud de los resultados del laboratorio. Si al repetir las mediciones se obtiene un conjunto de datos con distribución cercana en romo al punto de tendencia central, el control también puede emplearse para vigilar la precisión de los resultados. Después de establecer el rango, se vigilan los resultados de los controles en el transcurso del tiempo para detectar cualquier cambio significativo de los valores que indiquen variabilidad en el desempeño del método y posible imprecisión o exactirud en el resultado de los pacientes. La imprecisión de los resultados se conoce como error aleatorio y la inexactitud, cr~mo error sistemático. La vigilancia de los resultados del control para detectar error sistemático y aleatorio se efectúa mediante métodos visuales, como los diagramas de Levey!ennings, o métodos de reglas múltiples que se basan en la tiolación de diversas reglas para detectar que ocurrió algún error. El control · de calidad externo es el proceso de analizar muestras desconocidas suministradas por alguna dependencia externa para verificar la exactitud de las pruebas en comgaración con un valor predeterminado para la muestra que se proporciona o mediante una comparación con el resultado gromedio que se obtiene para la muestra en diversos laboratorios de tipo similar. Los sistemas para control de calidad externo más comunes son los programas para vigilar la eficiencia. La evaluación del método forma parte de la preservación de la calidad preanalítica. Los estudios de evaluación

73

verifican que el método sea exacto y preciso antes de que se incorpore al conjunto de pruebas que efectúa el laboratorio. Se llevan a cabo estudios de linealidad y precisión para verificar los datos que indica el fabricante. La exactitud se comprueba por estudios de comparación con muestras de pacientes. En ocasiones se realizan estudios de evaluación diagnóstica para probar la capacidad de algún nuevo método para diagnosticar en forma correcta cierta enfermedad. La calidad del resultado final del laboratorio depende en gran parte de utilizar un rango de referencia correcto. La verificación de dicho rango se considera como parte de la preservación de la calidad pos analítica. Es necesario que los sujetos que se utilicen para estudiar el intervalo de referencia representen a la población de interés y como los datos con frecuencia no siguen una distribución normal, se aplican estadísticas no paramétricas para calcular el intervalo. Un programa completo y eficaz de control de calidad verifica la calidad de cada paso del proceso de análisis (en las etapas preanalítica, analítica y posanalítica).

Referencias l. Guideline: Internal quality control testing: Principies and definitions. Villanova ,_p A, National Committee for Clinical Laboratory Standards (C24-T), 1987. 2. Westgard JO, Barry PL, Hunt MR, Groth T: A multi-rule shewhart chart for quality control in clinical chemistry. Clin Chem 27: 493-501, 1981. 3. Bakes-Martin R, Romph P, Myers K: Quality Control Pool Evaluation. Basic Quality Assurance for the Medica! Laboratory, LAP LM-5-A Self Study Course. Denver, Colorado Association for Continuing Medical Laboratory Education, March 1988. 4. Bakes-Martin R, Romph P: Statistics and Calculations Used in Method Evaluation. Method Evaluation for the Clinical Laboratory, LAP LM-7-A Self Study Course. Denver, Colorado Association for Continuing Medical Laboratory Education, March 1988 .

Espectrofotometría · Prabhaker Khazanie

a

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

CONTENIDO DEL CAPITULO

• Describir las características generales de la naturaleza de la radiación electromagnética.

PRINCIPIOS ESPECTROFOTOMETRICOS Características de la luz

• Definir la transmitancia y la absorbencia luminosas y describir su relación. • .Conocer el significado de las curvas de absorbencia espectral. • Discutir la teoría y las aplicaciones prácticas de la ecuación de Lambert y Beer. • Describir el principio de funcionamiento y las partes que componen los siguientes instrumentos: Espectrofotómetro Espectrofotómetro de absorción atómica Fotometría de emisión de flama Fluorómetro

• Discutir los problemas analíticos asociados con los tipos de instrumentos mencionados. • . Describir ras bases y las aplicaciones de la espectroscopia de resonancia magnética nuclear. 74

Característlcas de la longitud de onda Espectro electromagnético Espectro ultravioleta Espectro visible Radiación Infrarroja

Transmitancia luminosa Absorbencia luminosa Curvas de absorbencia espectral Ley de Beer Derivación de la ecuación Cálculos Empleando el coeficiente de absortlvldcd Uso de estándares

Preparación de curvas estándar INSTRUMENTOS ESPECTROFOTOMETRICOS Componentes del espectrofotómetro Fuente luminosa Monocroma dores Filtros Rejilla de difracción Prismas Paso de banda Dispositivo para las muestras Tipo

ESPECTROFOTOMETRIA 5 • 75

Tamaño Uso correcto Detector Celda de capa de barrera Tubo fotomult1pllcador Dispositivo para lectura

Espectrofotómetro de doble haz Problemas anaiTtlcos Determinación d¡', absorbancla Ruido y desplazamiento Luz-extraña Calibración de la linealidad Calibración de la longitud de onda

Espectrofotometría de absorción atómica Componentes Lámpara de cátodo hueco (fUente luminosa) Atomlzador Flama Cámara de mezclado Cortador Monocromador (colimador) Detector Dlsposltlvo de lectura Problemas anaiTtlcos Aplicaciones

Fotometría de emisión de flama Componentes Atomlzador Flama Suministro de gas y aire Monocromadores Detector luminoso Dispositivo de lectura Preparación de la muestra Problemas anarrrlcos Temperatura de la flama Atomlzador Contaminación Depósitos de proteína Líneas contaminadas con gas o aire y mecheros Aplicaciones

Fluorlmetría Componentes Fuente luminosa Monocromador primario Dispositivo para las muestras Monocroma dar secundarlo Angula en que se coloca el detector luminoso Lectura Problemas anaiTtlcos Concentración

Muchas técnicas analíticas que se emplean en el laboratorio de química clínica incorporan los principios de instrumentación espectrofotométrica. En la espectrofotometría se utilizan los patrones característicos de absorbancia de radiación electromagnética (patrones espectrales) para identificar los analitos de interés. Cuando se conoce el patrón espectral, se usa la longitud de onda luminosa a la cual la absorbancia es máxima, para cuantificar dicha sustancia en solución. En este capítulo se describen los principios espectrofotométricos generales y las partes de los espectrofotómetros; concluye con la presentación de métodos en los cuales se emplean variaciones de los principios espectrofotométricos, como espectrofotometría de absorción de flama, fotometría de emisión de flama y fluorimetría.

·f------PRINCIPIOS ESPECTROFOTOMETRICOS

CARACTERISTICAS DE LA LUZ Debido a que la espectrofotometría comprende mediciones con detectores de la radiación electromagnética que se transmite, es fundamental conocer las principales características de la ración electromagnética. La luz es una forma visible de radiación electromagnética; o sea, se comporta como si tuviera campos eléctricos y magnéticos oscilando en planos perpendiculares entre sí. Características de la longitud de onda

La luz, como toda la radiación electromagnética, está formada de fotones o paquetes de energía (E) que viajan en ondas. El espectro electromagnético se describe en términos de longitud de onda (A), número de onda (cm-1) y electrón volts. La longitud de onda del espectro electromagnético es la distancia entre los máximos de ondas sucesivas (fig. 5-1). En el sistema internacional se mide en nanómetros (nm = w-9 m). Ya no se utilizan unidades como el micrón (1 1-l = lQ--4 cm= 10-3 mm= 1 000 nm) o el Angst:¡:om (1Á= w-8 cm= 0.1 nm). El número de onda es el recíproco de la longitud de onda. El número de ondas por segundo se denomina frecuencia. La longitud de onda se relaciona inversamente con la energía. Mientras mayor es la longitud de onda, menor es el número de fotones que contiene. En otras palabras, la longitud de onda larga es de baja energía. De manera similar, la longitud de onda corta posee más energía.

pH Temperatura VIscosidad Impurezas Sensibilidad/especificidad Aplicaciones

Resonancia magnética nuclear RESUMEN

Espectro electromagnético

La radiación electromagnética consta de rayos gamma, rayos X y ultravioleta (UV), visible, infrarrojo (IR), microondas y ondas de radio. Los rayos gamma tienen mayor energía (longitud de onda corta) y las ondas de radio tienen menor energía (longitud de onda larga). En espectroscopia el término luz describe la forma visible de radiación electromagnética y

76 •

QUIMICA CLINICA

Longitud de onda

Flg. 5-1.

La longitud de onda es la distancia entre dos crestas sucesivas.

también las formas UV e IR de radiación electromagnética, que son invisibles. En espectrofotometría de absorbancia se utilizan las regiones UV (195 a 380 nm), visible (390 a 780 nm) e IR (12 500 a 50 cm-1) 1•6•13 del espectro electromagnético. En la mayor parte de los instrumentos del laboratorio de química clínica se emplea la radiación electromagnética UV y visible. Ocasionalmente se utiliza la espectroscopia de infrarrojo en el laboratorio de toxicología para identificar y confirmar fármacos, o productos químicos tóxicos. Los rayos gamma se usan en contadores de ensayo radioinmunológico. ESPECTRO ULTRAVIOLETA

La región UV se define como el rango de longitudes de onda de 195 a 380 nm. Esta región espectral se obtiene por transiciones de energía de los electrones de valencia de las moléculas. La UV es una región de energía muy alta. Provoca daños al ojo humano así como quemadura común. Los compuestos que contienen dobles enlaces aislados, triples enlaces, enlaces peptídicos, los compuestos aromáticos, los grupos carbonilo y otros heteroátomos tienen su absorbancia máxima en la región UV. 13 Los fa,.ctores como pH, concentración de sal y carga del disolvente, que aumentan o disminuyen la carga de la molécula, provocan desplazamientos de los espectros UV. La región UV es importante para la determinación cualitativa y cuantitativa de compuestos orgánicos. La radiación UV tiene amplia aplicación en química clínica. Las fuentes de radiación UV incluyen los tubos de descarga que contienen hidrógeno o deuterio a presión reducida. También se utilizan lámparas de mercurio a alta presión y de arco de xenón. ESPECTRO VISIBLE

La región visible se describe como el rango de longitudes de onda visibles a simple vista. En esta región, que va de 390 a 780 nm, se obtiene un espectro continuo, con un color visible y distinto que corresponde a determinada porción de longitudes de onda. El orden de los colores comenzando por el de longitud de onda menor 1•2 •13 es: violeta --7 azul --7 verde --7 amarillo --7 naranja --7 rojo, como se muestra en el cuadro 5-1. El color visible de una solución corresponde a las longitudes de onda de luz que trans:rpite, no que absorbe. El color que absorbe es el complementario del color que transmite. Por tanto, para efectuar mediciones de absorción es necesario utilizar la longitud de onda a la cual la solución colorida absorbe luz. Una solución roja absorbe luz verde y transmite luz roja. Por tanto, una solución roja debe examinarse de 490 a 580 nm. La región visible del espectro es muy utilizada en los laboratorios clínicos. En ella se analizan compuestos coloridos e incoloros que se transforman en productos colorea~ dos cuando se hacen reaccionar con reactivos adecuados. La

Cuadro 5-1. Características del espectro visible

Longitud de onda aproximada

Color de luz que se absorbe

Color de luz que se refleja

390-435 435-490 490-580 580-595 595-650

Violeta

Amarillo verdoso

Azul

Amarillo

Naranja

Azul verdoso

650-780

Rojo

Verde azuloso

Verde

Rojo

Amarillo

Azul

fuente de radiación visible suele ser una lámpara de tungsteno. Esa lámpara no proporciona suficiente energía por debajo de 320 nanómetros. RADIACION INFRARROJA

La región infrarroja del espectro electromagnético va de aproximadamente 12 500 a 50 cm- 1. La región de 4 000 a i 000 cm- 1 se utiliza para analizar compuestos orgánicos. Este análisis se basa en la absorción de energías vibracionales de los enlaces en las moléculas de la muestra. La región de 1 000 a 400 cm-1 se emplea para el análisis de compuestos inorgánicos. La región de 12 500 a 4 000 cm-1 no sirve para este tipo de análisis.B TRANSMITANCIA LUMINOSA

Imagínese un haz de luz monocr.omática de intensidad lo. Si se permite que ese haz choque contra una celda que contiene una solución de sustancia que absorbe luz, parte de la luz será absorbida por las moléculas de la muestra de la solución y el resto se transmitirá a trávés de la misma (fig. 5-2). La intensidad del haz transmitido (l) será inferior que lo. La transmitancia (1) de la sustancia en solución es la relación entre la cantidad de luz transmitida a través de la muestra al detector, con respecto a la cantidad de luz que choca contra la muestra: . . T =l TransiD1tanc1a= lo

1 - - - - - - - l.. l 0

Flg. 5-2. Transmitancia de luz monocromática a través de una celda. lo es la radiación incidente; 1es la radiación transmitida.

ESPECTROFOTOMETRIA 5 • 77

0.5 -.\

--L---- ----- ,, 0.4 ---------------------------. . ~

¡\

-~

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:a

1: 1

,o.

,,

-; 1

.. t '

~·

Concentración

1 ·· ~ , : .:-l . ,.,. ....

¡:

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ABS

'

¡::;} _ ¿

"

1 1

Fig. 5-3.

El porcentaje de transmitancia (%7) está en función de la concentración.

0.2 . ,_· : ¡~~

Normalmente la transmitancia se representa en forma porcentual

' ~:1 ' . ./

·J

r.

' 1 1 .1

: • i•1 ¡a

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t~~- ...f' - ~ -· ~ - · ; ·7"'·> t :··· --- ~ ~i {~•: .:~- ~

0.1

Jn!r
~~·

1

1 %T= lo X 100%

0.0 A medida que aumenta la concentración de la sustancia que absorbe luz, ésta absorbe mayor cantidad de luz y transmite menos. La relación entre %T y la concentración no es lineal, pero asume una relación logarítmica inversa. La gráfica de estas unidades en papel milimétrico demuestra la naturnl.eza de esta relación (fig. 5-3). Debido a que la relación es logarítmica, al graficar estas unidades en papel semilogarítmico se obtiene una línea recta con pendiente negativa (fig. 5-4).

ABSORBANCIA LUMINOSA Para evitar el uso de unidades logarítmicas, %T puede relacionarse con la absorbancia luminosa de una solución, que es la medida de luz que absorben las moléculas de la muestra, más bien que la que transmiten. La absorbancia (A) se define como el logaritmo de 1/T; en consecuencia,

2

4

10 Concentración

Fig. 5·5.

----~

Relación entre la absorbancia y la concentración.

Esta relación lineal se expresa mediante la ley de Lambert y Beer (conocida comúnmente como ley de Beer). La absorbancia no tiene unidades y no se puede medir de manera directa. La vent~a de emplear las mediciones de absorbancia en vez de las de %Tes que la absorbancia guarda una relación lineal directa con la concentración, por lo cual se obtiene una línea recta al graficarla en pap~l milimétrico si la solución sigue la ley de Beer (fig. 5-5). -v La gráfica de la figura 5-5 se denomina curva estándar o gráfica de la ley de Beer y se utiliza para encontrar la concentración de un compuesto desconocido a partir de su valor de absorbancia.

CURVAS DE ABSORBANCIA ESPECTRAL 1 1 A =log-=-log T=-logT lo En términos de porcentaje de transmitancia, la relación se transforma en 100 A = log%T

=2

- log %T

Concentración Fig. 5-4.

Gráfica semilogarítmica de %Tcontra concentración .

Cuando se grafica la absorbancia (A) de una sustancia a diversas longitudes de onda, la curva resultante se conoce como curva de absorbancia espectral, espectro de absorción o análisis espectral. Cada sustancia tiene un espectro de absorción característico que se obtiene manualmente graficando las absorbancias a determinada concentración contra las · longitudes de onda o mediante un instrumento automático conectado a un registrador (transductor). Estas curvas se utilizan para determinar las longitudes de onda a las cuales la sustancia tiene absorbancia máxima (máximos de absorción) y las longitudes de onda a las cuales tiene absorbancia mínima (mínimos de absorción). Como el espectro de absorción que se obtiene por laposición, forma y tamaño de cada máximo es característico de cada compuesto, resulta útil para establecer la longitud de onda ógtima para procedimientos espectrofotométricos nuevos.4·6· 3 Usualmente, para lograr mayor sensibilidad en un procedimiento, se utiliza la longitud de onda de absorbancia máxima, aunque es necesario tener en cuenta también otros factores, como la altura del máximo (pendiente), presencia de impurezas y características del disolvente, para elegir la longitud de onda adecuada.

78 •

QUJMICA CUNICA

bente. La absorbancia carece de unidades; A es característica de una sustancia y una longitud de onda; como a = A!lc y A carece de unidades, las unidades de a son el recíproco de las de l y c. Si la concentración se expresa en molaridad, a se denomina coeficiente de absorción molar y la ecuación se representa como A= Ele. Las unidades de E están dadas en litros por mol · cm. Cuando la concentración se indica en gramos por litro, a se denomina coeficiente de absorción específica.

A 'r" ·· ·

r

'"

:to:,_

ABS

Derivación de la ecuación

255

300

480

La ley de Beer dice que la fracción de luz incidente, dl/I, que absorbe una sustancia en una celda depende de la trayectoria luminosa a través de la muestra y de la concentración de la sustancia absorbente en la solución. Matemáticamente,

Longitud de onda, nm Fig. S-6.

Curva de absorción espectral.

Considérese el siguiente análisis teórico de absorbancia (fig. 5-6) para un compuesto con máximos A, B y C que aparecen a 255, 300 y 480 nm, respectivamente. El pico A tiene absorbancia máxima. Según la ley de Beer, el máximo de longitud de onda a 255 sería el pico ideal, con mayor sensibilidad para medir la concentración de este compuesto. Sin embargo, la pendiente de este pico es demasiado grande y un pequeño error al ajustar el calibrador de longitud de onda del instrumento provocará un error grande en el valor de absorbancia, evidentemente el pico a 300 nm es demasiado pequeño para producir buena sensibilidad. En contraste, el pico a 480 nm es bastante ancho por lo cual un pequeño error al graduar el calibrador de longitud de onda no prOvocaría un error grande de absorbancia. También tiene un valor de absorbancia grande, lo que permite mayor sensibilidad. Por tanto, para el espectro de la figura 5-6 la longitud de onda ideal para determinar concentraciones del compuesto en una muestra es de 480 nanómetros.

di

- - a ldc I o

di - - = klde I

en donde -di es la pequeña disminución de transmisión luminosa a la intensidad I, provocada por un incremento de en la concentración de la solución a una longitud de trayectoria constante; k es una constante de proporcionalidad, característica de la sustancia que se investiga. Al integrar entre estos límites se obtiene

lo A=log-=alc I

En la ecuación a es una constante de proporcionalidad que se denomina absortividad, l es la trayectoria luminosa en centímetros y e es la concentración de la sustancia absor-

fe

lo

o

de

I -In-= kle · lo

LEY DE BEER La ley de Beer expresa la relación entre absorbancia, transmitancia porcentual y concentración de una sustancia en solución. Esta ley es una combinación del trabajo de Bouguer y Lambert y Bernard y Beer.5 Según Bouguer y Lambert la transmitancia luminosa (IIlo) a través de una solución en una celda se reduce exponencialmente al aumentar la longitud de la trayectoria (diámetro de la celda). Y según Bernard y Beer, la absorbancia de una solución diluida es directamente proporcional a su concentración. Por tanto, mientras más alta sea la concentraci9n de las moléculas de la muestra, mayor será el valor de la absorbancia. La relación matemática de la ley de Eeer en la que participa la energía radiante, la concentración y la longitud de la trayectoria está dada por

dJ

I

J --J = kl

lo ln 1

= kle

o

2.3 log lo log ¡

lo

1

= kle

k

= 2 _3 le

Sustituyendo lag foil poiA y k/2.3 por a, se obtiene: A = ale.

Cálculos

EMPLEANDO EL COEFICIENTE DE ABSORTIVIDAD

El coeficiente de absortividad es útil para calcular la concelltración y la actividad de una enzima y para determinar la pureza de una sustancia en solución.

ESPECTROFOTOMETRIA 5 • 79

Ejemplo 5-1

Au

3

La absortividad molar del NADH a 340 nm es 6.22 X 10 L · mor1 cm-1. La absorbancia del NADH en una celda de 1 cm a 340 nm es 0.38. Calcular la concentración del NADH.

Cu =As x Cs 0.5 1 ml . = 0. x 150 mg 100 25 = 300 mg/100

m1

A= scl PREPARACION DE CURVAS ESTANDAR

A

0.38 e = el = 6.22 x 103 L · mol 1 x cm

1

x 1 cm

0.38 6.22 x 103 L · mol- 1

,;, 6.11 = 6.11

X X

10-2 X 10-3 mol/L 10-5 mol/L

USO DE ESTANDARES

En análisis espectrofotométricos, la absorbancia de una concentración desconocida (Au) de un compuesto se compara con la de un compuesto estándar (As) medida en las mismas condiciones. Según la ley de Beer, As =alCs

Au=alCu Si se utiliza una solución estándar de concentración conocida para determinar la concentración del mismo compuesto en una solución desconocida, es posible cancelar a y l de la ecuación porque el coeficiente de absortividad es igual para ambas soluciones, ya que se está midiendo el mismo compuesto y se utilizan celdas del mismo tamaño para la medición. Por tanto la fórmula se transforma en Au- Cu As

Cs

Au

Una curva estándar puede usarse como alternativa a la fórmula de la ley de Beer para determinar la concentración de una solución desconocida. La curva estándar se prepara graficando absorbancias en el eje y contra concentraciones en el eje x en papel milimétrico para una serie de soluciones estándar de concentración conocida. La curva que se obtiene se utiliza para determinar la concentración de una sustancia desconocida a partir de su absorbancia. La absorbancia del problema se ubica en el eje y; la concentración correspondiente se determina mediante la curva, uniendo este punto con el eje x mediante una línea. No se requieren operaciones matemáticas para encontrar la concentración. En lafigura 5-5 la concentración del problema con absorbancia de 0.4 es 8.4 mg/100 ml. Se detecta de inmediato cuando la solución no sigue la ley de Beer porque en la curva estándar se observa una desviación de la relación lineal directa entre la absorción y la concentración. Una de las suposiciones de la ley de Beer es que la solución de la sustancia es diluida (a concentración no muy superior a 0.02 M) y que absorbe luz monocromática Ouz de una longitud de onda). En soluciones diluidas, cada molécula de sustancia puede absorber luz monocromática independientemente de otras moléculas de dicha sustancia. Sin embargo, en soluciones concentradas, como las moléculas de sustancia absorbente están más cercanas entre sí, parte de la energía absorbida se pierde por colisiones. En consecuéncia, la gráfica de A contra concentración no es lineal. En los rangos de concentración en los cuales se produce la desviación podría obtenerse un valor incorrecto para la solución problema al emplear este método, ya que se pierde la relación lineal. También se observan desviaciones de la linealidad cuando se produce disociación o asociación de la sustancia absorbente5 o dispersión luminosa debido a turbidez en la solución. Otras causas de desviaciones de la linealidad se describen en una sección posterior.

Cu=-xCs As Esta ecuación se utiliza para calcular la concentración de compuestos desconocidos mediante procedimientos espectroscópicos cuando la solución obedece la ley de Beer.

Ejemplo 5-2

Una solución estándar de glucosa con concentración de 150 mg/100 ml da una absorbancia de 0.25. ¿Cuál será la concentración de glucosa en el suero de un paciente si su absorbancia es 0.5?

--~---INSTRUMENTOS ESPECTROFOTOMETRICOS COMPONENTES DEL ESPECTROFOTOMETRO El espectrofotómetro es un instrumento que se utiliza para medir la luz que transmite una solución en una celda. La luz

80 • QUJMICA CLJNICA

transmitida se convierte intemamente2 mediante cálculos matemáticos en unidades de absorbancia para determinar la concentración de sustancia absorbente de luz presente en la celda Todos los espectrofotómetros tienen básicamente los mismos componentes, aunque la ubicación de los mismos varía según el instrumento. Estos componentes son fuente luminosa, monocromador, dispositivo para detener la muestra, detector y dispositivo de lectura (fig. 5-7).

portante regular el voltaje de la fuente luminosa. Las variaciones de voltaje provocan alteraciones de la temperatura y, en consecuencia, cambios en el espectro de emisión, así como desviaciones de la ley de Beer.

Monocromodores

Los monocromadores se emplean para aislar el rango de longitud de ondas que se desea. En general constan de filtros, rejillas de difracción o prismas, en combinación con rendijas de entrada y de salida. La rendija de entrada del monocromador excluye la luz indeseable o extraña y evita que penetre al monocromador. La rendija de salida sólo permite que atraviese un haz angosto del espectro a través de la celda. La eficiencia del monocromador depende del rango de longitudes de onda que pueda producir. Este rango de longitudes de onda se denomina paso de banda o ancho del paso de banda. Casi siempre es más conveniente utilizar un rango poco amplio de longitudes de onda ya que la ley de Beer es válida únicamente para luz monocromática y por ello los instrumentos con monocromadores que producen un rango poco amplio de longitudes de onda suelen ser muy útiles.

Fuente luminoso

La fuente luminosa proporciona energía radiante que es absorbida por el compuesto que se investiga. Para que la fuente luminosa sea adecuada es necesario que cumpla los siguientes requisitos: 1) que produzca un haz de suficiente potencia, 2) que proporcione un continuo de longitudes de onda en la región de interés y 3) que sea estable. La fuente luminosa ideal es la que produce un continuo de todas las longitudes de onda en el rango de interés. La lámpara de tungsteno proporciona un continuo de longitudes de onda en el UV de longitud de onda más larga y en las porciones visibles del espectro, también libera cantidades significativas de calor. Es necesario utilizar abanicos enfriadores para evitar la distorsión de componentes ópticos. La lámpara de tungsteno no se usa para efectuar mediciones a menos de 350 nm porque a estas longitudes de onda la cubierta de vidrio de la lámpara absorbe luz. Las lámparas de tungsteno generalmente funcionan a 3 OOOoK. A esta temperatura, parte del tungsteno se evapora del filamento y se deposita en el interior de la cubierta de vidrio en forma de hollín. Este depósito de hollín de tungsteno reduce la intensidad luminosa de la lámpara. En ese momento es necesario sustituirla para evitar modificaciones del espectro. En espectrofotómetros más complicados, se utiliza una fuente luminosa de tungsteno-halógeno. En este tipo de lámpara el tungsteno que se evapora del filamento se combina con el halógeno gaseoso. El producto resultante se recondensa sobre el filamento cuando se apaga el foco, de manera que no se forma hollín en el interior de la cubierta de vidrio. Las lámparas de descarga de hidrógeno y deuterio que producen un espectro de emisión continua en la región UV son las fuentes más empleadas para el rango de longitudes de onda de 195 a 380 nm. La intensidad espectral de las lámparas de descarga de deuterio es tres a cinco veces mayor que la de las lámparas de descarga de hidrógeno. Es muy im-

FILTROS

Los filtros son de dos tipos: de absorción y de interferencia. Los primeros absorben de manera selectiva las longitudes de onda indeseables. Las soluciones coloreadas, el vidrio de color o los sandwiches de gelatina de color entre dos placas de vidrio se utilizan como filtros de absorción. Estos filtros producen un amplio rango de longitudes de onda y sus características varían con el transcurso del tiempo. Los filtros de interferencia (fig. 5-8) se emplean en instrumentos que efectúan mediciones en determinadas longitudes de onda (autoanalizadores Dupont, ACA). Estos filtros están formados por dos pedazos de v~drio , cada uno de ellos con una capa de plata por un lado y separados por un material dieléctrico como fluoruro de magnesio. El rango de longitudes de onda que transmite el filtro de interferencia depende del espesor de MgF2 y de su índice de refracción. Sólo se transmite la luz para la cual el múltiplo exacto de longitud de onda es igual al espesor del MgF2. Todas las demás longitudes de onda se bloquean.

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..· ,··. Rendija de entrada Fuente luminosa

Rendija de salida Monocromador

Fig. 5-7.

Celda

Detector

Componentes fundamentales de un espectrofotómetro.

Medidor

ESPECffiOFOTOMETRIA 5 • 81

Luz policromática incidente

Fig. 5-10.

o cresta

Vidño Plata Rg. S-8. Paso de ondas luminosas a través de un filtro de interfer:ncia. La onda A reforzada por la onda B logra pasar. La onda C no ss reforzada por ninguna otra y por tanto no logra pasar.

REJILLA DE DIFRACCION

lUna rejilla de düracción es una superficie reflectora altamente pulida que tiene muchas muescas paralelas equidistantes' y de esquinas puntiagudas. Las rejillas que se emplean en espectrofotometría de ultravioleta y visible contienen de 600 a 2 000 de estas muescas por milímetro. 5 Una rejilla de difracción proporciona un ancho de paso de banda angosto y todo un espectro de longitudes de onda. Hay dos tipos de rejillas: rejillas de transmitancia (fabricadas de vidrio) que transmiten luz y rejillas de reflexión (hechas de aluminio) que actúan como espejos (también se llaman rejillas de difracción) (fig. 5-9). La resolución del espectro que se obtiene de una rejilla depende del número de muescas en la superficie pulida. Cuando la luz incidente choca contra las muescas de la rejilla de difracción, se forman muchos espectros diminutos, uno a partir de cada muesca. Los frentes de onda que se forman de estos espectros y se encuentran en fase se refuerzan uno al otro y los que se encuentran fuera de fase se cancelan uno a otro. Como resultado final se obtiene un espectro de líneas paralelas.

~

Longitud de onda corta (luz violeta) Rendija de salida

Rendija de entrada

... )o-

Onda no reforzada

' ' ,_yLuz monocromática

Prisma

Onda reforzada

o Valle

'~

Longitud de onda larga (luz roja)

Difracción de luz policromática a través de un pñsma.

tudes de onda más largas (luz roja) y producen un espectro continuo, no paralelo (fig. 5-10). Así, al elegir una rendija del ancho adecuado, es posible aislar determinada banda de longitud de onda y permitir que llegue a la celda. En la región visible se utilizan prismas de vidrio y en la ultravioleta, prismas de cuarzo o de sílice fundido, porque el vidrio absorbe las longitudes de onda por debajo de 340 nm. La calidad de dispersión de los prismas de vidrio es mejor que la de los de cuarzo. La refracción espectral que se obtiene con un prisma se relaciona directamente con el ancho de la base del mismo. PASO DE BANDA

La mayoría de los monocromadores que se emplean en ios laboratorios de química clínica, en ·vez de transmitir luz de una sola longitud de onda dejan pasar todo un rango de longitudes de onda. Este se identifica como paso de banda o ancho de paso de banda del instrumento y mide la pureza espectral del mismo. Mientras más angosto sea el paso de banda más pura es la luz. El paso de banda se define como el rango de longitudes de onda que un monocromador puede aislar entre dos puntos de un campo espectral, en el cual la transmitancia equivale a la mitad de la transmitancia máxima. En la figura 5-11 la transmitancia máxima es 50% a 450 nm. La mitad de esta transmitancia máxima es 25%, que se representa mediante los puntos A y B a 445 y 455 nm respectivamente. Por tanto, el paso de banda en este ejemplo es . . ,, ¡.

¡:

PRISMAS

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El prisma dispersa la radiación policromática (luz blanca) y forma un espectro continuo por refracción. Las longitudes de onda más cortas (luz violeta) se refractan más que las longi-

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445 450 455 Flg. 5-9. Rejilla de difracción a la cual llegan dos rayos incidentes R1 y ~ que se encuentran en fase y emergen como R11 y A-¿1 • Los rayos que no están en fase se destruyen por interferencia. a = ángulo de la hoja; 8 =ángulo en el cual choca la luz; ~ =ángulo de reflectancia.

Longitud de onda (A.) en nm Fig. 5-11.

Paso de banda de un espectrofotómetro (aislado por un filtro).

82 • QUIMICA CUNICA

10 nm (455 a 445 nm). La transmitancia máxima y el ancho de paso de banda efectivo están relacionados en forma inversa. A medida que aumenta la transmitancia máxima, se hace más angosto el paso de banda. Los prismas y rejillas producen pasos de banda más angostos (<5 nm). Los filtros de interferencia producen pasos de banda más anchos (10 a 20 nm) y los filtros de vidrio, aún más anchos (>30 nm). Es necesario emplear pasos de banda angostos para obtener picos mejor definidos y evitar desviaciones de la ley de Beer. En las curvas C y D se ilustra el efecto del diferente anche de los pasos de banda (fig. 5-12). La curva C se obtuvo con un espectrofotómetro con paso de banda ancho y la curva D con otro de paso de banda más angosto. Los máximos en /..1, /..2 y /..3 no se resuelven en el espectrofotómetro con paso de banda ancho. Además, el instrumento con este tipo de paso subestimaría la absorbancia absoluta de los máximos anterior y posterior, /..2 y~- El instrumento con paso debando ancho registraría estas absorbancias como 0.35 en ambas longitudes de onda. El instrumento con paso de banda angosto registraría la absorbancia en /..2 como 0.43 y en M como 0.50. Dispositivo paro Jos muestras

El dispositivo para las muestras, que también se denomina tubo o celda, es el recipiente en el cual se coloca la solución en el instrumento para medir la absorbancia. TIPO

Las celdas se fabrican de vidrio, cuarzo o plástico transparente. Las de vidrio y de plástico desechable resultan satisfactorias para su uso en la región visible. Para efectuar mediciones en la región ultravioleta se requieren celdas de cuarzo o sílice fundido porque el vidrio no transmite la radiación ultravioleta. Estas celdas también pueden utilizarse en la región visible.

TAMAÑO

Existen celdas de diferentes formas. Algunas tienen corte transversal rectangular, cuadrado o inclusive redondo (p. ej., tubos de ensayo, detectores de cromatografía de líquidos de alta presión, detectores autoanalizadores). Las celdas de corte transversal cuadrado tienen dimensiones internas diversas, pero la longitud de la trayectoria en general es de 1 cm. Las absorbancias que se obtienen con celdas rectangulares o cuadradas son más precisas y reproducibles que las que se obtienen con tubos de ensayo. Estos últimos pierden parte de la ~adiación incidente por reflexión y refracción. Esta pérdida no es significativa en celdas cuadradas o rectangulares. USO CORRECTO

Sin importar el diseño, para mejorar la precisión y la exactitud la celda debe estar limpia y libre de rayones, derrames o humedad en la superficie que entra en contacto con la trayectoria luminosa. Además, no deben quedar burbujas de aire en el interior de la solución de la celda. Como las probetas no siempre son idénticas deben igualarse en forma correcta. En celdas redondas la trayectoria luminosa puede variar, ya que no siempre son exactamente redondas. Para procedimientos calorimétricos manuales rutinarios y menos precisos, pueden utilizarse tubos de ensayo que resultan menos costosos, siempre y cuando estén cuidadosamente igualados. Las celdas no desechables se limpian de inmediato después de cada uso. Nunca deben dejarse en ácido crómico, álcali o agua jabonosa por periodos prolongados. Los álcalis disuelven el vidrio y el ácido crómico se absorbe sobre el mismo y lo decolora. Las celdas sucias generalmente se remojan en una mezcla de HCl concentrado:etanol:H20 (1:8:6). Primero se lavan con agua de la llave y después con aaua jabonosa diluida, se enjuagan de nuevo con agua de la ll~ve y por último se enjuagan con agua desionizada. Se colocan hacia abajo sobre una superficie lisa y limpia para secarlas. Detector

El detector transforma la radiación electromagnética que transmite una solución en una señal eléctrica. Mientras más intensa sea la radiación electromagnética mayor será la señal eléctrica que produzca. Se utilizan cuatro tipos de detectores para medir la luz transmitida: la celda de capa de barrera, el fotodiodo de silicón, el fototubo y el tubo fotomultiplicador. La celda de capa de barrera y el tubo fotomultiplicador son los dispositivos que se emplean con mayor frecuencia en la región UV y visible del espectro.

Luz

t

Longitud de onda

0:____ . _ j:------:+::---1_ 1

Fig. 5·12. Comparación de un análisis espectral utilizando un paso de banda ancho (curva C) y un paso de banda angosto (curva D).

Fig. 5-13.

Cátodo (plata) Selenio (semiconductor)

1Anodo (hierro o cobre)

Celda de capa de barrera.

ESPECTROFOTOMETRIA 5 • 83

r----:A:-------:::-C----:E=--------:::----:--.AI amplificador 8

fuente luminosa Esta corriente se debe a efectos termiónicos y es necesario compensarla al tomar las lecturas.

etc. Luz que transmite la muestra Fig. 5-14.

F

H

J

Esquema de un tubo fotomultiplicador. A= cátodo; B --7

J = dínodos representados por una lfnea cuNa.

CELDA DE CAPA DE BARRERA

La celda de capa de barrera se fabrica a partir de un semiconductor de selenio que tiene una capa de plata en un lado y otra capa de hierro o de cobre en el otro (fig. 5-13).7 La capa de plata fotosensible sirve como electrodo colector y libera electrones cuando se expone a la luz. La capa de hierro o cobre es deficiente en electrones y sirve como segundo electrodo. La luz que se transmite del compartimiento en que se encuentra la muestra choca contra la capa de plata y crea un flujo de electrones de esta capa hacia el selenio o el hierro. No se requiere una fuente eléctrica externa para que funcione la celda de capa de barrera y la corriente que se produce en un circuito externo es proporcional a la intensidad de la luz transmitida. Las limitaciones de la celda de capa de barrera son: 1) que su respuesta con respecto al tiempo es lenta; 2) que la señal es difícil de amplificar, por lo cual este tipo de detector resulta adecuado únicamente para fotómetros de filtro de haz único y de alta intensidad que tienen paso de banda ancho, y 3) que se requiere más tiempo para equilibrar la temperatura de operación. 9

TUBO FOTOMULTIPLICADOR

El tubo fotomultiplicador (fig. 5-14) es un tubo electrónico que contiene de 10 a 15 dínodos en serie, lo que permite amplificar muchas veces la intensidad de la luz incidente que choca contra la superficie metálica del tubo (cátodo). El cátodo emite electrones en proporción a la energía radiante que choca contra su superficie. Dichos electrones son atraídos con aceleración al primer dínodo, en donde se producen de cuatro a seis electrones adicionales (cada dínodo sucesivo se encuentra de 25 a 100 voltios por arriba del dínodo anterior). Cada electrón de la primera etapa pasa a la segunda etapa y de nuevo desaloja de cuatro a seis electrones en el segundo dínodo. Este proceso continúa hasta que los electrones pasan por todas las etapas de dínodos. Así, se logra una amplificación de más de un millón de veces de la corriente original en el tubo fotomultiplicador de 10 dínodos. 2•5•7 Los tubos fotomultiplicadores tienen tiempos de respuesta rápidos; no experimentan fatiga, como ocurre con otros detectores. Se emplean en espectrofotómetros para análisis rápidos y en instrumentos de doble haz. Los tubos fotomultiplicadores deben protegerse de la luz, de lo contrario se queman. Debido a que se amplifica la corriente, el tubo fotomultiplicador produce l.Dla corriente residual, corriente negra, aunque se apague la

Dispositivo para lectura

La magnitud de la corriente eléctrica que procede del detector se registra con un medidor, un dispositivo para lectura digital o un registrador (trasductor). La producción del detector se utiliza directamente, amplificada o sin amplificar, o se envía a través de un sistema de punto nulo en el cual se balancea con. la producción de un circuito de referencia El resultado se presenta en unidades de transmitancia, unidades de absorbancia y, ocasionalmente, en unidades de concentración directa. El dispositivo para lectura del medidor presenta la señal análoga del detector desviando una aguja a lo largo de una escala. El dispositivo para lectura digital envía la señal del detector a través de un transformador análogo/digital (AID) y después a un microprocesador para que los resultados aparezcan, utilizando un electrodo de emisión luminosa (LED) o tecnología de pantalla de cristales líquidos (LCD). En ocasiones se conecta un registrador (un graficador o un integrador) en forma externa para obtener trazos de la producción del detector contra el tiempo o la longitud de onda.

ESPECTROFOTOMETRO DE DOBLE HAZ Un espectrofotómetro de haz único consiste en un solo haz y componentes asociados: monocromador, probeta, dispositivo para detener la celda, rendija de salida, detector y dispositivo de lectura, como se muestra en la figura 5-7. Tiene una sola posición para la celda de la muestra y de referencia. El espectrofotómetro se calibra a cero y se estandariza con la solución de referencia en el compartimiento de la muestra. A continuación se retira la solución de referencia antes de determinar la absorbancia de la solución problema. El espectrofotómetro de doble haz tiene los mismos componentes que el espectrofotómetro de haz único, además de un haz de referencia y uno de muestra para corregir las variaciones de intensidad de la fuente luminosa. Hay dos tipos de espectrofotómetros de doble haz: los de doble haz en el espacio y los de doble haz en el tiempo. En los espectrofotómetros de doble haz en el espacio (fig. 5-15), los dos haces de igual intensidad que se forman por división de una fuente luminosa única viajan por trayectorias ópticas distintas a través de componentes duplicados. Dos detectores distintos pero igualados monitorean las intensidades de luz respectivas. El dispositivo de lectura compara la señal que produce cada detector y calcula la proporción entre las dos señales, que constituye una indicación del voltaje de salida. Los espectrofotómetros de doble haz en el tiempo (fig. 5-16) utilizan un cortador rotatorio o espejo para enfocar la luz que sale de las celdas de referencia y de la muestra sobre un solo detector, que determina la luz de salida como una mezcla de conjuntos de pulsaciones. A cada pulso del haz de referencia lo precede y sigue el pulso del haz de la muestra. Los espectrofotómetros de doble haz son más útiles cuando se requieren análisis espectrales porque automáticamente restan la transmisión luminosa a través de la solución de referencia a distintas longitudes de onda.

84 • QUIMICA CLINICA

Espej/(----------ill/-:~~:~: ...... : :

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Detector

1-------- --¡ '

·: ·: Celda de la muestra

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Divisor del haz

Lectura

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Fuente luminosa

Detector

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Celda de referencia Fig. 5-15.

Principales componentes de un espectrofotómetro de doble haz en el espacio.

Problemas analíticos

En las mediciones con espectrofotómetros se producen problemas analíticos por imprecisión en las determinaciones de absorbancia, ruido y desplazamiento, luces extrañas, falta de linealidad en la respuesta del instrumento, paso de banda ancho y por inexactitud al calibrar la longitud de onda. Para evitar lo anterior, es necesario calibrar el espectrofotómetro, lo cual se efectúa con materiales estándar que se adquieren del National Bureau of Standards.

DETERMINACION DE ABSORBANCIA

Las lecturas de absorbancia varían de uno a otro instrumento. Esto se evita midiendo la absorbancia de una solución estándar de concentración conocida y con base en esto se corrigen las absorbancias de las soluciones problema. En la práctica, en el laboratorio de química clínica se comparan las absorbancias re-

lativas de las soluciones problema contra las absorbancias de una solución estándar de concentración conocida. RUIDO Y DESPLAZAMIENTO

Los efectos de ruido y desplazamiento· generalmente se producen por defectos en el amplificador electrónico y el detector. Las fluctuaciones aleatorias en las lecturas de absorbanda, que se detectan con facilidad en el registrador gráfico, indican ruido. El desplazamiento provoca un cambio unidireccional lento. El grado de ruido y desplazamiento se verifica mediante la determinación de las absorbancias de soluciones estándar de dicromato de potasio. LUZ EXTRAÑA

La luz extraña se define como radiación electromagnética que llega al detector pero se encuentra fuera del paso deban-

Espej/(----------t~~+ill? -----------~ 1 1

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Celda de la muestra

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Divisor del haz ' ' '

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Fuente luminosa

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Celda de referencia Fig. 5-16.

Principales componentes de un espectrofotómetro de doble haz en el tiempo.

ESPECTROFOTOMETRIA 5 • 85

da ancho transnútido por el monocromador. La luz estándar por lo general provoca una desviación con respecto a la ley de Beer. Por tanto es necesario verificar que las radiaciones electromagnéticas distintas a las que indica el monocromadar no lleguen al detector. La luz extraña puede originarse por dispersión de la radiación debida a polvo, raspones de las superficies ópticas o fugas de luz extraña. Este fenómeno se observa más cuando las concentraciones del soluto son altas. Para deternúnar la presencia de luces extrañas se efectúa un examen usando filtros con puntos de corte muy definidos; normalmente la luz no atraviesa estos filtros a deternúnada longitud de onda. Si el espectrofotómetro indica transnúsión luminosa tras insertar el filtro en el compartinúento de la muestra, se supone que hay luces extrañas que llegan ai detector.

CALIBRACION DE LA LINEALIDAD

ESPECTROFOTOMETRIA DE ASSORCION ATOMICA La espectrofotometría de absorción atómica se emplea como método de referencia para analizar iones calcio, magnesio, cobre, zinc y otros. Los iones que se núden con mayor frecuencia son calcio y magnesio. La espectrofotometría de absorción atómica se basa en la absorción de radiación magnética por los átomos no excitados (neutros) en la flama. La radiación electromagnética consiste en una longitud de onda muy específica que se produce a partir de una lámpara de cátodo hueco (constituida por el mismo metal que se analiza). Este método es similar a la fotometría de flama porque los gases reductores de las flamas transforman los iones metálicos en átomos neutros. ·

El rango de concentraciones en el que se observa linealidad varía de uno a otro instrumento, incluso aunque el instrumento sea del núsmo modelo. Siempre es necesario deternúnar la linealidad con soluciones estándar de concentraciones diferentes a una longitud de onda conocida.

CALIBRACION DE LA LONGITUD DE ONDA

Se calibra la longitud de onda para verificar que las longitudes de onda que elija el monocromador correspondan a la lectura que aparece en el calibrador de longitud de onda del instrumento. Siempre que se cambia la fuente luminosa es necesario efectuar una calibración. Hay tres maneras de calibrar la longitud de onda. 2·6•7 En el primer método se utilizan filtros de didimio u óxido de holmio. El filtro de didimio produce máximos anchos característicos a 573, 586 y 685 nm. Por tanto se utiliza coil frecuencia para calibrar la longitud de onda de instrumentos con paso de banda ancho. El filtro de óxido de holmio tiene picos de absorción bien definidos a 241, 279, 287, 333, 361, 418, 453 y 637 nm, por lo que suele emplearse para calibrar la longitud de onda de instrumentos con paso de banda angosto. Los filtros, que se adquieren del National Bureau of Standards (NBS), se insertan al compartimiento de la muestra y se comparan los picos de absorción que se observan con los que indica la NBS. El segundo método se realiza sustituyendo la lámpara por una de mercurio, hidrógeno o deuterio (que es más precisa). Dicha lámpara se inserta en la posición de la fuente luminosa y el calibrador de longitud de onda del instrumento se ajusta aproximadamente a 2 nrn a ambos lados del pico, hasta que se obtiene la absorbancia máxima en el dispositivo de lectura. El mercurio tiene líneas de emisión fuerte a 254, 270, 302, 313, 334, 365, 405, 436 y 577 nrn. El tercer método se lleva a cabo utilizando soluciones puras que tienen picos de absorción característicos. La calibración suele efectuarse con soluciones estándar que producen picos característicos, Por ejemplo, una solución de Coéh · 6H20 en HCl al 1% tiene un máximo característico a 512 nrn y una solución de cloruro de holrnio produce máximos de absorción bien definidos a 241 y 361 nanómetros.

JyfJ

Jrr+ · Catión divalente

De gases reductores

Metal divalente (estado basal)

Una vez que los átomos en estado basal se encuentran en la flama, se ilunúna ésta con radiaciones electromagnéticas procedentes de la lámpara de cátodo hueco. Los átomos en estado basal absorben la energía electromagnética de la lámpara y efectúan transiciones electrónicas del estado basal al estado excitado Energía que procede de la lámpara de cátodo hueco

JyfJ Estado basal

Nf* *Estado excitado

Las radiaciones electromagnéticas que se transmiten y que no son absorbidas por los átomos en el estado basal llegan al monocromador. Este transnúte sólo una señal de energía radiante pura y un detector deternúna la reducción de intensidad luminosa del haz que procede de la lámpara de cátodo hueco. La disminución de intensidad es proporcional a la concentración del metal en la muestra. A las temperaturas de la flama casi 99.99% de los átomos se encuentran en estado basal. 3 Por tanto, la espectrofotometría de absorción atónúca es más sensible que la de flama.

Componentes

Los componentes de un aparato de espectrofotometría de absorción atónúca y los de un espectrofotómetro ultravioletavisible de buena calidad son similares en muchos aspectos. El monocromador, el detector y los dispositivos para lectura son idénticos. En la espectrofotometría de absorcíón atómica la lámpara de cátodo hueco sirve como fuente luminosa y la nube de átomos que produce el mechero sirve como celda. En la figura 5-17 se indican los componentes fundamentales de un espectrofotómetro de absorción atónúca.

86 • Ql0t.:CA CUNICA

---------f-------6 n---+-j o~orocf--~ L..,-~-,----1 ü

------~----------Fuente luminosa

¡

o

Prisma

Rejilla de

Cortador

ISpOSI IVO de lectura

difracción

UlJ. .

Atomizador de la muestra Fig. 5-17.

Componentes de un espectrofotómetro de absorción atómica de haz único.

LAMPARA DE CATODO HUECO (FUENTE LUMINOSA)

La función de la lámpara de cátodo hueco es suministrar radiación electromagnética de longitudes de onda específicas, que son características de las transiciones del elemento de su estado basal al estado excitado. Un cátodo cilíndrico está recubierto con metal puro que se va a-analizar. Este es diferente para cada metal que se analiza. Para el análisis de calcio, el cátodo está formado por calcio y la lámpara emite luz a 422.7 y 657 nm, y un triplete a 612 nm. El cátodo y el ánodo se encuentran dentro de una cámara a prueba de gases que contiene un gas monoatómico inerte, como helio o argón a baja presión. La ventana de la lámpara es de cuarzo o de algún vidrio especial para permitir el paso de las longitudes de onda adecuadas. Se aplica un potencial a través de los electrodos para producir electrones; éstos chocan con los átomos de gas y producen átomos de gas ionizado. La aceleración de los átomos de gas ionizados y el cátodo libera de manera continua átomos metálicos del cátodo en forma de nube atómica. Las colisiones del gas con átomos metálicos provocan excitaciones electrónicas y los átomos excitados resultantes emiten luz de diferentes longitudes de onda al regresar al estado basal. Para el calcio las reacciones son

Ca0 Estado basal

Ca0* *Estado excitado

Colisiones con el gas inerte

Ca0* *Estado excitado

absorción atómica sin flama son más sensibles. El atomizador en realidad forma parte del mechero que produce la flama. FLAMA

Los gases reductores en la flama reducen los iones metálicos de la muestra a átomos neutros. La flama es el componente más importante del espectrofotómetro de absorción atómica. Es necesario controlar el flujo de gases oxidantes y combustibles para producir una flama constante. CAMARA DE MEZCLADO

La aspersión fina o nebulización de la muestra se produce al mezclar ésta con un chorro de aire. Hay dos tipos de cámaras mezcladoras:7· 8 de premezclado y de consumo totaL En la cámara de premezclado los gases combustibles y la muestra se revuelven antes de que la mezcla penetre a la flama. Las gotitas entran al recipiente de desperdicios y la nebulización fina de átomos mezclados con el gas combustible y la mezcla de aire entran a la flama. En el quemador de consumo total toda la muestra penetra a la flama. En este tipo de cámara de mezclado, la muestra, el aire y el gas combustible se alimentan por separado a la flama. En la flama se producen gotas de gran tamaño de la muestra, lo que provoca una señal de ruido debido a dispersión luminosa. Por tanto las cámaras de premezclado son más convenientes.

Ca0 Estado basal

CORTADOR

+ 422.7 nm + 657 nm + triplete a 612 nm La transición de 422.7 nm se emplea para determinar el calcio porque es más intensa que cualquier otra. ATOMIZADOR

La función del atomizádor es reducir los iones metálicos a átomos metálicos en el estado basal. Esto se logra efectuando una dispersión fina de la muestra hacia la flama o mediante algún otro proceso (por ejemplo, térmico) en una atmósfera inerte. Los gases que producen flamas de alta temperatura son hidrógeno y acetileno. Los instrumentos de

El cortador consta de un disco rotatorio que se coloca entre la lámpara de cátodo hueco y el atomizador. El disco hace pulsar la radiación electromagnética procedente de la lámpara de cátodo hueco porque la corta a intervalos breves. La mayoría de los átomos en la flama absorben luz que procede de la lámpara de cátodo hueco. Sin embargo, algunos átomos se excitan por el calor y al regresar a su estado basal emiten luz de las mismas longitudes de onda que la lámpara de cátodo hueco. Por tanto, la luz que llega al detector es la suma de la luz (de la lámpara de cátodo hueco) que se transmite a través de la flama más la luz que emiten los átomos que se excitan en ella. El cortador divide las señales luminosas a intervalos breves. El- amplificador está afinado electró-

ESPECTROFOTOMETRIA 5 • 87

nicamente para reconocer las señales de pulsaciones que proceden de la lámpara de cátodo hueco y rechazar la luz continua que emiten los átomos en la flama. Cuando el cortador no se utiliza, es posible hacer que la radiación procedente de la lámpara de cátodo hueco pulse utilizando un modular que interrumpe la corriente que se suministra a la misma. MONOCROMADOR (COUMADOR)

Se utilizan prismas o rejillas con paso de banda angosto. La función del monocromador es permitir que la luz de determinada longitud de onda llegue al detector. DETECTOR

Generalmente se utilizan tubos fotomultiplicadores para medir la reducción de intensidad de las señales de pulsación que proceden de la lámpara de cátodo hueco. La reducción de la intensidad de las pulsaciones de luz es proporcional al número de átomos de elemento en la muestra. DISPOSITIVO DE LECTURA

El dispositivo de lectura puede ser un medidor o un registrador. La corriente resultante se transforma a unidades de absorbancia o concentración. Si se utiliza un medidor, la reducción de las pulsaciones de la señal de la lámpara catódica se invierte electrónicamente de manera que la lectura del medidor sea directamente proporcional a la concentración. Problemas analíticos

En espectrofotometría de absorción atómica los problemas analíticos se derivan principalmente de interferencias que reducen o aumentan el número de átomos en estado basal en la flama. Por lo general estas interferencias se deben a reacciones químicas, reacciones de ionización o problemas con la matriz de la muestra. Las interferencias químicas se producen cuando el elemento que se va a analizar se presenta térmicamente estable y no se disocia de manera eficaz en átomos neutros. Por ejemplo, el calcio y el magnesio forman complejos térmicamente estables con los iones fosfato . Estos complejos pueden disociarse añadiendo un exceso de estroncio o lantano (de preferencia) de manera que se formen complejos más fuertes con los iones fosfato que desplacen al calcio y al magnesio para efectuar la medición.9

Los complejos estables también se disocian utilizando flamas de alta temperatura (flama de óxido nitroso-acetileno). Sin embargo este método provoca ionización de átomos. Cuando se producen átomos ionizados en una flama de alta temperatura, los iones resultantes no absorben la luz incidente que procede de la lámpara de cátodo hueco. Esta interferencia origina una aparente reducción en la concentración del analito. Esta interferencia por ionización se corrige si se añade un exceso de algún elemento fácilmente ionizable,

como potasio, cesio o estroncio, a la muestra que se analizará. El exceso de electrones libres que libera el elemento fácilmente ionizable reduce los iones de interés al estado basal. La interferencia de ionización también se reduce disminuyendo la temperatura de la flama. Las interferencias de matriz ocurren debido a las diferencias de viscosidades y tensiones superficiales entre la muestra y el estándar. El problema de viscosidad se soluciona con el uso de estándares que tengan la misma matriz que la muestra. La interferencia de matriz también se produce cuando la muestra contiene una concentración salina elevada. Las muestras con concentración salina elevada utilizan gran parte de la energía de la flama para descomponer la sal, lo que reduce su efecto atomizador y produce valores aparentemente inferiores. Esta interferencia se evita diluyendo la muestra Aplicaciones

La espectrofotometría de absorción atómica generalmente se emplea para el análisis de elementos metálicos y como método de referencia. Los elementos que se analizan en forma rutinaria por este método son calcio, magnesio, cobre, zinc, cromo, mercurio y plomo.

FOTOMETRIA DE EMISION DE FLAMA La fotometría de emisión de flama se utiliza para determinar iones sodio, potasio y litio en líquidos biológicos. Estos iones pertenecen al grupo lA de la tabla periódica. En los últimos años muchos laboratorios clínicos han cambiado la fotometría de flama por un método de electrodo ion-selectivo para determinar sodio y potasio. El litio se deterinina principalmente mediante fotometría de flama, aunque también se usa la metodología de electrodos ion-específicos para su análisis. En la fotometría de emisión de flama se mide la radiación electromagnética que emite una pequeña fracción de los átomos excitados de la muestra (el metal) en la flama. Cuando se aspira una solución salina a la flama, los iones de la sal experimentan las siguientes reacciones: Gases reductores en la flama

M+----~

Flama

----

¡yfl Estado basal

~ *Estado excitado

Espontánea

¡yfl Estado basal

+

¡yfl* *Estado excitado

hv emisión lwninosa

La flama tiene dos funciones. Primero, sus gases reductores (monóxido de carbono y radicales libres) transforman los iones metálicos (W) en átomos neutros (lYfl). En segundo lugar, la flama proporciona la energía térmica necesaria para la transición de los electrones en el estado basal (orbital s) a estados excitados (orbitales p o d). Un electrón en estado excitado es inestable, regresa con rapidez al estado basal original y emite la energía absorbida en forma de luz (hv) de una longitud de onda específica, que es característica del elemento. Como existen varios estados excitados posibles,

88 • QUIMICA CLINICA

cuando. el electrón regresa al estado basal en ocasiones produce más de una línea de emisión. La línea más intensa se produce por la transición de un electrón del estado excitado inferior (orbital p) al estado ba-:sal (orbital s). Para litio, sodio y potasio, las transiciones intensas serían 2p ~ 2s (671 nm), 3p ~ 3s (589 nm) y 4p ~ 4s (767 nm), respectivamente. La luz emitida durante estas transiciones se mide mediante fotometría de flama. Componentes

tubo fotomultiplicador, rechazando el espectro de la flama. Se utilizan monocromadores como filtros de interferencia, filtros de corte, prismas o rejillas, aunque los filtros de interferencia son los más empleados. Debido a que en la espectrometría de flama se utiliza un estándar interno, se requieren dos monocromadores. Uno de ellos aísla el espectro de línea del estándar interno y el otro aísla el espectro de línea del elemento que se analizará. Como a menudo el sodio y el potasio se determinan simultáneamente en la misma muestra, el instrumento requiere de tres monocromadores.

En la figura 5-18 se muestran los principales .componentes de un fotómetro de flama. ATOMIZADOR

El atomizador se emplea para dispersar la muestra y formar una nebulización, que se inyecta a la flama. La muestra se aspira insertando el extremo inferior de un tubo capilar en el recipiente que la contiene y haciendo pasar un chorro de aire a través del extremo superior de dicho tubo . La presión reducida que genera la corriente de aire hace que la muestra se aspire hacia el atomizador a través del tubo capilar. FLAMA

La flama evapora el disolvente de la muestra y produce sales secas que experimentan las diversas reacciones descritas antes para la espectroscopia de absorción atómica. SUMINISTRO DE GAS Y AIRE

DETECTOR LUMINOSO

Con frecuencia se utiliza un tubo fotomultiplicador como detector, ya que amplifica las señales débiles varias veces, tiene tiempo de respuestarápido y es resistente a la fatiga. Los fotómetros de flama que se emplean en los laboratorios clínicos para detectar Na+, K+ y Li+ en suero usan celdas de capa de barrera porque resultan bastante adecuadas. DISPOSITIVO DE LECTURA

El dispositivo de lectura es un medidor o registrador. Está calibrado para indicar la concentración del elemento presente en el estándar, el control o el problema. Se aspira un estándar interno a velocidad fija tanto con la solución estándar como con la muestra y la cuantificación posterior de la muestra se basa en los factores de respuesta relativa (RR), en oposición a los factores de respuesta absoluta de la detección. La concentración del problema que se calcula en el dispositivo de lectura se basa en la siguiente fórmula:

Para el análisis de metales alcalinos mediante fotometría de flama se utiliza una mezcla de propano y aire. La temperatura de la flama es aproximadamente 1 950°C. Es necesario mantener una proporción constante y adecuada de propano y aire con reguladores de presión. MONOCROMADORES

El monocromador permite que sólo el espectro de línea que emite el elemento que se está investigando choque con el

Concentración del problema

RRproblema concentración del RR estándar x estándar

Concentración del problema Intensidades de emisión del problema/estándar interno intensidad de emisión del estándar/estándar interno x concentración del estándar

Amplificador

Rendija

Prisma

Reiilla de Rendija difracción

Monocromador

1::1 1::1 ~

Muestra Fig. 5-18.

Componentes de un fotómetro de flama.

1-----rn Dispositivo de lectura

ESPECffiOFOTOMETRIA 5 • 89

En la ecuación anterior RR se refiere a la relación entre la intensidad de emisión del elemento que se está midiendo y la intensidad de emisión del estándar interno.

que la punta del quemador se ocluya parcialmente con el uso repetido; por tanto, es necesario limpiarlo en forma periódica CONTAMINACION

Preparación de la muestra

La determinación de iones sodio y potasio en líquidos corporales se lleva a cabo diluyéndolos con una solución que contiene una baja concentración de detergente y algún estándar interno como litio. El estándar interno corrige las fluctuaciones de temperatura o de proporción de la muestra. Si el paciente recibe litio con fines terapéuticos~ puede utilizarse cesio como estándar interno para determinar el litio. La intensidad de luz que emite el elemento en la muestra y el estándar interno depende del número de átomos neutros de los mismos en la flama Cada vez que se aspira muestra a la flama se detectan dos señales: una para el elemento que se va a analizar y la otra para el estándar interno. La proporción entre la intensidad de la muestra y la intensidad del haz de referencia se utiliza para calcular la concentración del elemento en la muestra Un estándar interno debe cumplir los siguientes criterios: 9 l. Normalmente no debe estar presente en líquidos biológicos (p. ej., no puede utilizarse K" como estándar interno para determinación de Na+ en plasma). 2. Las energías de excitación del estándar interno y las del elemento que se analiza deben estar cercanas. Así, cualquier cambio en la temperatura de la flama afectará de la misma manera ambos elementos. 3. Las líneas de emisión del estándar interno y del elemento que se analiza deben estar bien separadas para que las mediciones sean más exactas. Cuando se utiliza un estándar interno, los cambios leves en la velocidad de aspiración de la muestra, atomización, viscosidad y temperatura de la flama, no afectan a los átomos excitados en la misma. Problemas analíticos

Con frecuencia, la contaminación del agua, del material de vidrio o de las soluciones estándar con iones sodio o potasio es una fuente de error en fotometría de flama. Los radicales, como el cianuro, emiten radiación similar a la de los iones metálicos y ésta produce incrementos erróneos en la intensidad de los iones metálicos. DEPOSITOS DE PROTEINA

Con el transcurso del tiempo las proteínas del suero forman un recubrimiento en las paredes internas del atomizador. Si éste no se limpia en forma periódica con una solución, la acumulación de proteínas afectará el proceso de atomización. LINEAS CONTAMINADAS CON GAS O AIRE Y MECHEROS

La suciedad se reconoce por la aparición de destellos de luz amarillenta y brillo rojizo en la flama, en ausencia de aspiración de la muestra. Esto se remedia colocando lana de vidrio en las líneas de gas y lavando el quemador. APUCACIONES

La fotometría de flama se utiliza para analizar los iones metálicos del grupo IA de la tabla periódica. Por tanto, esta técnica permite determinar los iones sodio, potasio, litio y cesio.

FLUORIMETRIA En la figura 5-19 se muestra lo que ocurre a un electrón en una molécula tras absorber energía (fotones). En su estado natural,7· 10•13 la molécula se encuentra en estado basal y los electrones con espines opuestos (estado de singulete) ocupan

TEMPERATURA DE LA FLAMA

La flama debe mantenerse a temperatura constante regulando de manera adecuada tanto la inyección de combustible, como de gas. Las variaciones en la proporción de combustible con respecto a aire hacen descender la temperatura de la flama o la elevan y reducen o aumentan, respectivamente, el número de átomos excitados. Cuando se excita un menor número de átomos, la sensibilidad de la medición se reduce. Cuando se excitan más átomos a temperatura más alta, la sensibilidad aumenta. Sin embargo, a temperaturas muy altas se produce ionización. Los metales iónicos emiten líneas a diferentes longitudes de onda que los átomos neutros.

To -¡o E

F

ATOMIZADOR

La velocidad a la cual se aspira muestra hacia la flama debe controlarse con cuidado. Cuando la velocidad de atomización es alta, la temperatura de la flama desciende y se depositan residuos salinos en la punta del quemador. Es probable

Fig. 5-19. Representación de la emisión de fluorescencia. S0 =estado basal con tres niveles de energía vibracional; S1 =primer estado excitado con tres niveles de energía vibracional; E= proceso de excitación; O = desactivación vibracional sin radiación; F = emisión de fluorescencia.

90 •

QUIMICA CUNICA

el nivel vibracional inferior de dicho estado. Si se suministra energía (fotones) a la molécula, uno de los electrones 1t la absorbe y se excita al nivel energético vibracional más alto del primer estado excitado. El electrón excitado pierde con rapidez parte del exceso de energía mediante colisiones con otras moléculas o por modos energéticos, como vibración o rotación, y regresa al nivel vibracional inferior del primer estado excitado. Por tanto la energía del electrón el estado excitado inferior es menor que la energía que se requirió originalmente para excitar la molécula. Este electrón regresa a uno de los niveles vibracionales del estado basal en un lapso de 1Q-9 a 10-s segundos5 y emite un fotón de luz. Dicha emisión se denomina fluorescencia. Como la energía que se desprende por fluorescencia es inferior que la que se requiere para la excitación inicial del el~ctrón, la longitud de onda de la luz fluorescente es más larga. El electrón regresa al nivel vibracional inferior del estado basal mediante colisiones moleculares. Se observa fluorescencia en las moléculas que tienen dobles enlaces conjugados o cuando los electrones de los dobles enlaces quedan fácilmente accesibles por la presencia de grupos como -NHz en la molécula.

luz monocromática. En la figura 5-20 se indican los componentes fundamentales de un espectrofluorímetro. Estos componentes son prácticamente iguales a los que se utilizan en espectrofotometría de absorbancia. La principal diferencia es el número de monocromadores y la manera en que estos componentes se ordenan para separar la radiación que se emite de la radiación que se absorbe. FUENTE LUMINOSA

La intensidad de la luz emitida es proporcional a la intensidad de la luz que la molécula absorbe. Por tanto con frecuencia se utilizan fuentes de luz brillante, como lámparas de mercurio o de arco de xenón. De las dos, la segunda es popular en fluorímetros para detección de longitudes de onda, ya que produce emisiones continuas mucho más brillantes de 200 a 800 nm. Debido a la naturaleza continua del espectro, la longitud de onda que se desea se elige mediante un prisma o una rejilla. Las lámparas de arco de mercurio se usan en fluorímetros de filtro. El espectro de líneas característico que produce la lámpara de arco de mercurio se emplea para la excitación.

Componentes

La fluorescencia se mide con fluorímetros o con espectrofluorímetros. En un fluorímetro se produce luz monocromática utilizando filtros de interferencia o de vidrio. En un espectrofluorímetro se utilizan prismas o rejillas para producir

MONOCROMADOR PRIMARIO

El monocromador primario puede ser una rejilla de difracción, un prisma que se coloca en:tre rendijas (como en los espectrofluorímetros) o un filtro que se coloca entre rendijas

Prisma o rejilla de difracción

1

•• " ,'"'"

Prisma o rejilla de difracción

,."

Monocromador secundario ·

)lt\

Jll\

i ~ '. \ f

1 ''

---~---

Detector

r-------1

RendiJ·a de salida

--l~,----Registrador

Fig. 5-20.

Componentes de un espectrofluorímetro.

ESPECTROFOTOMETRIA 5 • 91

(como en un fluorímetro de filtro simple). El monocromador primario aísla una porción angosta del espectro a cualquier longitud de onda. Permite el paso de radiación de la frecuencia deseada para excitar la muestra. DISPOSITIVO PARA LAS MUESTRAS

Como el vidrio absorbe la radiación ultravioleta, en general se utilizan celdas de cuarzo. El compartimiento para las celdas suele ser oscuro. El color oscuro reduce al mínimo la dispersión de radiación que llega al tubo fotomultiplicador. MONOCROMADOR SECUNDARIO

Como la luz fluorescente se emite de igual forma en todas direcciones, el monocromador secundario suele ubicarse en un ángulo de 90 grados con respecto a la trayectoria de la luz de salida. Así, se reduce al mínimo la cantidad de radiación de excitación primaria y de luz reflejada en la superficie de la celda que llega al detector. Este monocromador también tiene una rejilla de difracción, un prisma o un filtro entre las rendijas. El filtro secundario o monocromador elige la radiación fluorescente emitida que llega al detector. ANGULO EN QUE SE COLOCA EL DETECTOR 'LUMINOSO

El detector, que es un fototubo o un tubo fotomultiplicador, normalmente se coloca en un ángulo de 90 grados con respecto a la trayectoria de la luz de salida. También puede colocarse en ángulos agudos para medir la fluorescencia de la superficie frontal de sólidos, soluciones túrbidas, etcétera.

CONCENTRACION

La fluorescencia es directamente proporcional a la concentración sólo en soluciones muy diluidas. Sin embargo, a altas concentraciones se produce amortiguación (reducción de la intensidad de la fluorescencia). Este fenómeno ocurre en soluciones concentradas porque la luz emitida antes de salir de la celda puede ser absorbida por otras moléculas del compuesto que se investiga y el aumento en las colisiones moleculares puede provocar disipación de la fluorescencia que se emite.

pH Es necesario controlar el pH de la solución. Los cambios de pH provocan alteraciones de carga molecular y por tanto modifican la fluorescencia, Se observa un aumento en la fluorescencia cuando el cambio del pH produce mayor estabilización por resonancia. De manera similar, se detecta disminución de la fluorescencia cuando el cambio del pH produce desestabilización de resonancia. TEMPERATURA

Las colisiones de las moléculas en solución aumentan a altas temperaturas y se reducen a temperaturas inferiores. El aumento de colisiones moleculares provoca disipación de la energía fluorescente en forma de calor y por tanto reduce la fluorescencia. A baja temperatura, el menor número de colisiones entre las moléculas origina más fluorescencia. Es necesario determinar la fluorescencia de los estándares, controles y las muestras de los pacientes a temperatura constante. VISCOSIDAD

LECTURA

El haz fluorescente que choca con el tubo fotomultiplicador se transforma en una señal eléctrica que se lee en un medidor o registrador. Esta lectura se conoce como intensidad fluorescente. Las curvas de calibración se preparan gra:fi.cando la fluorescencia relativa contra la concentración de estándares de concentración conocida. En soluciones diluidas, las curvas estándar son lineales y la cantidad de fluorescencia es directamente proporcional a la concentración del compuesto fluorescente. La concentración del compuesto problema se calcula con un solo estándar: Concentración = del problema Fluorescencia del problema- fluorescencia del blanco Fluorescencia del estándar - fluorescencia del blanco X

concentración del estándar

Las colisiones de las moléculas se reducen en disolventes viscosos. Por tanto, la fluorescencia de una muestra aumenta conforme la viscosidad del disolvente se incrementa. IMPUREZAS

Se observa amortiguación cuando la solución está contaminada con sustancias extrañas, como dicromato, oxígeno y grasa para llave de buretas. Sensibilidad/especificidad

Los métodos de fluorescencia son muy sensibles (en general de 10 a 100 veces más que los métodos de absorción), lo que permite determinar cantidades de compuestos fluorescentes del orden de nanogramos y picogramos (ensayo imnunofluorescente). Además, los métodos fluorescentes son muy específicos. Los compuestos que interfieren no afectan la determinación de compuestos en investigación, siempre y cuando se midan espectros de emisión que aparezcan a diferentes longitudes de onda.

Problemas enclíticos

Aplicaciones

Diversos factores como concentración, pH, temperatura, visco~ sidad e impurezas influyen en la intensidad de la fluorescencia.

La espectrofluorimetría tiene amplia aplicación en química clínica, especialmente cuando se requiere alta sensibilidad.

92 • QUIMICA CUNICA

Esta técnica es útil para medir compuestos fluorescentes (porfirinas, hormonas, aminoácidos como tirosina y triptófano, vitaminas, etc.). También se emplea para medir compuestos no fluorescentes que se hacen fluorescentes por derivatización (estrógenos). Las técnicas fluorescentes se aplican para análisis cualitativo y cuantitativo de fármacos que se separan por cromatografía de líquidos de alto rendimiento. Algunos compuestos fluorescentes que se separan por cromatografía de capa fina se identifican por su fluorescencia característica.

RESONANCIA MAGNETICA NUCLEAR Los núcleos como 1H, 13 C y 31 P se comportan como pequeños imanes. Por tanto producen un campo magnético a lo largo de su eje rotacional. Si estos núcleos se colocan en un campo magnético externo, se alinean de dos formas posibles: en dirección paralela al campo magnético externo (forma de baja energía) o en dirección antiparalela al mismo (forma de alta energía). Se observa un ligero exceso de núcleos en el estado energético inferior. Si los núcleos de la muestra se irradian con la radiofrecuencia adecuada, los núcleos en el estado de energía inferior absorben una pequeña cantidad de energía y se trasladan al estado de energía superior. El instrumento de resonancia magnética nuclear (RMN) registra cualquier absorción de pequeñas cantidades de energía o la liberación subsecuente de energía de los núcleos Y La espectroscopia de RMN es una de las herramientas más importantes para obtener información estructural de compuestos orgánicos. Por su naturaleza no penetrante y no destructiva se utiliza para observar la evolución del metabolismo en sistemas vivos. 13 En resonancia magnética nuclear se usan los núcleos 1H, 13C y 31 P para estudiar el metabolismo de carbohidratos, aminoácidos y fosfatos de alta energía. Isótopos como 2H, 1"F y 23N se emplean para estudiar el flujo sanguíneo, la anestesia y los gradientes de concentración de iones extracelulares e intracelulares. 14 Las imágenes por resonancia magnética nuclear son una herramienta diagnóstica sensible y rutinaria para el estudio del sistema nervioso central de otras partes del organismo. 3 Se produce contraste de imágenes según la diferencia de densidades de protones o los tiempos de relajación de protones en diferentes partes u órganos del cuerpo. Los tiempos de relajación con frecuencia difieren en el mismo órgano cuando el tejido es normal o anormal, especialmente en el caso de enfermedades malignas.

-----------------RESUMEN

La mayoría de los instrumentos en el laboratorio clínico utilizan la radiación ultravioleta y visible para efectuar la determinación cualitativa y cuantitativa de analitos. La región ul-

travioleta es de alta energía y abarca el rango de longitudes de onda de 195 a 380 nm. La región visible abarca el rango de longitudes de onda de 390 a 780 nanómetros. Cuando un haz de radiación electromagnética choca contra una celda que contiene una solución de alguna sustancia que absorbe luz, la solución absorbe parte de la luz y transmite algo de ella. La transmitancia es la relación entre la cantidad de luz transmitida ([) a través de la muestra al detector con respecto a la cantidad de luz que choca contra la muestra (lo). En general esto se indica como porcentaje, por ejemplo %T = 1/Io X 100%. La relación entre %T y la concentración (C) es inversa y logarítmica. La absorbancia (A) se define como log liT. La relación entre la absorbancia, %T, y la concentración se expresa mediante la ley de Beer. Según esta ley, la absorbancia es directamente proporcional a la concentración y forma una línea recta cuando se grafica en papel milimétrico. La relación matemática de la ley de Beer entre la energía radiante, la concentración y la longitud de la trayectoria ([) es A = log !off= ele, en donde e es una constante de proporcionalidad que se denomina coeficiente de absorción molar. Generalmente las desviaciones de la ley de Beer se deben a problemas analíticos o instrumentales. Se detecta de inmediato que una solución no sigue la ley de Beer al observar que en la curva estándar hay una desviación con respecto a la relación directa entre la absorbancia y la concentración. La espectrofotometría consiste en medir la cantidad de radiación electromagnética que se transmite a través de una solución. Todos los espectrofotómetros contienen prácticamente los mismos componentes internos, aunque están ordenados de manera distinta según el tipo de instrumento. Estos componentes son: fuente luminosa, monocromador, celda para la muestra, detector y dispositivo de lectura. La fuente luminosa proporciona un haz de luz que atraviesa el monocromador. Este aísla el rango de longitudes de onda que se requiere (luz monocromática) mediante un filtro, una rejilla de difracción o un prisma, en combinación con rendijas de entrada y salida. La luz monocromática se dirige hacia el receptáculo de la muestra, en el cual se encuentra una celda que contiene la solución. Esta celda es de vidrio, cuarzo o plástiéo transparente. La elección de la celda depende del tipo de radiación electromagnética que se utilice para el análisi~. La luz que se transmite a través de la celda llega al detector y éste la convierte· en corriente eléctrica. Se utilizan cuatro tipos de detectores para medir la luz transmitida: celda de capa de barrera, fotodiodo de silicón, fototubo y tubo fotomultiplicador. La magnitud de la corriente eléctrica del detector se estima con un medidor, dispositivo para lectura digital o registrador en unidades de absorbancia, de porcentaje de transmitancia y, ocasionalmente, en unidades de concentración. El espectrofotómetro de un solo haz consta de un solo haz y componentes asociados. Tiene una posición única para las celdas de muestra y de referencia. El espectrofotómetro de doble haz tiene los mismos componentes que el de un solo naz, pero cu~n.ta con un haz de referencia y otro para la muestra, con··el fin de corregir las variaciones de intensidad de la fuente luminosa. Se producen problemas analíticos en las mediciones efectuadas con espectrofotómetros debido a inexactitudes en

ESPECTROFOTOMETRIA 5 • 93

las mediciones de absorbancia, ruido y desplazamiento, luces extrañas, no linealidad de la respuesta del instrumento, paso de banda ancho e inexactitud en la calibración de la longitud de onda. Para evitar estos fallos es necesario calibrar el espectrofotómetro con materiales estándar. La espectrofotometría de absorción atómica consiste en que los átomos neutros en una flama absorben radiaciones electromagnéticas. Estas últimas son longitudes de onda muy específicas que se producen en una lámpara de cátodo hueco (formada por el mismo metal que se analiza). La espectrofotometría de absorción atómica se utiliza como método de referencia para el análisis de iones calcio, magnesio, cobre, zinc y otros. Los componentes de un espectrofotómetro de absorción atómica y los de un espectrofotómetro UV-visible de buena calidad son similares en muchos aspectos. El monocromadar, el detector y los dispositivos para lectura son idénticos. En la espectrofotometría de absorción atómica se utiliza como fuente luminosa una lámpara de cátodo hueco y la nube de átomos que produce la flama sirve como celda. Con la fotometría de emisión de flama se efectúan mediciones de la radiación electromagnética que emite una pequeña fracción de átomos excitados de la muestra (metal) en la flama. Como un electrón en estado excitado es inestable, regresa con rapidez al estado basal emitiendo la energía absorbida en forma de luz con longitud de onda específica, característica de cada elemento. La fotometría de flama se utiliza para el análisis de iones sodio, potasio y cesio. En flilorimetría, algunos compuestos orgánicos absorben energía luminosa de longitud de onda corta y se excitan a un nivel energético superior. Las moléculas excitadas pierden rápidamente una porción de su exceso de energía por colisiones o modos rotacionales o vibracionales y reemiten la porción restante de energía en forma de luz de longitud de onda más larga que la que absorbieron originalmente. Esta luz emitida (fluorescencia) se aísla y se determina su intensidad. La intensidad de la fluorescencia es proporcional a la concentración del compuesto fluorescente en la celda. Los componentes de un fluorímetro son prácticamente iguales a los del espectrofotómetro. La principal diferencia reside en el número de monocromadores y el orden de los componentes que se utilizan para separar la radiación emitida de la radiación absor' ·;1a. En la resonancia magnética nuclear se coloca una muesna en un campo magnético externo y se irradia con determii:lada radiofrecuencia. Como resultado, parte de los núcleos en el estado de energía inferior absorben una pequeña cantidad de energía y se desplazan al nivel de energía superior. El mstrumento de resonancia magnética nuclear registra ya sea ta absorción de esta pequeña cantidad de energía o la libera-

ción subsecuente de energía de los núcleos. La espectroscopia de resonancia magnética nuclear st Jtiliza para el análisis cualitativo y cuantitativo de compuestos orgánicos. Aún se encuentra en sus primeras etapas como herramienta analítica clínica. Las imágenes por resonancia magnética nuclear son una herramienta diagnóstica sensible y rutinaria para estudios del sistema nervioso central y otras partes del organismo.

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OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

procedimiento, pasos analíticos, ventajas, desventajas y aplicaciones en el laboratorio: Ensayo Inmunológico fluorescente con sustrato marcado Ensayo Inmunológico con polarización fluorescente

• Definir los siguientes términos relacionados con los principios del ensayo Inmunológico: Antígeno Anticuerpo Sitio de enlace del anticuerpo Determinante antlgénlco Especlftcldad Hapteno Afinidad

• Describir tres métodos generales de ensayo Inmunológico. e Describir las siguientes técnicas que usan marcadores radiactivos en términos de procedimiento, pasos analíticos, ventajas, desventajas y aplicaciones en el laboratorio: Ensayo radlolnmunológlco Ensayo radlolnmunométrlco

* Describir las siguientes técnicas que utilizan marcadores enzlmáticos en términos de procedimiento, pasos analíticos, ventajas, desventajas y aplicaciones en el laboratorio: Ensayo Inmunoabsorbente ligado a enzimas Técnica de ensayo Inmunológico por multiplicación enzlmótlca

o Describir las siguientes técnicas que emplean marcadores fluorescentes en términos de 94

• Describir la forma correcta de obtener muestras y la técnica para manejarlas en ensayos Inmunológicos. • Discutir el uso de las sondas de DNA como procedimiento analítico.

CONTENIDO DEL 'CAPITULO INTRODUCCION Reacciones antígeno-anticuerpo Reacciones de enlace competitivo MARCADORES RADIACTIVOS Ensayo radioinmunológlco Reactivos Protocolos de análisis y métodos de separación Detección CuNa estándar Automatización Ventajas y desventajas Aplicaciones de laboratorio

Ensayo radiolnmunométrlco Reactivos CuNa estándar Ventajas y desventajas Aplicaciones de laboratorio

ENSAYO INMUNOlOGICO Y PRINCIPIOS RElACIONADOS 6 • 95

MARCADORES ENZIMATICOS Ensayo lnmunoabsorbente ligado a enzimas Reactivos Ensayos de enlace competitivo Ensayos no competitivos Ventajas y desventajas Aplicaciones de laboratorio

Técnica de ensayo inmunológico por multiplicación enzlmáHca Reactivos Cálculos Ventajas y desventajas Aplicaciones de laboratorio

embargo, el uso de radioisótopos constituye un problema por lo que respecta a medidas especiales de seguridad para su manejo y desecho. A medida que se adquiere conciencia de los peligros de los radioisótopos y hay preocupación por ellos, se formulan leyes más estrictas que pronto limitarán su empleo. En consecuencia, la popularidad de los ensayos inmunoenzimáticos ha aumentado. En estos procedimientos se emplean enzimas como marcadores y reacciones enzima-sustrato para cuantificar la molécula de interés. Algunos avances recientes en ensayos inmunológicos incluyen el uso de compuestos presentes como marcadores, o el de sustratos fluorigénicos en ensayos inmunoenzimáticos.

REACCIONES ANTIGENO-ANTICUERPO MARCADORES FLUORESCENTES Ensayo lnmunofluorescente con sustrato marcado Ventajas y desventajas Aplicaciones de laboratorio

Ensayo Inmunológico con polarización fluorescente Ventajas y desventajas Aplicaciones de laboratorio

!:

RECOLECCION Y MANEJO DE MUESTRAS SONDAS DE DNA RESUMEN

INTRODUCC ION ensayos inmunológicos son procedimientos en los cuales anticuerpos como reactivos enlazantes "específipruebas se ejecutan en la mayoría de los laborato·:;¡~ clínicos para cuantificar o determinar la presencia de fár;::;cos terapéuticos y no terapéuticos, diversas sustancias D;)i.ógicas, sustancias infecciosas o anticuerpos de respuesta e&~ huésped en el suero, en la orina y en el líquido cefalorra~:::deo. El principio de estos análisis es que se produce un en~e reversible específico entre un antígeno y el anticuerpo ,z~.urespondiente, y esta interacción da lugar a un complejo e:::= puede diferenciarse del ligando enlazado o "libre" (cualc::.:er molécula que forme un complejo específico con otra =. ill~écula). Para medir esta interacción o formación de com; 2~jo se aparean diversos marcadores en forma covalente a li:---¡,dos, lo que permite detectar y cuantificar la molécula de ::::::=rés. Durante años los marcadores de elección han sido ra,~~úclidos, que se cuantifican determinando su radiactivi~ - La prueba se conoce como ensayo radioinmunológico, la != p-fean la mayoría de los laboratorios clínicos y proporciona ~='"~lados exactos, sensibles, específicos y reproducibles. Sin !_,e:;

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Para ayudar a la comprensión general de los principios de ensayo inmunológico, es necesario definir varios términos que se van a emplear en el capítulo. En particular, la palabra antígeno con frecuencia se toma como sinónimo de inmunógeno. El inmunógeno es una sustancia que, al introducirse a una especie en particular, estimula la respuesta inmunitaria y la producción de inmunoglobulinas, o anticuerpos, que reconocen al inmunógeno y se enlazan con él. El inmunógeno estimula la producción de anticuerpos, en contraste con el antígeno, que sólo se combina con uno o más anticuerpos. La parte de la molécula del anticuerpo que hace contacto con el antígeno durante la reacción antígeno-anticuerpo se llama sitio de enlace del anticuerpo. La porción del antígeno que se combina con el sitio de enlace del anticuerpo se llama determinante antigénico. Esta es una estructura química tridimensional presente en el antígeno que determina la especificidad de la reacción antígeno-anticuerpo. La especificidad de una reacción antígeno-anticuerpo es el grado en el cual el anticuerpo se enlaza con determinado antígeno (por ejemplo, un antígeno homólogo) y no se enlaza con moléculas estructuralmente similares. Un antígeno heterólogo es una molécula con estructura si,milar que participa en una reacción inespecífica antígeno-anticuerpo más débil, que se denomina reacción cruzada. Un antígeno de masa molecular alta puede tener más de un determinante antigénico, como ocurre con la hormona gonadotropina coriónica humana, lo que le permite reaccionar con diversas moléculas y anticuerpos. Un hapteno es una molécula de bajo peso molecular (menor de 20 000 daltons), como un fármaco que actúa como determinante antigénico único. No provoca la respuesta de anticuerpos al ser inyectada a un animal, a menos que esté aunada a un portador macromolecular. La fuerza del enlace entre un determinante antigénico de un antígeno o hapteno y el sitio de enlace de un solo anticuerpo se denomina afinidad del anticuerpo. La afinidad es la suma de las fuerzas de atracción y repulsión entre el anticuerpo y su antígeno correspondiente. La afinidad de enlace de un anticuerpo se expresa en términos de la constante de equilibrio K, ya que el enlace no covalente entre el anticuerpo y el antígeno es reversible. K representa la cantidad aproximada de anticuerpo y antígeno que se encontrará en forma de complejo en determinado momento tras la mezcla inicial y la incubación de concentraciones conocidas de antígeno y anticuerpo. Según la ley de acción de masas, K = [complejo Ab-Ag]/[Ab][Ag]. K también es igual a la velocidad de reac-

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ción hacia la derecha k¡ (asociación que se debe a fuerzas de atracción), dividida por la velocidad de reacción inversa k2 (asociación que se debe a fuerzas de repulsión). K= k¡/k2 = [Ab-Ag]/[Ab][Ag]. k¡

Anticuerpo + antígeno::;:!:: complejo antígeno-anticuerpo ~

REACCIONES DE ENLACE COMPETITIVO Con frecuencia se utilizan reacciones de enlace competitivo en diversos procedimientos para ensayo inmunológico. El principio de estas reacciones es que el enlace entre el antígeno y el anticuerpo (específico para dicho- antígeno) se produce en proporción a la concentración de antígeno del estándar, el control o la muestra problema. No todo el antígeno se enlaza, ya que compite con una cantidad fija de antígeno marcado por un número limitado de sitios para enlace con el anticuerpo. En ensayos competitivos se establecen varias suposiciones ideales: 1) que los antígenos y los anticuerpos son homogéneos y su interacción reversible alcanzará el equilibrio, 2) que el marcador del antígeno no interfiere de ninguna manera con la interacción antígeno-anticuerpo, 3) que el anticuerpo y el antígeno sólo pueden formar complejos bimoleculares (es decir, que tanto el antígeno como el anticuerpo son univalentes) y 4) que los complejos antígeno-anticuerpo pueden separarse totalmente del antígeno libre marcado. Las desviaciones de estas condiciones ideales sólo cambian ciertos detalles sin interferir con las propiedades generales de los ensayos de reacciones inmunológicas competitivas.

---~---MARCADORES RADIACTIVOS ENSAYO RADIOINMUNOLOGICO El ensayo radioinmunológico (RIA) es una técnica inmunológica en la que se utilizan radioisótopos para detectar antígenos o an¡icuerpos en líquidos biológicos. Fue desarrollada por Yalow y Berson en 1959 1 con base en la observación de que la reacción entre anticuerpos solubles y antígenos da lugar a un precipitado antígeno-anticuerpo o a un agregado insoluble en condiciones óptimas. En el método de ensayo radioinmunológico se incorpora una reacción de enlace competitivo, en la cual una cantidad fija de antígeno marcado radiactivamente y antígeno de la muestra compiten por un número limitado de sitios de enlace específicos con el anticuerpo. Tanto el antígeno marcado como el no marcado se enlazan con el anticuerpo y forman complejos precipitables. Los antígenos marcados radiactivamente, tanto libres como enlazados, se separan y a continuación se determina la radiactividad del radioisótopo enlazado. El porcentaje de antígeno mateado radiactivamente que se precipita disminuye a medida que la concentración de antígeno no marcado en la muestra aumenta. Por tanto, la concentración de antígeno en la muestra pro-

blema se relaciona inversamente con la cantidad de radiactividad de la fracción enlazada. 2 Reactivos

Los anticuerpos reactivos que se utilizan para ensayo radioinmunológico por lo general están unidos a soportes sólidos, como tubos de plástico o perlas de poliestireno. Los anticuerpos reconocen específicamente el antígeno o hapteno (por ejemplo, algún fármaco o alguna hormona esteroide de peso molecular bajo que sea de interés). Los anticuerpos reactivos se caracterizan como policlonales (una mezcla de anticuerpos purificados que reconocen diferentes determinantes antigénicos de un antígeno, la misma porción del antígeno con distinta afinidad o ambas) o monocionales (una solución que contiene moléculas de anticuerpos idénticos que reconocen un solo determinante antigénico). 3 El antígeno radiomarcado o hapteno es una molécula purificada que se marca covalentemente con un radioisótopo. El radioisótopo que se emplea con mayor frecuencia es yodo 125 [ !], el cual, por razones de seguridad, no puede utilizarse a concentraciones superiores a 0.5 Jl.Ci/tubo. Los paquetes comerciales para ensayo radioinmunológico utilizan soluciones amortiguadoras como diluyentes que en general contienen EDTA, albúmina de suero de bovino (BSA) para reducir enlaces inespecíficos y un preservativo. Los estándares y controles son materiales que se obtienen de fuentes humanas, azida de sodio y una determinada concentración de antígeno, hapteno o anticuerpo antigénico de interés. Muchos estuches para ensayo radioinmunológico y otros ensayos inmunológicos contienen componentes de fuentes humanas que pueden considerarse como material potencialmente infeccioso y ninguna prueba ofrece la seguridad total de que los productos que se derivan de fuentes humanas no transmitan infecciones. Se recomienda que estos reactivos y muestras humanas se manejen y desechen siguiendo técnicas asépticas de laboratorio. Algunos reactivos también contienen azida de sodio, que puede reaccionar con tubería de plomo y cobre para formar azidas metálicas altamente explosivas. Si los desperdicios se desechan por el drenaje debe utilizarse un volumen considerable de agua para evitar la acumulación de azidas. Protocolos de análisis y métodos de separación

Los ensayos radioinmunológicos son de tipo heterogéneo; en ellos se requiere separar físicamente el antígeno libre marcado del antígeno marcado radiactivamente y enlazado con anticuerpos para determinar la radiactividad del marcador enlazado. A continuación se describen tres protocolos y técnicas de separación que se emplean con frecuencia. La vinculación con fase sólida es la técnica de análisis por separación más simple y que se utiliza con mayor frecuencia. Originalmente Catt y asociados4 observaron en 1966 ;: que los anticuerpos se unen covalentemente con perlas de poliestireno o polipropileno5 y después reportaron, junto con otro grupo, que los anticuerpos¡,ueden adsorberse a los tubos formados de estos materiales. 4• En las técnicas de ensayo inmunológico actuales se utilizan anticuerpos adsorbidos en un

ENSAYO INMUNOLOGICO V PRINCIPIOS RELACIONADOS 6 • 97

número limitado a la pared interna de un tubo de ensayo. Las muestras que contienen antígeno no marcado y antígeno marcado radiactivamente se añaden directamente a los tubos de ensayo recubiertos. Durante el periodo de incubación los antígenos compiten entre sí para enlazarse con un número limitado de anticuerpos inmovilizados. Tras la incubación, el líquido se aspira o se decanta para eliminar el antígeno radiomarcado libre en solución. La radiactividad del complejo radiomarcado antígeno-anticuerpo enlazado con la pared del tubo se cuantifica con un contador gamma (fig. 6-1). El anticuerpo también puede adsorberse en perlas de poliestireno que se convierten en tabletas mediante centrifugación o en partículas de óxido de hierro recubierto con polímero. Las partículas se separan ·con una unidad de separación magnética. La unidad retiene las partículas magnéticas en una capa fina sobre una -de las paredes del tubo de ensayo, de manera que la decantación se efectúa con facilidad. En el método de separación con carbón "activado" se utilizan las propiedades adsorbentes del carbón activado o recubierto con dextrán. El carbón activado adsorbe antígenos de peso molecular bajo no enlazados en complejos con anticuerpo o antígeno-anticuerpo. Gracias a las propiedades de ~dsorción del carbón activado, es posible separar los antíge-

h

nos radiomarcados libres de los antígenos enlazados por centrifugación, para formar tabletas con el carbón. A continuación se determina la radiactividad de la pastilla que contiene el marcador libre. El método del carbón activado tiene la ventaja de reducir enlaces inespecíficos o el atrapamiento de pequeñas moléculas en el interior de complejos antígeno-anticuerpo, aunque el tiempo de contacto con el carbón es muy importante para lograr resultados reproducibles. Esta técnica no puede utilizarse para detectar antígenos de alto peso molecular, ya que es imposible que el carbón adsorba moléculas de gran tamaño. Un método reciente, en el que se emplean perlas de poliestireno recubiertas con carbón activado, pemri.te separar con mayor facilidad las fracciones enlazadas y libres. Los tubos que contienen las perlas se cubren con una malla para efectuar la decantación. La técnica de precipitación también se basa en una reacción competitiva inicial entre antígeno radiomarcado y antígeno no marcado que se enlaza con un número limitado de anticuerpos. Los complejos antígeno-anticuerpo que se forman se separan del marcador libre precipitándolos de la solución con sulfato de amonio saturado (técnica de Farr). Un segundo método de separación por precipitación utilizando un procedimiento de dobles anticuerpos también permite la separación de los complejos antígeno-anticuerpo. Para separar el antígeno marcado libre del enlazado, se añade un segundo anticuerpo que reconoce el anticuerpo primario y produce un complejo de gran tamaño constituido por el antígeno radiomarcado, el anticuerpo primario y el anticuerpo secundario. Los precipitados de ambos métodos se peletean mediante centrifugación. A continuación se determina la radiactividad del antígeno marcado que se encuentra en el precipitado y se utiliza para cuantificar la cantidad de antígeno presente en la muestra problema. Existe una técnica de anticuerpos dobles en la cual no se requiere precipitación y en ella se utiliza un segundo anticuerpo que reconoce el anticuerpo primario, adsorbido en perlas de poliestireno, para separar el antígeno enlazado del que se encuentra libre.

B.

Detección

A.

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Ensayo radiolnmunológico por enlace en fase sólida. A. Anmarcado radiactivamente (sombreado) y estándares, controles ~ m uestras que contienen antígeno (Ag) se agregan a tubos recu•z0~rtos con anticuerpo (Ab). Los antígenos marcados y no marcados ;¡:~mpiten por un número limitado de sitios de enlace Ab y forman CG"ilplejos. B. Se retiran los antígenos marcados radiactivamente que ~;¡ ;dan libres y se determina la radiactividad de la fracción enlazada. 2'~no

Para medir los rayos gamma o la radiación electromagnética que emiten los isótopos de muy alta energía, se utiliza un contador gamma o un contador de centelleo. Un radioisótopo es un átomo de un elemento que posee mayor número de neutrones en el núcleo. Esto provoca que el núcleo sea inestable y que se transforme de manera espontánea en un núcleo más estable emitiendo radiación. Los núcleos de radioisótopos inestables se denominan radionúclidos y emiten radiaciones de tres tipos: partículas alfa, electrones con carga positiva o negativa y rayos gamma. El contador gamma se utiliza para medir los rayos gamma que se emiten, lo que se denomina radiactividad. El tubo que contiene el radioisót~o, yodo [ 1251], se coloca en el contador gamma. El yodo [ 1 1] emite rayos gamma que chocan contra el detector, un cristal de yoduro de sodio activado por trazas de talio y protegido con plomo para evitar la radiación de fondo. Cuando el cristal adsorbe los ra.~ yos gamma desprende un destello luminoso breve que se denómina centelleo. Este a su vez se detecta y amplifica en un tubo fotomultiplicador. Eligiendo el tamaño de la pulsación

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que se va a cuantificar, es posible contar las emisiones gamma de determinado tipo de átomos, excluyendo las restantes. También se elige el umbral de la pulsación, de manera que las pulsaciones que salen del tubo multiplicador y son menores al umbral preseleccionado no se transmiten. Muchos contadores de centelleo modernos tienen niveles predeterminados para los radionúclidos que se emplean con más frecuencia Un mecanismo de tiempo conectado a un dispositivo de conteo recibe las pulsaciones y las cuenta. El componente final es un dispositivo de lectura que indica intervalos predeterminados de conteos por minuto (cpm).

dioinmunológicos incluyen un alto grado de precisión '{ reproducibilidad, que es imposible de lograr manualmente.

Ventajas y desventajas Una de las ventajas del ensayo radioinmunológico es que utiliza un marcador radioisotópico que emite radiaciones gamma altas, el yodo [125!], por lo que este análisis es suficientemente sensible para detectar antígenos a concentraciones picomolares o inferiores. La sensibilidad es el grado de res-

Curva estándar Los datos que se obtienen del ensayo radioinmunológico se grafican y la concentración de antígeno se determina a partir de la curva de dosis-respuesta. Para graficar la curva de dosis-respuesta es necesario conocer la cantidad de antígeno radiomarcado que se enlaza con el anticuerpo (cpm) y la de antígeno no marcado que contiene cada reactivo estándar. Se grafica el porcentaje de antígeno radiomarcado que se enlaza con el anticuerpo y se expresa como porcentaje de la calidad total de marcador que se añade a cada tubo (%B), en función de la concentración logarítmica de antígeno no marcado que contiene cada estándar, para obtener una curva sigmoidal (fig. 6-2A). La curvatura representa el porcentaje de antígeno marcado que se encuentra enlazado cuando se aumenta la concentración de antígeno no marcado o la dosis. Aunque las curvas no lineales pueden graficarse y utilizarse para interpretar datos, las gráficas lineales son más ventajosas para detectar errores ya que en ellas se observa fácilmente la variación del patrón lineal. Ninguna ecuación produce siempre una curva lineal, pero una ecuación matemática compleja en la que se utiliza una transformación logit-log da aproximadamente una curva lineal. En ella se grafica el logit de la fracción de radiactividad enlazada (B/Bo), contra ellog de la concentración del antígeno no marcado en cada estándar (fig. 6-2B). Bo representa la cantidad total de radiactividad que se añade (cpm) o el estándar de cero. La desventaja de este método logit-log para adaptar la curva es el prejuicio que con frecuencia implica al sistema el graficar los resultados, debido a la curvatura natural de los datos que se grafican.

A.

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Log de la concentración de antígeno

B.

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Automatización Los ensayos radioinmunológicos pueden efectuarse de manera automática para procesamiento a gran escala. Se utilizan métodos automatizados para efectuar los siguientes pasos: 1) adición de la muestra, una cantidad fija de anticuerpo específico y una cantidad fija de antígeno marcado; 2) incubación y separación real de los antígenos enlazados y libres; 3) determinación de la radiactividad, y 4) cálculo de la concentración de antígeno en la muestra problema a partir de la gráfica de la curva estándar. La mayoría de los instrumentos automatizados, aunque son de diseños muy distintos, son capaces de llevar a cabo estas tareas sin necesidad de un operador. Esto elimina riesgos al trabajar con materiales radiactivos. Otros aspectos importantes de la automatización de los ensayos ra-

Log de la concentración de antígeno Flg. 6-2. A. Diagrama de una curva dosis-respuesta de ensayo inmunológico. El porcentaje de antígeno marcado enlazado con anticuerpo (%8) se grafica en el eje y como función de la r.nn,r.Ar•tr,.~­ ción logarítmica correspondiente de antígeno no marcado de estándar en el eje x. B. Transformación esquemática logit-log. es una gráfica logit de cpm enlazado por cpm total (B/Bo) contra log de la concentración del antígeno no marcado en cada muestra.

ENSAYO INMUNOLOGICO Y PRINCIPIOS RELACIONADOS 6 • 99

puesta a un cambio en la concentración de ligando que se representa por la curva dosis-respuesta. La sensibilidad depende del marcador que se emplee en el análisis y de la afinidad del anticuerpo hacia el antígeno. Este término es sinónimo de la detección específica y del límite de dicha detección dentro del análisis. El ensayo radioinmunológico se automatiza con facilidad, como ya se mencionó, y resulta muy práctico para procesar lotes grandes de muestras. Una desventaja es que los marcadores radioisotópicos tienen una vida corta, de sólo uno o dos meses, lo que se traduce en ineficiencia, costo elevado y desperdicio. Asimismo es difícil desechar este tipo de sustancias y almacenarlas. Además, a menos que el sistema esté totalmente automatizado, también es necesario tener en cuenta los riesgos de exposición de los seres humanos a los radioisótopos. Los laboratorios que trabajan con isótopos radiactivos son vigilados por algún comité de seguridad de radiaciones que efectúa inspecciones rutinarias de los instrumentos y de la forma en que se manejan los isótopos.

reconoce un segundo determinante antigénico único en la misma molécula. Se añaden muestras que contienen el antígeno a tubos recubiertos con anticuerpos y después se añade el segundo anticuerpo marcado con yodo 25I]. Durante la incubación, el antígeno se enlaza con el anticuerpo inmovilizado, que orienta al primero de manera que el anticuerpo marcado se enlaza con el sitio de reconocimiento y forma un emparedado. Tras la incubación, el anticuerpo libre marcado que queda se elimina decantándolo del tubo. A continuación se determina la radiactividad de la fracción enlazada (fig. 6-3). Existen diversas variaciones del protocolo mencionado que dependen del antígeno que se va a analizar. El método simple de dos pasos que se ha descrito es el ensayo radioimunométrico en dos sitios que se emplea con mayor frecuencia. En el método inverso en dos pasos se cambia el orden en el cual se añaden los anticuerpos reactivos. Por último, en el método más sencillo y rápido se añaden simultáneamente los anticuerpos reactivos, aunque no es aplicable a todos los casos.

Aplicaciones de laboratorio

Reactivos

Los ensayos radioinmunológicos se emplean para cuantificar hormonas de alto y bajo peso molecular, proteínas plasmáticas normales y anormales, factores de coagulación, anticuerpos que se dirigen a antígenos virales, isoenzimas y proteína básica de mielina en líquido cefalorraquídeo. También se utilizan para vigilar los niveles terapéuticos de fármacos.

En general los anticuerpos reactivos no marcados se adsorben en un soporte sólido. El anticuerpo adsorbido se llama anticuerpo primario y reconoce en forma específica un determi-

e

A.

ENSAYO RADIOINMUNOMETRICO El principio en el que se basa el ensayo radioinmunométrico (IRMA) es el uso de un anticuerpo marcado radiactivamente para determinar la presencia de un antígeno en líquidos biológicos. En el ensayo radioinmunométrico se utiliza un exceso de anticuerpo marcado radiactivamente para detectar todo el antígeno presente, por lo cual es un análisis no competitivo. Este exceso elimina el requisito de que el reactivo antigénico sea puro, el cual es difícil de obtener en cantidad suficiente. Se requiere un paso de separación para diferenciar entre los anticuerpos marcados radiactivamente y enlazados con el antígeno y el marcador libre. A continuación se determina con un contador gamma la radiactividad del marcador enlazado. El ensayo radioinmunométrico es similar al radioinmunológico porque utiliza moléculas marcadas radiactivamente para detectar reacciones antígeno-anticuerpo. Sin embargo, en el ensayo radioinmunométrico la molécula marcada es el anticuerpo, en comparación con el antígeno marcado radiactivamente en el ensayo radioinmunológico. Además todo el antígeno no marcado se enlaza por el exceso de anticuerpo, por lo cual el análisis radioinmunométrico es más sensible que el radioinmunológico. En el laboratorio clínico se emplean dos tipos de ensayo radioinmunométrico: el análisis en fase sólida en dos sitios y el análisis en fase líquida en un sitio. El ensayo de fase sólida en dos sitios, que también se conoce como técnica del emparedado, 8 se emplea para detectar antígenos de alto peso molecular que tienen por lo menos dos determinantes antigénicos. Esta prueba utiliza un anticuerpo inmovilizado específico para un determinante antigénico exclusivo en el antí~eno de interés y un segundo anticuerpo marcado con yodo [ 1 51], que

+

-

B.

Flg. 6-3. Ensayo radioinmunométrico en dos sitios en fase sólida. A. Las muestras, controles y estándares que contienen antígeno (Ag) se agregan a tubos recubiertos con anticuerpo (Ab) y se forman complejos Ag-Ab. B. Se agrega un segundo Ab marcado radiactivamente (sombreado), el cual reconoce y se enlaza con un sitio único en el mismo Ag, formando un complejo de gran tamaño. A continuación se reti~ ra el segundo Ab marcado libre y se determina fa radiactividad.

100 • QUIMICA CUNICA

nante antigénico único en el anúgeno de interés. Los anticuerpos son de tipo monoclonal y han sustituido con rapidez el uso de antisuero policlonal. Se producen anticuerpos monoclonales en grandes cantidades mediante la tecnología de hibridoma desarrollada por Kohler y Milstein3 y son reactivos de alta afinidad y de tipo homogéneo, específicos para un determinante antigénico único. Un segundo anticuerpo marcado con yodo [1251] (generalmente monoclonal), reconoce un segundo determinante antigénico único en el mismo anúgeno. Como se mencionó al explicar el ensayo radioinmunométrico en el presente capítulo, la concentración de marcador no puede exceder a 0.5 ¡.LCiltubo, lo cual limita la cantidad de anticuerpo marcado con [1251] que puede añadirse. El estuche para análisis incluye estándares de referencia y controles altos y bajos, que contienen una cantidad específica de anúgenos. Los reactivos se corren por duplicado junto con las muestras de la prueba.

de anticuerpo marcado radiactivamente: 1) elimina la necesidad de aislar el antígeno que a menudo está presente en cantidades muy bajas, 2) proporciona reactivos más estables y 3) reduce los problemas de marcado de anúgenos con diferencias estructurales. Los tubos de enlace inespecífico que contienen el reactivo marcado se corren al mismo tiempo en cada ensayo radioinmunológico y radioinmunométrico para determinar la cantidad de enlace inespecífico de reactivo marcado con el tubo de ensayo o con las proteínas en suero. En general, el enlace inespecífico en el ensayo radioinmunológico es menor que en el radioinmunométrico, especialmente cuando se emplea anticuerpo monoclonal marcado con radiactividad. En la técnica en fase sólida en dos sitios se emplean dos anticuerpos, por lo que la especificidad del análisis aumenta; sin embargo, para esta técnica es necesario producir dos anticuerpos reactivos para detectar una molécula y no siempre es posible hacerlo. Como se mencionó en la discusión del ensayo radioinmunológico, hay diversas desventajas asociadas con el uso de radioisótopos.

Curva estándar La radiactividad enlazada se valora en cpm y el promedio de cpm para el fondo se resta del promedio para cada estándar duplicado, control y problema. Usando papel semilogarítmico o milimétrico, se grafica el cpm promedio para cada estándar en el eje y contra la concentración de cada estándar en el eje x. Se dibuja una curva que pase por los cinco puntos estándar. La concentración de cada muestra problema y control se determina encontrando el valor del cpm promedio en la curva estándar y leyendo la concentración correspondiente en el eje x. Cuando se utilizan anticuerpos reactivos monoclonales se obtiene una curva lineal y la concentración de antígeno no excede la cantidad de anticuerpo reactivo. El ensayo radioinmunométrico en fase fluida en un solo sitio depende de la precipitación selectiva de inmunoglobulinas.9 Se incuba un anticuerpo radioyodinado en solución con estándares, controles o muestras de problema que contengan antígeno. Se forma un complejo entre el antígeno marcado y el anticuerpo y se separa del anticuerpo marcado libre por precipitación diferencial con sulfato de amonio. La radiactividad del precipitado se relaciona directamente con la concentración del antígeno no marcado que contiene los estándares, controles y muestras problema. El exceso de anticuerpo marcado libre también puede eliminarse añadiendo enlazantes precipitantes, que con frecuencia son perlas recubiertas de antígeno, y determinando la radiactividad en la fase líquida en vez de en el precipitado. Se determina la cantidad de radiactividad en el paso final de la técnica en el mismo sitio y se expresa como porcentaje de la cantidad total de marcador que se añadió a cada tubo. Esta información se grafica en papel logarítmico para construir la curva de dosis-respuesta. Esta técnica es poco empleada en análisis desarrollados para laboratorios clínicos. Ventajas y desventajas El ensayo radioinmunométrico es más rápido y sensible que el radioinmunológico, porque hay exceso de anticuerpos presentes, lo que aumenta la posibilidad de interacción antígenoanticuerpo y todo el antígeno problema está enlazado. El uso

Aplicaciones de laboratorio Los ensayos radioinmunométricos se emplean para determinar proteínas séricas, factor de coagulación VIII, ferritina, proteína enlazante de la tiroides, anúgeno carcinoembriónico, alfa fetoproteína, lgE, fosfatasa ácida prostática, antígeno · prostático específico y hormonas, como hormona estimulante . de la tiroides, prolactina, hormona humana de crecimiento y gonadotropina coriónica humana en orina y en suero.

_.._________ MARCADORES ENZIMATICOS

Los ensayos en que se utilizan marcadores enzimáticos se conocen generalmente como ensayos inmunoenzimáticos (EIA). Hay dos técnicas principales: el ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas y el ensayo inmunológico multiplicado por enzimas.

ENSAYO INMUNOABSORBENTE LIGADO A ENZIMAS En el ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas (ELISA) se utiliza un marcador enzimático en vez de un marcador radioisotópico para medir la formación de complejos antígenoanticuerpo. Existen diversas variaciones del método ELISA para detectar y cuantificar ligandos de alto peso molecular (>30 000 daltons), pero todos ellos se basan en principios descritos originalmente por Engvall y Perlmann, y Van W eemen y Schuurs en 1971. 10•11 El marcador enzimático que se emplea en estos análisis se conjuga con un ligando, que puede ser un antígeno, un anticuerpo específico para el antígeno de interés o un anticuerpo para el anticuerpo primario. Casi todas las pruebas ELISA son ensayos en fase sólida en los cuales se adsorbe un antígeno o anticuerpo sobre un soporte

ENSAYO INMUNOLOGICO Y PRINCIPIOS RElACIONADOS 6

sólido. Algunos de los protocolos se basan en reacciones de enlace competitivo y otros en reacciones de enlace no competitivo, pero en todas las pruebas ELISA se requiere un paso de separación para eliminar el conjugado enzimático libre antes de proceder a determinar la cantidad de conjugado enzimático enlazado. Para esto último se añade sustrato enzimático y se mide la reacción catalítica entre la enzima y el sustrato. Por sus propiedades catalíticas las enzimas son marcadores muy sensibles y versátiles. Una sola proteína enzimática puede transformar en algunos minutos,un gran número de li71ioléculas de sustrato en una cantidad igualmente abundante :fe producto final, produciendo un cambio de color amplificaio y que .se detecta con facilidad. En el método ELISA de inmbición el cambio de color se reduce en vez de aumentar, cz:rrque la actividad enzimática se inhibe cuando el anticuerpo :::enlaza al conjugado enzimático. La prueba ELISA se basa en varias suposiciones: 1) que antígeno o anticuerpo puede enlazarse a una superficie por~ora insoluble y retener su reactividad inmunológica, 2) que enzimas tienen actividad específica alta y convierten una c;·;:z;tidad relativamente grande del sustrato en producto detec~=e (relacionado con la amplificación de señal), lo que perdetectar concentraciones muy bajas del ligando, 3) que lietividad enzimática o reactividad inmunológica de los se preserva y permanece estable durante el análialmacenamiento y 4) que las enzimas no están presenellíquido biológico que se va a analizar.

a."lticuerpos que se emplean en el método ELISA son de

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como antisuero no fraccionado o fracciones de inpurificada. Los anticuerpos pueden ser solu;:; estar inmóviles sobre un soporte sólido. Se emplean ""'"'u·"'"'v" no marcados o enzimáticos y por último rec#~ii.Cl!e:?!íaill con determinante antigénico específico de un antí© con un anticuerpo ligando-específico (anticuerpo prisegún el protocolo de análisis. antígenos se purifican o se producen con tecnología se utilizan como conjugados marcados o enzi, son inmóviles o solubles, dependiendo del protoco-

/V~?wruglotmli:na

estándares y controles son material liofilizado de oriazida de sodio y determinada concentración de onjugados enzimáticos son antígenos o anticuerpos

en forma covalente a la enzima de elección. El reacti-

se forma por enlace covalente de dos moléculas se deonjugado. También es posible marcar en forma no anticuerpos o enzimas con biotina y agregar avidiina posee cuatro sitios de enlace para la biotina y ellos participan en la interacción con el anticuerpo con biotina. Los sitios de enlace libres restantes funaceptores para la enzima marcada con biotina. · se acorta utilizando anticuerpo marcado y avidina marcada con enzima. ::tilizan soluciones amortiguadoras para mantener el realCCJtón y la concentración iónica, para diluir las

o

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muestras o como diluyente para reconstruir los reactivos liofilizados para el análisis. Las combinaciones de enzima y sustrato que se emplean en los diversos métodos ELISA incluyen: 1) peroxidasa de rábano y su sustrato, peróxido de hidrógeno, que en presencia de cromógeno o-fenilenediamina producen un producto color amarillo-naranja medible, 2) galactosidasa beta y su sustrato o-nitrofenil-beta-D-galactopiranósido que se transforma en un producto nitrofenolado amarillento medible o 3) fosfatasa alcalina y su sustrato p-nitrofenilfosfato que también se transforma en nitrofenolato. El reactivo ácido sulfúrico 1-N, se utiliza para inhibir la actividad enzimática y estabilizar el producto final de reacción que tiene color.

Ensayos de enlace competitivo Para detectar antígenos o haptenos, con frecuencia se utiliza una reacción ELISA de enlace competitivo en fase sólida. En este tipo de análisis, el ligando no marcado compite con un ligando conjugado con enzimas por un número limitado de sitios de enlace con el anticuerpo inmovilizado. Tras una incubación breve, se procede a separar el ligando enzimático conjugado enlazado y libre mediante la técnica de separación en fase sólida que se mencionó al describir el ensayo radioinmunológico en este capítulo. Se agrega sustrato y la enzima presente en la fracción enlazada transforma el sustrato en un producto coloreado. La cantidad de producto que se forma se relaciona de manera inversa con la concentración del ligando no marcado en la muestra problema. Las absorbancias de los estándares, controles y muestras problema se determinan con un espectrofotómetro calibrado a la longitud de onda adecuada, en el lapso de dos horas que sigue a la adición del reactivo para detener la reacción. Las celdas de referencia que contienen únicamente ligando conjugado con enzima muestran mayor grado de color. La reducción de color en las celdas es proporcional a la cantidad de antígeno presente en los estándares, controles y muestras problema (fig. 6-4). La curva estándar se obtiene graficando en papel milimétrico el valor de la absorbancia promedio de cada conjunto de estándares por duplicado en el eje y, contra la concentración de antígeno que contiene cada estándar en el eje x. El resultado es una línea recta. La concentración de antígeno en los controles y las muestras problema que se corrieron simultáneamente con los estándares se determina a partir de la curva estándar utilizando los valores promedio de absorbancia de las muestras por duplicado. Para determinar la concentración del control y de la muestra problema, se localiza la absorbancía promedio en el eje y de la curva estándar y se lee la concentración correspondiente en el eje x. Para detectar anticuerpos se utiliza el método ELISA de inhibición competitiva. En este tipo de análisis, el anticuerpo no marcado en la muestra problema compite con una concentración fija de anticuerpo conjugado-enzima para enlazarse a una cantidad limitada de antígeno inmovilizado sobre un soporte sólido. Después de la incubación, el material que no se enlaza se retira mediante lavado. Se añade el sustrato enzimático y tras incubar para que ocurra el cambio de color, se detiene la reacción enzimática añadiendo un reactivo. La activi-

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QUIMICA CLINICA

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Flg. 6-4. Prueba ELISA. A. Se hace reaccionar un número limitado de moléculas de anticuerpo (Ab) unidas a perlas de poliestireno con antígeno (Ag) y antígeno conjugado con enzima ( ~ ). Estos antígenos compiten por el sitio de enlace y forman complejos. B. Las perlas se lavan para retirar el antfgeno no enlazado, se agrega sustrato enzimático ( tiA ) y el antígeno conjugado con enzima, que se encuentra enlazado, transforma el sustrato en un producto colorido susceptible de medición (

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dad enzimática se reduce en presencia del anticuerpo de la muestra problema de manera que dentro del rango de detección del análisis mientras mayor sea la concentración de anticuerpo, menor será la absorbancia de la muestra. Ensayos no competitivos

Los ensayos inmunoenzimétricos (lEMA), que también se denominan técnica del emparedado, son los métodos ELISA más empleados para detectar antígenos que tienen por lo menos dos determinantes antigénicos. Se adsorbe un exceso de anticuerpo específico para el antígeno (con frecuencia anticuerposmonoclonales) sobre perlas de poliestireno. Estos anticuerpos son específicos para un solo determinante antigénico en el antígeno de interés. Se incuban soluciones de la muestra problema con las perlas recubiertas de anticuerpo, de manera que todo el antígeno presente en la muestra problema se enlace con el anticuerpo inmóvil. Tras retirar el material que no se enlaza, la cantidad de antígeno que se enlazó con el anticuerpo se cuantifica añadiendo un anticuerpo conjugadoenzima, que reconoce un segundo determinante antigénico en el mismo antígeno. Después de la segunda incubación y el paso de separación, la actividad restante asociada con el emparedado se determina añadiendo sustrato. La formación de producto se relaciona directamente con la cantidad de antíge-

no en los estándares, controles y muestras problema. Si el segundo anticuerpo es monoclonal pueden añadirse anticuerpos reactivos simultáneamente y sólo se requiere un paso de lavado. El cambio de color es proporcional a la cantidad de antígeno en la solución de prueba. La curva estándar se obtiene graficando en papel milimétrico el valor de absorbancia promedio de cada conjunto de estándares por duplicado, contra la concentración de antígeno que contiene cada estándar. El resultado es una línea recta. Las concentraciones de antígeno en el control y la muestra problema corridas por duplicado en forma simultánea con los estándares se definen a partir de la curva utilizando los valores de absorbancia promedio. La fosfatasa alcalina es la enzima de elección, ya que cataliza un solo paso de hidrólisis y se obtiene una curva de respuesta enzimática lineal. Ventajas y desventajas

La ventaja de emplear antígenos conjugados con enzimas y anticuerpos es que pueden almacenarse en condiciones estériles y utilizarse durante años, sin pérdida apreciable de su actividad enzimática inmunológica. El uso de enzimas como marcadores conlleva un riesgo mínimo de contaminación y los procedimientos son relativamente fáciles de ejecutar. No se requiere equipo costoso y el análisis puede llevarse a cabo

ENSAYO INMUNOLOGICO 'rPRINCIPIOS RElACIONADOS 6 •

en laboratorios equipados con espectrofotómetros simples. La especificidad de la prueba depende, igual que el ensayo radioinmunológico, de la especificidad de los anticuerpos que se utilicen. De manera similar al ensayo radioinmunométrico, en el método IR.MA se utiliza un exceso de anticuerpo marcado. Como el marcador es una enzima y no un radioisótopo, este análisis no se ve limitado por la cantidad de anticuerpo marcado que se añade a cada tubo de ensayo. Por tanto, el método lEMA se emplea para detectar antígeno en un rango más amplio de concentraciones. Los métodos competitivo y no competitivo son muy sensibles y detectan picogramos de hormonas y otras sustancias. Algunas desventajas son que la mayoría de los análisis requieren pasos múltiples de separación e incubación, por lo cual toman más tiempo para efectuarse que el ensayo radioinmunológico o el radioinmunométrico, lo que incrementa la posibilidad de error.

Aplicaciones de laboratorio Existen métodos ELISA disponibles para medir antígeno relacionado con el factor Vlll, marcadores de tumores, antígeno carcinoembriónico, fetoproteínas alfa, gonadotropina corióni,za humana y anticuerpos (lgG e lgM) que produce el huésped ;oino respuesta a diversas infecciones virales. Durante la última década, los análisis ELISA en fase sólida han constituido el-método estándar para detectar anticuerpos al virus de inE!lunodeficiencia humana (HIV) (Electronucleonics Inc., o 3iotech Laboratories, Rockville MD) y las muestras que prezentan reactividad repetida se confirman mediante la prueba Western blot. Recientemente se desarrolló un método ELISA ~Dupont Corporation, Wilmington DE) para detectar antíge:.>OS al HIV en suero, plasma y líquido cefalorraquídeo, pero ::_Dl es tan sensible como los demás métodos ELISA. Además ,tfe antígenos al HIV, se determinan otros antígenos virales :oo la prueba ELISA. La tendencia actual en detección de an·:::.;:enos es utilizar anticuerpos monoclonales para identificar s ti'genos virales específicos, ya que estos anticuerpos se ge11 ie raD con más facilidad ante las proteínas virales de bajo ?'=-50 molecular. Con frecuencia los métodos lEMA emplean - = ticuerpos monoclonales y permiten la detección de antíge: t?J carcinoembriónico, fetoproteína alfa, creatincinasa isoenF':na (CK-MB), ferritina, hormona foliculoestimulante, gona·•1 t:':Gctropina coriónica humana, lgE, hormona luteinizante, pro'"'"'tina. fosfatasa del ácido prostático, antígeno específico para fF6stata y hormona estimulante de la tiroides.

i:CNICA DE ENSAYO INMUNOLOGICO POR MULTIPLICACION ENZIMATICA 1 ·.• .• :_,;

técnica de ensayo inmunológico por multiplicación en;B mática (EMIT) es un análisis sin separación en el cual se :¡,;::¡;plea una enzima conjugada al hapteno de interés como ·~ador en una reacción enzima-sustrato como sistema de :=::cción. Este tipo de análisis lo describieron originalmente · 'I !E:benstein y colaboradores en 1972. 12 A menudo se utiliza el ' ~~'!'mino ensayo homogéneo para describir un ensayo de enla1-' r:-:-oompetitivo en el que no se requiere separación del hapte' \!1.:. :¡;mazado con el anticuerpo y del libre, pero este término es

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confuso y no se empleará aquí. El principio de los ensayos inmunológicos por multiplicación de enzimas consiste en que es posible determinar la cantidad de interacción entre el hapteno y el anticuerpo utilizando un marcador enzimático. Se basan en una reacción de enlace competitivo entre el hapteno de las muestras y el hapteno conjugado con la enzima en un número limitado de sitios de enlace con el anticuerpo. El enlace del anticuerpo al hapteno conjugado con la enzima produce inhibición de la actividad enzimática. Esta inhibición se debe a que el anticuerpo interfiere estéricamente con el enlace del sustrato al sitio catalítico de la enzima o el enlace del anticuerpo transforma la configuración de la enzima. La cantidad de hapteno en la muestra problema determina el número de sitios para anticuerpos disponibles para enlazar e inactivar el hapteno conjugado con la enzima. A medida que hay más hapteno, hay menos anticuerpo disponible para inhibir la actividad enzimática. Por tanto, el cambio de color que se observa es directamente proporcional a la cantidad de hapteno en la muestra problema (fig. 6-5). Reactivos Los tubos recubiertos con anticuerpo son soportes sólidos recubiertos con anticuerpos específicos para un fármaco, meta-

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Flg. 6-5. Prueba EMIT. A. Un hapteno (Hp) y un hapteno conjugado con una enzima ( B ), compiten por un número limitado de sitios de enlace con el anticuerpo (Ab) en un tubo recubierto, y dan lugar a la formación de complejos hapteno-anticuerpo. B. Al agregar sustrato, la enzima que se encuentra en el hapteno conjugado libre transforma el sustrato en un producto medible <EID).

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bolitos de un fármaco o alguna hormona peptídica. Es más fre.. cuente utilizar anticuerpos monoclonales, ya que resulta más fácil generar un anticuerpo monoclonal para un hapteno de bajo peso molecular que para un antígeno de alto peso molecular. Los reactivos conjugados con enzimas son derivados de haptenos enlazados en forma covalente con la enzima deshidrogenasa de glucosa-6-fosfato (que es el marcador que se utiliza más a menudo). El sustrato enzimático y la coenzima son el sustrato glucosa-6-fosfato y la coenzima dinucleótido de nicotinaminadenina. La reacción enzimática hace que la coenzima se reduzca a un producto medible. El calibrador y los controles son orina o suero liofilizado humano, azida de sodio y una concentración conocida de fármaco o hapteno. Es necesario reconstituir estos reactivos con agua destilada o desionizada hasta el volumen correcto, dejar que se disuelvan el tiempo correcto y ponerlos a la temperatura correcta antes de utilizarlos. Se utilizan soluciones amortiguadoras para mantener el pH de la reacción y las concentraciones iónicas o para incrementar el volumen que se analizará. C61c ulos

La transformación de un sustrato o coenzima en un producto final cuantificable produce un cambio en su absorbancia a determinada longitud de onda, que se mide con un espectrofotómetro. ·El cálculo de la concentración de antígeno en la muestra problema se basa en el análisis simultáneo del calibrador, los controles y el diluyente cero. Se registran dos valores de absorbancia: la absorbancia inicial después de un proceso de reacción con reactivo que se lleva a cabo durante cierto tiempo, y una lectura después de determinado intervalo, y se obtiene un desplazamiento de absorbancia que representa una medida de la velocidad de reacción. Este valor se utiliza para cuantificar la cantidad de hapteno en la muestra. Mientras más alta sea la concentración de hapteno, mayor será el cambio de absorbancia. Los análisis de orina por el método EMIT están diseñados para ser cualitativos y no deben utilizarse para determinar la concentración de fármaco en la muestra. El cambio de absorbancia de la mezcla problema se compara con el de la mezcla de calibración y el resultado se reporta como positivo o negativo. La concentración del fármaco o metabolito se estima a partir de los resultados que se obtienen del análisis EMIT, aunque hay ciertos grados de duda con respecto a su significado ya que los patrones metabólicos y de excreción altamente individualizados provocan variables extremas en la cantidad de fármaco detectable en determinado momento. Es más conveniente utilizar cromatografía de líquidos de alta presión (HPLC), o cromatografía de gas y espectrometría de masa para confirmar una prueba positiva de fármaco en orina. VentaJas y desventajas

La ventaja de este tipo de análisis es que no requiere un paso de separación, resulta muy adecuado para procesos automatizados en muchos analizadores enzimáticos y es hasta cierto punto fácil de realizar. Los reactivos tienen una vida media

relativamente prolongada en comparación con los reactivos radioisotópicos y los métodos EMIT para efectuar pruebas de fármacos en orina son bastante sensibles y exactos, por lo cual se emplean mucho. En la literatura se indica qué medicamentos de estructura química muy similar reaccionan en forma cruzada con el anticuerpo de prueba y afectan las especificidad del análisis produciendo resultados falsos positivos. Es posible que haya interferencia debido a enzimas endógenas o sustancias que afectan la actividad enzimática y el analista debe considerar esa posibilidad. Algunas desventajas consisten en que ciertas pruebas son menos sensibles que los ensayos inmunológicos enzimáticos heterogéneos y la ventaja de que no haya paso de separación en ocasiones se contrarresta debido a que es necesario dar tratamiento previo a las muestras. Aplicaciones d e laboratorio

Los métodos EMIT de Syva Company (Palo Alto, CA) se han utilizado como pruebas para detectar fármacos terapéuticos y drogas de abuso o sus metabolitos, incluyendo acetaminofén, anfetaminas, barbitúricos, benzodiacepinas, canabinoides, metabolito de la cocaína, metadona (un narcótico sintético y fármaco analgésico), metaqualona (un fármaco hipnóticosedante), opiáceos, fenciclidina (PCP, un fármaco alucinógeno), propoxifeno, antidepresivos tricíclicos y otros. Empleando la enzima deshidrogenasa de maleato se desarrolló en fecha reciente una prueba EMIT que es bastante sensible para detectar nanogramos de la hormona T4. Este desarrollo expandió y continuará aumentando la capacidad del sistema EMIT más allá de su aplicación actual para la vigilancia de fármacos.

---~---------MARCADORES FLUORESCENTES ENSAYO INMUNOFLUORESCENTE CON SUSTRATO MARCADO Desarrollado por Burd y asociados en 1977, 13 el ensayo inmunotluorescente con sustrato marcado (SLFIA) es un ensayo inmunológico enzimático en el que no se requiere separación. En este análisis se utiliza un sustrato enzimático fluorescente como marcador y una reacción enzima-sustrato para detectar complejos anticuerpo-antígeno. Aunque los análisis originales se elaboraron para determinar ligandos de bajo peso molecular, 14 Ngo y colaboradores en 1979 15 desarrollaron el primer análisis sin separación para ligandos de alto peso molecular que permitió detectar lgG e lgM en suero. El ensayo inmunofluorescente con sustrato marcado se basa en una reacción de enlace competitivo entre un ligando fluorescente y un ligando no marcado por un número limitado de sitios de enlace específicos para anticuerpos y los complejos correspondientes que se forman. Cuando los anticuerpos se enlazan a la porción de ligando fluorescente, éste deja de ser sustrato para la enzima; por tanto, la forma libre del marcador emite fluorescencia, mientras que el marcador enlazado con

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ENSAYO INMUNOLOGICO Y PRINCIPIOS RELACIONADOS 6

anticuerpo no. Se añade enzima después de que se forman los complejos correspondientes. No se requieren pasos de separación para distinguir entre el marcador libre y enlazado con el anticuerpo, porque sólo el marcador libre sirve como sustrato enzimático y genera un producto fluorescente. El producto fluorescente se mide con un fluorímetro. La fluorescencia es la emisión de luz a una longitud de onda más larga tras la excitación de la molécula fluorescente con luz de longitud de onda más corta. La excitación se refiere a la transición de un electrón a un nivel energético superior cuando la molécula está excitada. La emisión ocurre cuando el electrón regresa a un nivel energético inferior en el estado basal y parte de la energía se transfiere a los enlaces químicos de la molécula excitada. El ligando fluorescente de este análisis tiene una función doble; compite con el ligando no marcado por el enlace a un número limitado de sitios de enlace con anticuerpo y sirve c.omo sustrato para la enzima. En esta prueba se utiliza la enrima beta-D-galactosidasa de Escherichia coli y su sustrato fluorescente, la galactosil-umbeliferona, para distinguir y cuantificar la proporción de ligando fluorescente libre más 'iUe para dar una amplificación de señal. El producto fluorescente, umbeliferona, está presente en proporción equivalente •=l nivel de ligando no marcado en la mezcla de reacción. La curva estándar se obtiene graficando las lecturas de emisión de fluorescencia promedio de cada conjunto de es~dares por duplicado en el eje x, en papel milimétrico. El :resultado es una línea recta. La concentración del ligando en t2s controles y en las muestras problema corridas al mismo 1fempo que los estándares se estima a partir de la curva estánutilizando las lecturas de emisión de fluorescencia proz:edio. Para obtener la concentración del control y de la :::;uestra problema, se encuentra el valor de las lecturas de emisión de fluorescencia promedio en el eje y de la curva esh':rrdar y se lee la concentración correspondiente en el eje x. •;~tentajas

y desventajas

iL:. sensibilidad del ensayo inmunofluorescente con sustrato se encuentra en el rango micromolar en la mayoría pruebas, por lo que su uso se limita a fármacos terapéuen concentraciones relativamente altas. La y exactitud del método son comparables a las del ensa·rnílloJmrtun.olé>gi(;o y otros métodos de análisis inmunoenziSus ventajas consisten en que los reactivos son estadurante más de un año si se almacenan en forma adecuada, requiere separación y el método se efectúa con rapidez.

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ENSAYO INMUNOLOGICO CON POLARIZACION FLUORESCENTE El ensayo inmunológico con polarización fluorescente (FPIA) es un ensayo competitivo sin separación desarrollado por Colbert y colaboradores en 1984, 17 para detectar haptenos de bajo peso molecular, de menos de 20 000 daltons. Este método se basa en la reacción entre el hapteno y un anticuerpo utilizando un marcador fluorescente conjugado con el hapteno. En el análisis, se añade muestra problema al hapteno fluorescente conjugado y se obtiene una lectura de fluorescencia inicial para compensar la amortiguación de la muestra o la variación de fondo con un fluorímetro equipado con una fuente de luz polarizada. Según el nivel de sustancia de interés en la muestra problema, el hapteno no marcado y el marcado compiten por un número limitado de sitios de enlace del anticuerpo. Tras la incubación, se mide de nuevo la fluorescencia polarizada para determinar la cantidad de hapteno presente. La fluorescencia polarizada se mide utilizando una fuente de luz polarizada. Al excitar los conjugados fluorescentes con la fuente de luz polarizada se produce una transición de los electrones en el conjugado fluorescente a un nivel de energía superior y dichos electrones se orientan en la misma dirección y sentido que la luz polarizada. La emisión de fluorescencia polarizada se produce cuando los electrones orientados regresan a un nivel de energía inferior en el estado basal. Los conjugados fluorescentes libres rotan con rapidez en la solución, de manera que los electrones orientados no permanezcan alineados con la fuente luminosa y esas moléculas emiten poca fluorescencia polarizada detectable. La velocidad de rotación de los conjugados fluorescentes enlazados con el aniicuerpo (debido a un aumento de volumen molecular) se hace mucho más lenta en relación con el conjugado fluorescente libre. Por tanto, el conjugado fluorescente enlazado emite mayor cantidad de fluorescencia polarizada. Este método constituye una medida directa de la relación de producto enlazado y libre en vez de simplemente determinar la cantidad de marcador presente, de manera que no se requiere la separación de producto enlazado y libre. La cantidad de fluorescencia polarizada que se determina es la intensidad de la luz o la diferencia entre la luz orientada y no orientada. El fluorímetro se estandariza con una serie de calibradores que contengan concentraciones conocidas de la sustancia de interés. Se determina la polarización de fluorescencia de los calibradores y las muestras problema, y la concentración de antígeno en las muestras problema· se calcula con base en una curva de seis puntos. Ventajas y desventajas

inmunofluorescente con sustrato marcado se ha ;e~¡¡.&;e::too para cuantificar diversos fármacos terapéuticos, así IgG e IgM específicos en suero producidos resnm~sta del huésped a infecciones virales. Esta prueba con el analizador Stratus® (Baxter Healthcare ut¡;l•l!l•rattion. Miami, FL) que utiliza un soporte sólido de pade vidrio sobre el cual se efectúa la reacción del reactivo. Se ha usado con éxito para cuantificar .."""''"""''""-'" terapéuticos y hormonas.

Las determinaciones con polarización fluorescente son bastante exactas y se ven menos afectadas por variaciones en la intensidad de fluorescencia que las mediciones de fluorescencia estándar. Por tanto, se obtiene con facilidad una precisión del orden de 1% o mayor en la medición, lo que se traduce en determinaciones de ensayo más precisas. Otra ventaja de la polarización de fluorescencia es que esta técnica no requiere de la separación de marcador enlazado y libre. Una desventaja es que el ensayo inmunológico con polarización fluorescente se limita a determinaciones que

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puedan realizarse con compuestos fluorescentes. Los instrumentos que se requieren para efectuar las mediciones son especializados y sólo miden la intensidad de fluorescencia o la polarización. Además, el sistema es menos flexible que la espectroscopia de absorción. Cuando se llevan a cabo las determinaciones con polarización fluorescente es de suma importancia controlar la temperatura y la viscosidad y emplear muestras no hemolizadas y no lipémicas que no produzcan fluorescencia que interfiera. Por último, las muestras de sangre requieren un paso de tratamiento previo antes de ejecutar la prueba.

Aplicaciones de laboratorio Se utiliza con éxito el analizador automático Abbott IDxTM (Abbott Diagnostics, Chicago, IL) para el ensayo inmunológico de fluorescencia de polarización con el fin de cuantificar muchos fármacos terapéuticos, abuso de drogas y algunas hormonas. 18

---~----RECOLECCION Y MANEJO DE MUESTRAS El suero o el plasma debe recolectarse siguiendo las precauciones normales para efectuar una punción venosa. El suero se separa del coágulo y se refrigera de 2 a goc hasta dos días tras la recolección. Si la prueba se retrasa más, es necesario congelar la muestra. Para resultados más exactos la muestra no debe estar hemolizada ni muy lipémica. Las muestras ictéricas con alto contenido de porfirina también provocan problemas en ciertos casos. Si el suero o plasma contiene partículas de materia, debe centrifugarse a un valor correspondiente a mil veces la gravedad durante 15 minutos antes de efectuar la prueba. El inserto del estuche para ensayo inmunológico indica el método correcto para obtener la muestra y almacenarla para ese procedimiento específico. Las muestras de orina para pruebas de hormonas y fármacos se recolectan en recipientes de plástico o de vidrio. Deben utilizarse muestras de orina fresca que se mantienen a temperatura ambiente para la prueba. Si no se analizan en el lapso de un día pueden almacenarse de 2 a goc hasta por tres días, evitando así la degradación del fármaco. Las muestras que se almacenan durante más de tres días se mantienen congeladas y se llevan a temperatura ambiente cuando se efectúa la prueba. Aún no se comprueba qué efecto ejercen los preservativos en la orina, por lo cual no se recomienda su uso. No se han observado pruebas positivas cuando se realiza el análisis de fármacos en muestras que se sabe no los contienen para comprobar el efecto de las condiciones de almacenamiento o de los cambios de pH. Al efectuar ensayos inmunofluorescentes, si es posible, las muestras de sangre deben obtenerse de sujetos en ayunas, ya que los lípidos tienden a adherirse al vidrio y producen un halo verde de fluorescencia inespecífica. Es importante evitar

la hemólisis, ya que las porfrrinas fluorescentes interfieren con la lectura de la prueba.

---f-----SONDAS DE DNA

El principio en que se basa el análisis por hibridación de ácido nucleico es que una sonda de DNA complementario marcado, por ejemplo, una cadena de ácido nucleico única, interactúa de manera específica con una molécula de una sola cadena de DNA o RNA en una muestra problema o de control, para formar un híbrido estable de doble cadena. De manera similar al ensayo inmunológico, se utiliza un reactivo de enlace específico (en este análisis una sonda de DNA marcado) para detectar una cadena determinada de DNA o RNA de interés y se forma un complejo DNA-DNA o DNA-RNA. Para detectar la formación del hfbrido, las sondas de DNA se conjugan con marcadores similares a los que se emplean en ensayos inmunológicos, incluyendo radioisótopos, enzimas, moléculas fluorescentes y biotina. Las sondas de DNA se emplean para identificar en forma rápida y específica agentes infecciosos como bacterias 19•20 o virus. 21 Es posible aplicar los métodos de sonda de DNA porque el genoma de cada microorganismo contiene secuencias de bases de DNA que son exclusivas para dicho organismo y difieren del DNA del huésped. Por ejemplo, el procedimiento para identificar Mycoplasma pneumoniae (sonda-Gen, San Diego, CA), la principal causa de neumonía atípica, se lleva a cabo preparando un organismo en suspensión a partir de un cultivo inicial aislado o un frotis de cultivo de garganta, que se coloca en el medio de transporte lfquido recomendado y se mantiene de 2 a 8°C. A continuación se efectúa la zonificación del organismo en una solución de lisis para liberar el rRNA y se hibridiza en solución con una sonda de DNA marcado con [1251]. La separación de los híbridos de [1251]-DNARNA de la sonda de 251]-DNA se logra adsorbiendo los hfbridos en suspensión en hidroxiapatita. Los hlbridos adsorbidos se cuantifican con un contador gamma y se calculan los resultados de la prueba como la relación de cpm de la muestra problema con respecto a cpm de la muestra control, y se comparan con valores de muestras de control positivos. En la actualidad se están desarrollando análisis para identificar retrovirus, como el HN. 21 Existen diversos estuches para identificar virus de este tipo, como adenovirus, citomegalovirus, virus de Epstein-Barr, virus de hepatitis B, herpes simple y Chlamydia trachomatis (Enzo Diagnostic lnc., 1990). El uso de sondas de DNA es un análisis especffico y rápido para detectar agentes infecciosos. No es necesario purificar el antígeno, ni producir anticuerpos específicos para él. Este procedimiento elimina además la necesidad de efectuar técnicas de cultivo costosas y que llevan tiempo para la identificación viral. Por último, el procedimiento puede aplicarse para encontrar virus latentes o recientemente activados en el interior de células nucleadas, cuando la detección de an-

e

ENSAYO INMUNOLOGICO Y PRINCIPIOS RELACIONADOS 6 •

tígeno viral o anticuerpo específtco sería inferior al rango detectable en un ensayo inmunológico. Sin embargo en líquidos biológicos, la detección de ácidos virales nucleicos utilizando sondas de DNA en general se encuentra por debajo de la capacidad de sensibilidad de este método. El número de sondas de DNA específicas disponibles aumenta día a día, pero aún no abarca todos los patógenos conocidos.

---f-----RESUMEN En el presente capítulo se describieron en detalle algunas de las técnicas de ensayo inmunológico más comunes. Estas incluyen ensayos inmunológicos con marcadores isotópicos (ensayo radioinmunométrico) y ensayo radioinmunológico; ensayos inmunológicos que utilizan marcadores enzimáticos (ELISA y EMin; y por último, ensayos inmunológicos que utilizan compuestos fluorescentes como marcadores (FPIA, ensayo inmunológico con polarización fluorescente) o sustratos fluorogénicos en procedimientos de apareamiento enzimático (SLFIA, ensayos inmunofluorescentes con sustrato marcado). Los ensayos inmunológicos mencionados utilizan diferentes sistemas de detección para determinar la presencia de una molécula de interés o cuantificarla. Algunas diferencias entre los diversos ensayos inmunológicos son: 1) que la molécula de interés sea un anticuerpo, un anlígeno o un hapteno; 2) que las reacciones entre el ligando de interés y el anticuerpo sean competitivas o no competitivas, y 3) que la forma libre y enlazada de los ligandos marcados se separe (métodos heterogéneos) o no se separe (métodos homogéneos) antes de la detección. Los ensayos radioínmunológicos fueron los primeros métodos de ensayo inmunológico que se desarrollaron y que siguen empleándose con más frecuencia en la actualidad. Sin embargo, los laboratorios clfnicos han comenzado a explorar métodos alternos para evitar los problemas de almacenamiento, manejo y desecho relacionados con el uso de radioisótopos. Para eliminar estos problemas se han desarrollado ensayos inmunoenzimáticos y ensayos inmunofluorcscentes, con el fin de sustituir los ensayos radioinmunológicos. Los procedimientos de hibridación con sondas de DNA de tipo no isotópico también son una alternativa que se ensaya en la actualidad para detectar agentes infecciosos. El ensayo radioinmunológico sigue siendo el ensayo inmunológico que predomina actualmente, porque no existen métodos alternos disponibles o son menos sensibles. Cuando se dispone de ensayos sensibles, los valores que se obtienen con otros procedimientos con frecuencia difieren de los que se reportan previamente con ensayo radioinmunológico. Esto provoca problemas cuando el médico no está consciente de dichos cambios.

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QUIMICA CLINICA

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ENSAYO INMUNOLOGICO Y PRINCIPIOS RELACIONADOS 6 •

109

APLICACION DE CONCEPTOS 6-1 Un niño de tres años se quejó de dolor en la rodilla y sus padres lo llevaron al pediatra. El examen reveló hemorragia espontánea dentro de la articulación rotuliana. Se sospechó una afección de la coagulación sanguínea, por lo cual se realizó una prueba para determinar el tiempo de hemorragia y se obwvo una muestra de sangre para biometría hemática completa, perfil químico, tiempo parcial de tromboplastina y tiempo de protrombina. La biometría hemáLica, el perfil químico, el tiempo de sangrado y el tiempo de protrombina fueron normales. Sin embargo se observó que el tiempo parcial de tromboplastina era mayor de lo normal.

l. El pediatra ordenó la determinación del antígeno al factor VIII en plasma. ¿Qué técnica de ensayo inmunológico se emplea generalmente para esta determinación? 2. ¿Cuál es el principio en el que se basan las técnicas de ensayo inmunorradiológico? 3. ¿Cómo se lleva a cabo la separación de fracciones enlazadas y no enlazadas? 4. ¿Qué tipo de instrumento se utiliza para detectar la radiactividad? 5. ¿Cuáles son las desventajas de utilizar el ensayo inmunorradiulógico?

APLICACION DE CONCEPTOS 6-2 Una mujer de 22 años adicta a la heroína que se encuentra en la sala de urgencias del hospital se queja de confusión, letargo

y fiebre. Varias semanas antes de esta visita, solicitó una prueba para SIDA. En la sala de urgencias se obtuvo muestra sanguínea para biometría hemática de rutina, perfil químico y análisis de sustancias tóxicas. Tan1bién se obtuvo una muesIra de orina y se envió al laboratorio para análisis de sustancias tóxicas. En una tomografía computadorizada del cráneo se observaron diversas lesiones cerebrales. Se obtuvieron muestras de sangre para cultivo y una muestra de líquido cefalorraquídeo. l. ¿Cuál es la técnica de ensayo inmunológico que se emplea con mayor frecuencia para detectar anticuerpos al HIV? 2. ¿Qué técnica se utiliza para confirmar una prueba positiva de HIV en suero mediante la técnica EL! SA?

3. ¿Qué técnica de ensayo inmunológico se emplea comúnmente para efectuar un análisis cualitativo de fármacos en muestras de orina? 4. ¿Cuáles son los métodos preferidos para confirmar una prueba positiva de fánnacos en orina? 5. En el líquido cefalorraquídeo se observó elevación del número de leucocitos. La infección por Toxoplasma gondií se asocia con pacientes que presentan prueba positiva para HIV y se sospechó en este caso. ¿Qué técnica de ensayo inmunológico se emplea para identificar anticuerpos específicos IgG e IgM producidos por el huésped en respuesta a infecciones? 6. ¿De qué manera difieren las técnicas ELISA. EMIT y SLFIA en términos de principios y procedimientos? 7. ¿Qué fuentes de error podrían introducirse al efectuar el análisis de fármacos debido a que las muestras se hayan obtenido y almacenado de manera incorrecta?

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

CONTENIDO DEL CAPITULO

• Definir la automatización y la siguiente terminología relacionada con ella:

INTRODUCCION

Análisis discontinuo (de lotes) Análisis en paralelo Análisis secuencial Flujo continuo Análisis simultáneo Análisis discreto Análisis selectivo Acceso aleatorio Repertorio de pruebas Producción total Tiempo de espera

• Describir las etapas del análisis automatizado. • Discutir los puntos críticos en que pueden producirse errores en el análisis automatizado. e Describir tres métodos generales para efectuar análisis automatizado y dar ejemplos específicos de cada uno. • Identificar consideraciones que ayuden a la elección adecuada de instrumentos. 110

ETAPAS DEL ANALISIS AUTOMATIZADO Muestra Obtención Preparación Identificación Muestreo y transporte

Reactivos Preparación Transporte y entrega

Condiciones de reacción Medición de la reacción Verificación del funcionamiento y mantenimiento preventivo EJEMPLOS DE SISTEMAS ESPECIFICOS Analizadores de flujo continuo Analizadores en paralelo Analizadores discretos SELECCION DE INSTRUMENTOS RESUMEN

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AUTOMATIZACION EN EL LABORATORIO 7 •

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INTRODUCCION

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La automatización en el laboratorio de química clínica tiene un desarrollo relativamente reciente, aunque se han logrado .avances importantes en los últimos años. Hace 35 años sólo se disponía de un instrumento automático. Gracias a los .avances en las ciencias médicas, más pacientes sobreviven a enfermedades y traumatismos que hubiesen sido mortales basta hace poco. En consecuencia, se ha creado una necesidad continua de pruebas de laboratorio para vigilar a este tipo de pacientes. Además, en la actualidad se dispone de más pruebas y el médico necesita los resultados de las mismas para considerarlos en el proceso de toma de decisiones médicas. Junto con el aumento de la carga de trabajo sobrevino una demanda de mayor productividad entre los técnicos de laboratorio. Como resultado se desarrollaron instrumenlOS automatizados complicados y altamente eficientes. El primer analizador químico automático que tuvo éxito surgió en 1957, cuando se patentó la famosa "burbuja" que se emplea en el autoanalizador. Los primeros intentos para llevar a cabo procesos automatizados produjeron instrumenIOS que medían sólo un constituyente a la vez y simpiemente mecanizaban la metodología manual existente. Sin embargo, J gracias a los avances tecnológicos, es posible determinar más constituyentes con el mismo instrumento y se han desarrollado métodos más confiables y novedosos. Los fabrican ~de instrumentos inclusive han creado reactivos específicos para usarse con sus instrumentos. Con frecuencia estos reactivos tienen instrucciones para uso manual en el caso poco probable de que el equipo falle. En el presente capítulo se describen los principios de a~tomatización aplicables a química clínica y se presentan ejemplos específicos de los mismos con instrumentos actualizados. Sin embargo, antes de entrar en el tema es conveaíente dar algunas definiciones. El término automatización es la técnica, método o sist.ema para hacer funcionar o controlar un proceso mecánico o productivo por medios automáticos como dispositivos electrónicos. Cuando se aplica a la química clínica, la palabra automatización se refiere a un método mecánico para llevar a cabo procesos analíticos. La mayoría de los instrumentos analíticos automáticos se diseñan para efectuar los pasos repetitivos en la determinación de diversas concentraciones de analitos o sustancias problema en muestras de pacientes, principalmente suero, con un mínimo de intervención del operador. Esto tiene el beneficio de eliminar tareas repetitivas y monótonas que pueden producir aburrimiento y falta de atención y propiciar errores en el análisis. Los sistemas automatizados no se dividen con facilidad en categorías. Existen diversos métodos de automatización y casi todos los fabricantes los emplean en combinación en sus instrumentos. A continuación se indican algunos de los términos que se emplean con mayor frecuencia para describir sistemas automatizados.

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Análisis discontinuo (de lotes):

las muestras se procesan en conjunto, en forma de grupo o "lote" en una misma sesión analítica.

Análisis en paralelo:

varias muestras se someten a una serie de procesos analíticos para efectuar un análisis a la vez, hasta completar todo el lote; este proceso suele emplearse junto con el análisis discontinuo .

Análisis secuencial:

las muestras se procesan de manera secuencial en vez de por lote. Penetran al sistema una tras otra, se procesan y los resultados salen en el mismo orden.

Flujo continuo:

tipo de análisis secuencial en el cual todas las muestras atraviesan por el mismo proceso continuo y se someten al mismo proceso analítico de manera simultánea.

Análisis simultáneo:

se lleva a cabo más de un análisis en la muestra al mismo tiempo.

Análisis discreto:

se compartimentaliza cada reacción de la muestra. Cada muestra tiene su propio espacio físico en el cual se efectúa la reacción química individual; con frecuencia este método se usa con análisis simultáneos.

Análisis selectivo (discrecional):

Las muestras se procesan por cualquier método individual o combinación de los mismos, disponibles en un analizador dado, a discreción del operador. Los instrumentos que permiten efectuar análisis selectivo y también procesar muestra<> en o fuera de una secuencia se denominan analizadores de acceso aleatorio.

Repertorio de pruebas:

pruebas que pueden correrse en determinado instrumento. El repertorio inmediato de pruebas incluye las que pueden efectuarse en cualquier momento dado; el repertorio total incluye todas las que pueden realizarse dada la configuración del instrumento.

Producción total:

número máximo de resultados de pruebas que pueden obtenerse en un analizador en determinado periodo, generalmente una hora.

Tiempo de espera:

tiempo mínimo desde que se torna la muestra inicial hasta que se obtiene el resultado.

112 • QUIMICACLINICA

-------ETAPAS DEL ANALISIS AUTOMATIZADO

Preparación

Cada sistema automatizado incluye diversos pasos, que con frecuencia reflejan los que se llevan a cabo en el análisis manual. En la figura 7-1 se ilustran y a continuación se explican.

MUESTRA Obtención

Aunque no constituye un paso de análisis real, el método de obtención es de suma importancia para efectuar cualquier tipo de análisis, en particular si es automatizado. Hasta el momento no existe sustituto para un flebotomista competente que siga la técnica de punción venosa aprobada y recolecte muestras en tubos de ensayo. Además, es necesario que el paciente esté preparado de manera adecuada (p. ej., con ayuno). Es preciso prestar atención al momento en que se toma la muestra, el tiempo que se requiere para transportarla al laboratorio y el momento en que el médico necesíta los resul,..-------.. Necesidad de información del médico

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Paciente

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Obtención de la muestra

~ Preparación de la muestra

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Identificación de la muestra

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Transporte del reactivo- + -----Muestreo

Reacción

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Medición

~ Datos

Flg. 7-1.

El paso de preparación es el que toma más tiempo y en el cual pueden cometerse más errores. El desarrollo de automatización para este paso del análisis de muestra ha sido mucho más lento que para otros. Aunque actualmente hay progresos en esta área, aún se carece de analizadores que incorporen la preparación automática de las muestras originales. Es necesario marcar manualmente las muestras, centrifugarlas y dividirlas en alícuotas en caso de que el análisis tenga que efectuarse en más de un sitio. Existen algunas propuestas para agilizar el paso de preparación de muestras. Estas incluyen el uso de sangre entera, que elimina la necesidad de centrifugación. Algunos dispositivos utilizan electrodos ion-selectivos para medir sustancias como sodio, potasio y calcio en sangre entera y se intenta determinar también otros tipos de analitos. Además se están desarrollando aplicaciones para análisis de sangre entera en las que se emplean películas de reactivo seco y parecen muy prometedoras para eliminar el tiempo que se necesita para procesar la muestra. Otra propuesta para acelerar el paso de proceso de la muestra, o por lo menos reducir al mínimo la intervención humana, es el uso de robots. Se han creado sistemas de robots modulares que mecanizan los pasos de preparación de la muestra. Estos sistemas colocan los tubos en determinada posición en relación con centrífugas y gradillas, y pipetean, vacían y mezclan muestras. Maffetone y colaboradores describen un sistema en el cual se marcan las muestras con códigos de barras y un robot las maneja y las clasifica, lo que resuelve diversos problemas que surgen al procesarlas. 1 Identificación

Laboratorio

Preparación del reactivo

tados. El método de análisis no es superior a las muestras que se reciben.

Pasos del análisis automatizado.

Uno de los pasos más importantes en los análisis de laboratorio es identificar en forma correcta la muestra del paciente. Cuando se marca en forma errónea, los resultados que se producen y se comunican están equivocados, lo cual puede dar lugar a consecuencias importantes para el paciente. Desde el momento en que se obtiene la muestra hasta que se archiva el resultado final, hay diversas oportunidades de cometer errores por lo que respecta a la asignación de resultados. La conexión inicial entre el paciente y la muestra se efectúa cuando ésta se obtiene. Para ello se utiliza una etiqueta que se marca manualmente o por computadora. En muchos laboratorios computadorizados, cuando se recibe la orden de prueba para un paciente se genera una etiqueta con un número de acceso único, en el cual se incluye la información del paciente y las pruebas que se solicitan. También se crea un registro de expediente en la computadora que permanece incompleto hasta que se incluyen los resultados de las pruebas. La etiqueta que genera esta operación computadorizada se fija a la muestra al obtener la sangre. La llegada de la muestra al laboratorio se documenta por los procedimientos de log-in o check-off.

AUTOMATIZACION EN EL lABORATORIO 7 • 113

barrera entre el suero y las células. Un tipo de separador es el gel, presente en el tubo vacío cuando se va a recolectar la muestra, que pasa a su sitio cuando se centrifuga la sangre. Otro es colocar un filtro en el tubo en el que se obtiene la muestra, antes de centrifugarla. El filtro también pasa a su posición entre las células y el suero al centrifugar la sangre. Cuando el separador se encuentra en su sitio, se reduce al núnimo la posibilidad de muestrear células. Es necesario efectuar diversas observaciones con respecto al uso de recipientes para presentar la muestra al instrumento para realizar el rimestreo. Uno de ellos es que dicho recipiente debe estar constituido por material inerte, de manera que no agregue ni elimine analitos de interés. El mejor material para estos recipientes es el vidrio o el polivinilo. Otra consideración es que el volumen muerto debe ser máximo. El volumen muerto se refiere al volumen de muestra en exceso que debe estar presente para asegurar que se aspire todo el volumen de muestra. Una tercera observación consiste en que cuando los recipientes de muestreo son desechables hay ·menor contaminación cruzada y los costos se abaten. Las muestras, ya sea que se encuentren en los tubos de recolección primaria o en los recipientes de muestreo, se colocan en la zona de carga, en donde el instrumento las ubica en posición para el muestreo. La zona de carga es un área diseñada para colocar las muestras hasta que el instrumento efectúe el muestreo real. Las zonas de carga pueden ser mesas giratorias con huecos para colocar los recipientes o tubos que contienen la muestra, una serie de gradillas que detengan dichos recipientes o tubos, o incluso una cadena en serpentín con pinzas para detener tubos. Cuando la muestra se evapora en la zona de carga, la precisión de los resultados se ve muy afectada. Un estudio indica que se produce hasta 50% de error analítico en un lapso de cuatro horas debido a la evaporación? En otro estudio más reciente se observó que se produce un error analítico hasta de 16% cuando transcurren cuatro horas y las muestras están destapadas. 3 Div~rsos factores afectan la cantidad de evaporación, incluyendo el tamaño de la muestra, el tamaño y la forma del recipiente, si éste está tapado y factores ambientales, como temperatura, humedad relativa y tipo de atmósfera. Muchos instrumentos tienen tapas para la zona de carga o tapas individuales para los recipientes o tubos con el fin de minimizar la evaporación. Algunos instrumentos regulan la temperatura de la zona de carga. Es necesario tomar en cuenta otros aspectos de la zona de carga que afectan la integridad de la muestra. Algunos analitos son lábiles según la temperatura y sufren degradación a temperatura ambiente. Una forma de resolver este problema es refrigerar la zona de carga, pero muy pocos instrumentos cuentan con esta característica. Los analitos fotosensibles también requieren de cuidados especiales. La expoMuestreo y transporte sición prolongada a la luz de la habitación puede destruir constituyentes como la bilirrubina. La luz de la habitación se La presentación de muestras al instrumento se lleva a cabo de excluye .de manera eficaz de la zona de carga mediante tapas diversas maneras. Estas se dividen en dos tipos generales: mues- . de color (color humo, color naranja o rojas). Estas tapas no trear directamente el tubo de recolección primaria o muesrrear sólo ayudan a evitar la fotodegradación sino también la evaalícuotas de la muestra que se transfirieron manualmente a poración. otros recipientes. La mayoría de los instrumentos emplea sondas de acero Cuando se utiliza el tubo de recolección primaria, en geinoxidable delgadas para introducir la muestra. La sonda peneral se realiza alguna separación con el fin de formar una

Los laboratorios que no utilizan computadoras se basan en el registro adecuado de las muestras por el flebotomista que efectúa la recolección. Este prepara en forma manual mia etiqueta que contiene él nombre del paciente y lainformación acerca de la recolección. Cuando la muestra llega al la.boratorio junto con la forma de requisición, se le asigna un número de acceso .único. Sin importar de qué manera se identifique la muestra, una vez que se inicia el análisis se requiere de alguna forma para vincular los resultados de la prueba con ésta y en último :&mino con el paciente. En cada paso del procedimiento .malítico, desde que se comienza a preparar la muestra hasta que se reporta el resultado final, es necesario identificar la muestra en forma positiva. Para ello se utilizan diversos métodos. Un número cada vez mayor de instrumentos puede efecmar muestreo del tubo de recolección primaria u original. El :ISO de etiquetas con código de barras, producidas por el sis~a de computadora del laboratorio ya sea puestas a mano :uando llega la muestra al laboratorio o por el propio instrumento cuando se programa el análisis, facilita que dicho instrUmento identifique las muestras. A continuación los resultados se marcan con el número de acceso del paciente, que s: incluye en el código de barras. Cuando no puede emplearse el tubo de recolección primaria, generalmente la muestra se transfiere a algún tipo de recipiente de muestreo. Es necesario marcar ese recipiente ;:un la rriisma información que se encuentra en el tubo origiaal, incluyendo el número de acceso. Este procedimiento se efectúa con etiquetas secundarias o codificando los recipientes y correlacionándolos con una lista de trabajo o de muestras. En este sistema, al igual que en el sistema del código de barras, los resultados se igualan en último término con el número de acceso del paciente, que se asigna a la muestra =nando ésta llega al laboratorio. Las etiquetas que se utilizan para identificar las muestras mientras se analizan, deben ser legibles para los operadores y también para los instrumentos, de manera que sea posible localizarlas con facilidad. Es evide;lte que durante e] proceso y el análisis hay di,·ersas oportunidades de asignar en forma errónea los resultados. El riesgo aumenta cuando se transcribe en forma manual la información desde el ingreso de la muestra y la colocación de la etiqueta, hasta el cambio de etiquetas y la preparación de listas de muestras. Cuando la m.uestra debe correrse en un orden específico definido por alguna lista, existen aún más oportunidades de cometer errores. Dichos errores se reducen al núnimo a medida que hay menos pasos de identificación de las muestras que requieran de la intervención humana.

114 • QUIMICA CLINICA

netra a la muestra, en algunos casos tras romper el tapón protector, y aspira el volumen adecuado. En general hay un sensor de nivel de líquido asociado con la sonda de muestreo para que ésta sólo penetre determinada distancia en la muestra. Si la sonda de muestreo se utiliza para todas las muestras, es posible que produzca contaminación. Esta se reduce al mínimo incorporando dispositivos de enjuague internos y externos a la sonda, que funcionan entre uno y otro muestreo. La contaminación se elimina en los sistemas que utilizan sondas de muestreo desechables. Tras aspirar la muestra, el instrumento la transporta al recipiente de reacción. Los analizadores de flujo continuo usan bombas peristálticas y tubería de plástico para el transporte de la muestra y los reactivos en el interior del instrumento. Casi todos los analizadores discretos utilizan dispositivos de desplazamiento positivo de líquidos o jeringas para aspirar volumétricamente e introducir la muestra al recipiente de reacción. Los analizadores de flujo continuo que utilizan bombas peristálticas y tubería de plástico se basan en el diámetro interno de la tubería y en el tiempo que la sonda permanece dentro de la muestra para determinar su tamaño. Como aspiran en forma secuencial y uniforme muchas muestras, no es necesario medir en forma precisa el tamaño de la muestra. Se utiliza tubería calibrada para saber qué volumen de líquido viaja a través de la misma por unidad de tiempo; asimismo, se conoce el tiempo que se introduce la sonda en la muestra para calcular el tamaño aproximado de la muestra. Los dispositivos de desplazamiento positivo se calibran para la medición exacta y precisa de volúmenes de tan sólo 1 ¡.LL. Es preciso controlar cuidadosamente la velocidad de los motores que hacen funcionar dichos dispositivos porque los cambios repentinos de velocidad pueden provocar pipeteo impreciso e inexacto. La exactitud del sistema de pipeteado se verifica periódicamente y no debe exceder ± 1% del volumen nominal del sistema.

REACTIVOS Preparación

Existen muchos métodos para preparar reactivos, y diversos reactivos en el mercado. El más común es preparar soluciones que se empacan a granel en botellas de vidrio o de plástico. En muchos casos se coloca directamente la botella en o dentro del instrumento, se une al sistema de suministro y se emplea sin más preparación, lo cual reduce al mínimo los errores debidos a dilución o procesamiento incorrecto. En algunos sistemas se utilizan reactivos concentrados o en forma de polvos secos, y es necesario diluirlos a un volumen específico antes de emplearlos. Aunque pueden cometerse errores debido a la reconstitución incorrecta, esto reduce el espacio de almacenamiento y en general aumenta la estabilidad. En algunos sistemas se evita el error humano en la reconstitución de reactivos porque el instrumento lo reconstituye según lo requiere. En general, la estabilidad de los reactivos a granel es muy buena. Suelen tener fechas de caducidad de un año o más. Los reactivos que contienen enzimas casi siempre tie-

nen fechas de caducidad más cortas. Sin embargo, la estabilidad se prolonga cuando los componentes de enzimáticos se empacan por separado. El reactivo de trabajo, que es de estabilidad más corta, se prepara mezclando los dos componentes. Otro método para preparar reactivos es el concepto de prueba unitaria. Los reactivos, en general en forma seca, se encuentran empacados previamente en cantidades suficientes para llevar a cabo una sola prueba. Estos reactivos medidos con anterioridad se reconstituyen con algún diluyente como agua, solución amortiguadora o, en el caso de métodos de portaobjeto seco, sólo con la muestra. A menudo la reconstitución se realiza de manera automática en el instrumento. Aunque los reactivos empacados en forma unitaria suelen ser más costosos que las soluciones a granel o los reactivos en polvo, ocupan menor espacio de almacenamiento, evitan la posibilidad de contaminación de reactivos y se utilizan en forma más eficaz, sin desperdicios. Transporte y entrega

El volumen de reactivo que se requiere para determinar un analito dado se relaciona en forma directa con el volumen de muestra que se utiliza. En la mayoría de las reacciones químicas es necesario que se combinen los reactivos y la muestra en proporciones exactas para dar resultados precisos. Los fabricantes determinan dichas proporciones para sus instrumentos. Sin embargo, algunos permiten que los usuarios desarrollen y utilicen sus propias aplicaciones de prueba. En los sistemas de prueba unitaria, se mide previamente el volumen de reactivo. La "dosis" de reactivo que se encuentra en el recipiente de reacción sólo tiene que hacerse llegar al área en la cual se agregará la muestra. En general esto se lleva a cabo empujando de manera mecánica el recipiente de reacción al sitio de muestreo. Los sistemas de flujo continuo utilizan bombas peristálticas y tubería de plástico para transportar los reactivos a través del sistema. El volumen de reactivo lo determina el diámetro interno de la tubería, al igual que el volumen de muestra. Las corrientes que contienen la muestra y los reactivos se mezclan, y continúan atravesando el sistema por la acción de la bomba peristáltica. Algunos analizadores discretos también utilizan bombas peristálticas para suministrar volúmenes determinados de reactivos a recipientes de reacción estacionarios. Otro método que se utiliza para suministrar volúmenes específicos de reactivo a una cámara de reacción lo constituyen las jeringas de desplazamiento positivo. Estas funcionan del mismo modo que las de desplazamiento positivo que se utilizan para aspiración y suministro de muestras. Es necesario tomar las mismas precauciones que se mencionaron con · anterioridad: es preciso controlar la velocidad del motor im- ·•• pulsor con sumo cuidado para evitar cambios repentinos de velocidad y verificar la exactitud en forma periódica.

CONDICIONES DE REACCION Para describir las condiciones de reacción es necesario comenzar por el recipiente en que va a efectuarse. En los sistemas de flujo continuo el recipiente de reacción es la tubería .

AUTOMATIZACION EN EL LABORATORIO 7 • 115

a través de la cual fluye la mezcla. En sistemas discretos se utilizan recipientes de reacción para uso repetido o desechables, que se desplazan por el sistema o se encuentran en una ;::ámara de reacción estacionaria. En muchos casos el recipiente de reacción también es la celda. Los componentes de reacción se mezclan de diversas maneras. En los analizadores de flujo continuo la mezcla se lleva a cabo mediante una combinación de métodos. Primero se efectúa una serie de inversiones de la mezcla de reacción a. medida que la corriente atraviesa por bobinas de mezclado. La acción de las burbujas de aire que se inyectan al flujo de ;:orriente ayuda al proceso de mezclado, ya que hace que el líquido que se encuentra en la pared de la tubería se desplace junto con el que está en el centro y da lugar a flujo turbulento en vez de laminar. En los métodos de portaobjetos secos la mezcla de la muestra se realiza con reactivos previamente mezclados y medidos, mediante difusión. Conforme la muestra entra en .:ontacto con la capa superior en el portaobjetos, se absorbe por acción capilar a la capa porosa. Cuando los reactivos se hidratan, los componentes de interés se difunden a las capas reactivas. En los sistemas discretos los componentes de reacción 5.:: mezclan ya sea mediante: 1) paletas o varillas de agita;::ión, 2) movimiento del recipiente de reacción, 3) adición forzada de reactivos y 4) agitación mediante burbujas de aire u ondas ultrasónicas. Algunos sistemas que utilizan cámaras de reacción estacionaria incluyen barras de agitación magnética para mezclar los componentes. En los sistemas automatizados la incubación se lleva a .:abo por determinados periodos para permitir que se efectúen las reacciones. En general los recipientes de reacción se mantienen a temperatura constante para asegurar la integridad de las reacciones. · En los sistemas de flujo continuo el tiempo de incubación adecuado se logra variando la longitud de tubería a través de la cual fluyen los componentes; si ésta es más larga, el periodo de incubación es mayor. En los sistemas discretos se asegura que el tiempo de incubación sea adecuado manteniendo los recipientes de reacción en posición fija durante un periodo específico o utilizando microprocesadores para retrasar la medición hasta que la reacción termina. La temperatura generalmente se controla utilizando baños de agua o de aire o bloques de calentamiento. La temperatura se vigila mediante termopares. El instrumento indica condiciones erróneas cuando la temperatura excede límites predeterminados. En algunos instrumentos es posible que el operador controle la temperatura deseada. Sin embargo, la mayoría de ellos están precalibrados. Es necesario mencionar los electrodos ion-selectivos para determinación de sodio; potasio, cloruros y, ocasionalmente, óxido de carbono. Los sistemas de manejo de reactivos y las condiciones de reacción para electrodos ion-selecti" vos son muy diferentes a las condiciones previamente descritas, que se aplican principalmente a mediciones colorimétricas o enzimáticas. La mayoría de los electrodos ion-selectivos se emplean para flujo continuo, por lo cual la muestra y las soluciones de referencia se desplazan mediante bombas peristálticas a través de cámaras que contienen elec-

trodos indicador y de referencia fijos. La muestra debe permanecer en contacto con los electrodos suficiente tiempo para alcanzar un estado estable. Los electrodos están diseñados para reducir su tiempo de respuesta de manera que se alcance el estado estable con rapidez, maximizando la capacidad del sistema.

MEDICION DE LA REACCION

Tradicionalmente se ha utilizado la fotometría de absorbancia/transmitancia para medir analitos. Este método tiene tres componentes básicos: fuente luminosa, método para aislamiento espectral y detector. Muchas fuentes de energía radiante se han incorporado a sistemas automatizados. Las más comunes incluyen lámparas de tungsteno, cuarzo-halógeno, deuterio, mercurio y xenón. Cada una de ellas tiene ventajas y desventajas . Los filtros de interferencia se utilizan con frecuencia como método para aislar una región del espectro. Estos filtros son poco costosos y se preparan con anchos de banda relativamente angostos, de 5 a 15 nm. Algunos instrumentos más modernos utilizan monocromadores como rejillas de difracción, para aislar una porción del espectro. Las rejillas de difracción proporcionan un espectro continuo y por tanto un margen más amplio para elegir las longitudes de onda que pueden emplearse. La rejilla de difracción también permite utilizar dos o más longitudes de onda de manera $imultánea con fines de corrección, para eliminar la contribución a la absorbancia de las sustancias que interfieren . Los tubos fotomultiplicadores son los detectores más empleados en sistem~ automáticos. Los fotodiodos tienen sensibilidad adecuada para la mayoría de las aplicaciones, pero los tubos fotomultiplicadores tienen mayor sensibilidad, que se requiere para aplicaciones en las cuales es necesario que el tiempo de respuesta sea muy corto. En los últimos años se han desarrollado otros métodos además de la fotometría de absorbancia/transmitancia para la medición de analitos. Uno de ellos es la fotometría de reflectancia. En ella se mide la luz difusa que se refleja, en vez de la luz que se absorbe. La intensidad de la luz reflejada se compara con la intensidad de la luz que se refleja en una superficie de referencia. Una desventaja de la fotometría de reflectancia es que las intensidades no guardan relación linea! con la concentración del analito de interés; no siguen la ley de Beer. Para corregir esta desviación se utilizan algoritmos matemáticos con el fin de linealizar la relación entre la intensidad de la luz que se refleja y la concentración de analito. Los componentes del sistema electroóptico que se emplean en fotometría de reflectancia son prácticamente los mismos que en la de absorbancia/transmitancia: fuente luminosa, monocromador y detector. Otros métodos disponibles para medir .la concentración de analítos son turbidimetría, nefelometría y fluorescencia. La turbidimetría y la nefelometría tienen gran aplicación en química de proteínas e inmunológica. La fluorescencia y la polarización de fluorescencia se aplican a los ensayos inmunológicos y a los instrumentos de ensayo inmunológico automatizado.

116 • QUIMICA CUNICA ·

Otro aspecto del estudio de la reacción es el sitio en que se efectúa la medición. En los sistemas de flujo continuo las mediciones se efectúan en celdas de flujo estacionarias, a través de las cuales atraviesa el torrente de reacción. En modelos recientes, se eliminan las burbujas para evitar el exceso de ruido, pero en algunos sistemas más modernos, se controla el número y la distancia de las burbujas, y el microprocesador permite tomar la lectura entre una y otra burbujas. La mayoría de los analizadores discretos efectúa determinaciones en los recipientes en que se lleva a cabo la reacción. En caso de que el recipiente de reacción sea desechable, tras efectuar la medición el instrumento retira el recipiente en forma automática, o el operador lo retira y lo rlesecha. Cuando el recipiente de reacción no es desechable, es necesario lavarlo bien, verificar su limpieza y prepararlo para la siguiente reacción. Los recipientes desechables simplifican el proceso, pero con frecuencia tienen propiedades ópticas de menor calidad y constituyen un costo continuo. Los recipientes no desechables deben lavarse por mecanismos cuidadosos, pero sus estándares ópticos suelen ser mucho mejores, lo que reduce el costo a largo plazo. Es preciso transformar la señal que se produce durante la etapa de medición en datos de utilidad para el operador. Casi todos los sistemas utilizan las señales análogas de los detectores y las transforman en señales digitales mediante convertidores análogos a digitales (AID). Esta información se presenta a la computadora del instrumento, que la transforma con rapidez en datos fáciles de usar. Los resultados aparecen en un tubo de rayos catódicos, directamente en papel, o cinta de impresión, o en ambos sitios. A continuación el técnico revisa los resultados y los transfiere a formas de reporte, cuando se efectúa el reporte manual, o los transcribe a la computadora. Este paso es extremadamente susceptible de errores de transcripción. Muchos de los instrumentos más avanzados hacen interfase directa con la computadora del laboratorio, lo que elimina el paso de transcripción y los errores consiguientes.

VERIFICACION DEL FUNCIONAMIENTO Y MANTENIMIENTO PREVENTIVO Todos los analizadores requieren de algún tipo de verificación mínima de funcionamiento, aunque sólo consista en analizar material de control para verificar la respuesta y la precisión. La verificación más elaborada del funcionamiento se realiza mediante la determinación de la intensidad de la lámpara del fotómetro, la verificación de las curvas de calibración, la observación de las partes con movimiento para asegurarse de que funcionen correctamente, vigilando las temperaturas y por cualquier función de autocontrol del instrumento disponible en el analizador. El mantenimiento preventivo tiene el objetivo de asegurar que el analizador continúa funcionando correctamente. Uno de los procedimientos de mantenimiento más importantes es limpiar el analizador clínico, sin importar el tipo de instrumento. La limpieza de los derrames de muestras y reactivos ayuda a evitar un mal funcionamiento futuro. Otros procedimientos de mantenimiento incluyen desecho de des-

perdidos, limpieza de baños de agua, limpieza de los recipientes de reacción (cuando no son desechables), sustitución de reactivos, sustitución de partes descartadas o dañadas (p. ej., filtros, tuberías, jeringas, sondas, lámparas) y reajuste de los componentes para asegurar un funcionamiento correcto.

--f-------EJEMPLOS DE SISTEMAS ESPECIFICOS

En la siguiente sección se presenta información específica de algunos aparatos que se utilizan con frecuencia en ellabonitorio en la actualidad. Por supuesto, es imposible mencionar todos ellos. Además se incluyen algunos instrumentos con fines ilustrativos, y no porque sean de uso general.

ANALIZADORES DE FLUJO CONTINUO El autoanalizador (AA) y el analizador secuencial múltiple (ambos con computadora, SMAC, o sin ella, SMA) fabricados por ·Technicon Instruments Corporation son los principales ejemplos de analizadores de flujo continuo. Como se mencionó en la introducción, el autoanalizador fue el primer analizador químico automatizado que tuvo éxito. Se basó en el principio de flujo continuo desarrollado por Leonard Skeggs y patentado en 1957. El primero de estos instrumentos podíaprocesar 20 muestras por hora efectuando una misma prueba y utilizaba reactivos a razón de 5.0 ml por minuto. Las versiones actuales de SMAC pueden procesar hasta 150 muestras por hora, efectúan hasta 23 pruebas por muestra y consumen tan sólo cerca de 0.75 ml de reactivo por minuto. El SMAC es un ejemplo de aparato para análisis secuenciales no selectivos. Utiliza códigos de barras para identificar las muestras. La mayoría de los reactivos se emplean a granel y requieren de poca preparación. Las mediciones se efectúan por fotometría de absorción, con una celda estacionaria de flujo y filtros para aislar la longitud de onda. Los resultados se calculan por computadora y se imprimen en una forma que puede utilizarse como reporte final.

ANALIZADORES EN PARALELO Los ejemplos más característicos de analizadores en paralelo son los analizadores centrífugos. Desarrollados con fondos federales en el Oak Ridge National Laboratory, sus principios no han sido patentados. Diversos fabricantes producen los analiza~ dores centrífugos, incluyendo: GemENI, de Electro-Nucleonics; COBAS, de Rache; y CENTRIFICHEM, de J. T. Baker. Las muestras y los reactivos se transfieren a compartÍ-' mientas discretos insertos en un rotor mediante jeringas de desplazamiento positivo. El rotor contiene celdas o alinea las celdas en el instrumento, de manera que cuando éste se ace" lera muestras y reactivos se mezclan en la celda que se en" cuentra en la sección más externa por fuerza centrífuga. Ld

AUTOMATIZACION EN EL LABORATORIO 7 • 117

temperatura se controla con baño de aire o calentadores montados en los rotores. Los rotores y las celdas pueden ser desechables o no; estos últimos deben lavarse antes de emplearse de nuevo. La celda gira con rapidez a través de un sistema óptico, que consta de una fuente luminosa estacionaria, filtros para elegir la longitud de onda y un tubo fotomultiplicador que toma las lecturas de cada celda cuando ésta atraviesa por el sistema óptico, por lo cual es de utilidad para · determinar velocidad de reacción. En general, los analizadores centrífugos son instrumentos discontinuos (para lotes) capaces de determinar únicamente un analito a la vez. Utilizan reactivos a granel que requieren de poca o ninguna preparación. Diversos distribuidores producen reactivos para estos aparatos y cada laboratorio puede adaptarlos para aplicaciones propias.

Posición de llenado 2 Tapón que se abre hacia el interior del paquete Compartimientos de reactivo (sellos temporales) Columna cromatográfica Cámara de reacción Sello permanente Paquete para prueba analítica para el aparato ACA IV de DuPont. (Cortesía de DuPont Medica! Products, Wilmington DE.)

Fig. 7-2.

ANALIZADORES DISCRETOS Los analizadores restantes se clasifican en la amplia categoría de analizadores discretos, que utilizan diversas estrategias. Eastman Kodak: fabrica y distribuye los analizadores EKTACHEM. Estos son ejemplos primarios de la tecnología de portaobjetos seco. Las pruebas se solicitan en una panta~. de rayos catódicos en la que se procesa el menú que se eliJa. Puede programarse cualquier combinación de pruebas. Las muestras se aplican en portaobjetos que se dispensan auIOmáticamente en cartuchos específicos para efectuar determinada prueba. La muestra se aplica mediante sembradores individuales desechables, con lo que se elimina el problema de contaminación. La propia muestra proporciona el líquido aecesario para hidratar las capas reactivas del portaobjetos. Los portaobjetos se incuban en cámaras de aire caliente y el color que se desarrolla se mide por fotometría de re:flectancia en el extremo inferior del portaobjetos. Se obtienen resultados para cada muestra y se imprimen en forma de reporte, el cual se utiliza como reporte final o gráfica. Cada portaobjetos contiene reactivos para una sola prueba; el EKTACHEM t'S un ejemplo del concepto de pruebas unitarias. Los portaobjetos con reactivos se almacenan en un refrigerador o a temperaturas de congelación, según la prueba, y se adquieren únicamente en Eastman Kodak:. Otro ejemplo del concepto de pruebas unitarias es el ACA IV de DuPont. Los reactivos se encuentran disponibles en paquetes de plástico (fig. 7-2). El instrumento reconoce un código binario referente a la reacción química en el encabezado del paquete que proporciona la identificación de la prueba. La cantidad de muestra necesaria para la reacción se aspira y se pone en contacto con el paquete de reactivo, con suficiente diluyente para lograr un volumen total de 5.0 ml. A medida que esta preparación atraviesa por varios sitios de reposo en atmósfera de aire caliente, el reactivo, que está secuestrado en vainas, se libera y se mezcla con la muestra y el diluyente. La reacción se mide fotométricamente con filtros montados en una rueda, que permite aislar la longitud de onda que se desea. El paquete adquiere forma de celda óptica con trayectoria de longitud de 1 cm. Los resultados se imprimen en una cinta para reporte. DuPont también fabrica el aparato DIMENSION (fig. 7-3), un sistema de química clínica de acceso aleatorio discreto,

que efectúa 37 pruebas, incluyendo química general y especial, enzimas, electrólitos y fármacos. Los electrólitos se miden con electrodos ion-selectivos. Los reactivos para química fotométrica se almacenan en cartuchos en forma concentrada,. líquida o en tabletas. Las celdas se forman a medida que el mstrumento las necesita, utilizando un rollo de película Surlyn®, y son desechables. La muestra y el reactivo, que se hidrata según se requiera, se añaden a la celda recién formada en donde se efectúa el mezclado y la medición. La longitud de onda se elige mediante los filtros montados en una rueda. Después de tomar la lectura, se sella la parte superior de la celda y se deposita en un recipiente para desperdicios. Cuando se efectúan todas las pruebas en determinada muestra, la computadora imprime el reporte. Beckrnan Instruments fabrica y distribuye la familia de analizadores SYNCHRON. El SYNCHRON CX3, diseñado para el control diagnóstico eficaz para procesar grandes volúmenes en caso de urgencia y para casos rutinarios, es un analizador multianalítico discreto que realiza las ocho pruebas que se requieren con mayor frecuencia: sodio, potasio, cloruro, dióxido de carbono, glucosa, nitrógeno ureico, creatinina y calcio. El SYNCHRON ASX (fig. 7-4) es un analizador químico fundamental que es capaz de efectuar hasta 23 tipos de análisis en más de 300 configuraciones. El ASX incluye el INTERLINK Systems Director, que permite que el usuario archive los datos del paciente, los datos de control de calidad y el conjunto de datos, y también hace interfase con una computadora interna. Los analinadores SYNCHRON CX4 y CX5 son capaces de llevar a cabo más de 40 tipos de análisis definidos por Beckrnan y tienen espacio para 45 tipos de análisis adicionales, que define cada laboratorio en forma individual. Los analizadores SYNCHRON de mayor tamaño son analizadores químicos de acceso aleatorio controlado con microprocesadores. Las muestras y un volumen adecuado de reactivos para la prueba que se va a efectuar se pipetean en celdas de vidrio que se encuentran en el carrusel de reacción y la temperatura se controla de 30 a 37°C. Las celdas de vidrio giran y atraviesan el sistema óptico, que tiene 10 longi·tudes de onda fija que van de 340 a 700 nm. Cuando termina

_ _ _._...ca•

7150/1

Fig. 7-3.

Sistema de química clínica DIMENSION. (Cortesía de DuPont Medica! Products, Wilmington DE.)

Fig. 7-4.

Sistema SYNCHRON ASX. (Cortesía de Beckman lnstruments lnc., Brea, CA.)

AUTOMATIZACION EN EL LABORATORIO 7 +

Fig. 7-5.

11~

Sistemas analizadores OPTICHEM i 80 y i 20. (Cortesía de Coulter Electronics lnc., Hialeah FL.)

la reacción y se efectúan las mediciones, las celdas se sornelen a lavado automático y se verifican para validar si éste fue 3decuado. Existe un procedimiento de muestreo primario de lllhos en todos los analizadores SYNCHRON. Además, el Í8St1Uillento puede conectarse a un sistema de computadora aoexo para archivo directo de los resultados de los pacientes. Boehringer Mannheim Diagnostics distribuye los analizadores Hitachi. Estos utilizan jeringas de desplazamiento positivo para aspirar y suministrar muestras y reactivos a celdas que se encuentran dentro de baños de agua que mantienen una temperatura de incubación estable, generalmente de 37°C. El muestreo se efectúa a partir de un tubo de recolección primaria o de recipientes que contienen alícuotas. l..os códigos de barras facilitan la identificación positiva de bs muestras. Al terminar las reacciones, se lee la absorbancia en la ceida de reacción utilizando un espectrofotómetro con rejilla de difracción, con detectores a longitudes de onda fijos. Para determinar las lecturas bicromáticas, las celdas se lavan y se verifican ópticamente de manera que queden listas para la siguiente determinación. Existen cartuchos de electrodos ion-selectivos para determinación de sodio, potasio y cloruro. Los reactivos, que se obtienen con Boehringer Mannheim y muchos otros proveedores, se empacan a granel y requieren poca o ninguna preparación. Además, estos instrumentos pueden adaptarse para apllcaciones del propio laboratorio, ya que los parámetros de prueba se programan 1113.Ilualmente. Los instrumentos tienen compartimientos refrigerados para almacenar los reactivos, pero hasta el momento las zonas de carga no tienen control de temperatura.

Los analizadores Hitachi ofrecen muchas funciones de automonitoreo y control de calidad de tiempo real. Coulter Electronics Inc. ofrece los sistemas químicos OPTICHEM 180 y 120 (fig. 7-5), que son analizadores clínicos de acceso aleatorio para situaciones rutinarias y de urgencia. Las muestras se aspiran en una zona de carga refrigerada. Las muestras y los reactivos se dispensan a recipientes de celdas múltiples (fig. 7-6), cada uno de los cuales contiene 12 celdas de medición· y reacción, mediante dos jeringas de precisión. Las celdas múltiples· se mantienen en una incubadora que se calienta y se enfría gracias a un elemento Peltier durante la fase de reacción. Al terminar las reacciones, la medición se hace mediante un fotómetro que utiliza filtros de interferencia montados en una rueda para aislar determinada región del espectro.- Los reportes se imprimen en una impresora de matriz externa. Las celdas múltiples son desechables. Los reactivos se obtienen de Coulter, pero los sistemas son flexibles y permiten la programación de parámetros para otros reactivos, además de los del fabricante. Olympus Corporation ofrece diversos analizadores químicos, incluyendo las series AU5000, REPLY y DEMAND. Los instrumentos de la serie AU5000 son de mayor tamaño. El más grande de ellos, el AU5061 (fig. 7-7), genera hasta 7 800 resultados ae pruebas por hora y procesa hasta 300 muestras por hora. Las muestras se cargan en gradillas codificadas por color, pára identificar fácilmente el tipo de muestra. Se utilizan códigos de barras para identificación positiva de las muestras. Los electrólitos se determinan mediante electrodos ion-selectivos o fotómetros de flama. Las mues-

120 •

QUIMICA CLINICA

Flg. 7-6.

Sistema de 12 celdas múltiples OPTICHEM. (Cortesía de Coulter Electronics lnc., Hialeah FL.)

tras y los reactivos se dispensan a celdas de vidrio no desechables, que están dedicadas a determinadas reacciones para evitar contaminación cruzada. Los reactivos vienen a granel y requieren de poca o ninguna preparación. Las celdas que contienen las mezclas de reacción se incuban en un baño seco a 37°C. Las mediciones finales se toman con un fotómetro de filtro que tiene 12 longitudes de onda fijas . Los resultados se imprimen en una impresora externa, e interfase bidireccional con la computadora del laboratorio. Las series REPLY y DEMAND (figs. 7-8 y 7-9) son analizadores pequeños con producción más baja. Ambos uti-

lizan celdas desechables, jeringas de desplazamiento positivo para dispensar muestras, reactivos y reactivos concentrados que se diluyen en forma automática. La serie DEMAND es capaz de efectuar 28 análisis químicos y la serie REPL Y tiene parámetros para realizar hasta 198 pruebas. Los reactivos para el repertorio de pruebas de los aparatos REPL Y se encuentran en cuatro carruseles intercambiables.

-ef-------SELECCION DE INSTRUMENTOS

Flg. 7-7.

Olympus AU5061. (Cortesía de Olympus Corporation, Clinicallnstruments Division, Lake Success NY.)

Como se indicó en la descripción anterior, existen diversos tipos de instrumentos. ¿Cómo elegir el sistema más adecuado para determinado laboratorio? Primero, es necesario valorar con exactitud las necesidades específicas del laboratorio y sus objetivos. En segundo lugar es preciso examinar las operaciones actuales, para determinar si hay alguna otra opción además de adquirir un nuevo instrumento. Tercero, se comparan los analizadores disponibles para determinar cuál de ellos resulta más conveniente para ellaboratorio. 4 Cuando se toma la decisión de adquirir un nuevo instrumento, el costo no es el único factor que debe considerarse. También es preciso contestar las siguientes interrogantes. ¿El instrumento es capaz de llevar a cabo todas las pruebas

AUTOMATIZACION EN EL LABORATORIO 7 •

Flg. 7-8.

Sistema REPLY de Olympus. (Cortesía de Olympus Corporation, Clinical lnstruments Division, Lake Success NY.)

Fig. 7-9.

Sistema DEMAND de Oiympus. (Cortesía de Olympus Corporation, Clinicallnstruments Division, Lake Success. NY.)

croprocesadores para control del instrumento y presentación de datos, los aparatos de la actualidad constituyen estaciones de trabajo confiables y eficaces. Existe gran cantidad de instrumentos automatizados y cada uno de ellos tiene algo que ofrecer para mejorar el funcionamiento del laboratorio. No es difícil tomar la decisión de adquirir un sistema automatizado, pero es necesario determinar cuál será el más eficaz.

"" e se requieren? ¿Es necesario adquirir los reactivos de una .: la fuente, del fabricante (reactivos patentados)? ¿Mejorará !'. instrumento el flujo del trabajo? ¿Es necesario que tenga =ayor capacidad para urgencias? En caso afirmativo, ¿la tie:_e? ¿Cuál será el costo de funcionamiento del instrumento? ~ iene algún costo continuo que no sea evidente en el mo~ento de comprarlo? No hay instrumentos a prueba de error, ?Ero cuando se presta atención a los detalles es posible elegir ~- mejor instrumento para cada caso.

--f-------RESUMEN

~

automatización en el laboratorio de qmmtca se tmcw :xe tan sólo 35 años. Hasta el momento ha superado los pri=ervs instrumentos de flujo continuo para mecanizar los ;:::.sos de las determinaciones manuales y químicas. Gracias a - mejorías en las opciones de manejo de muestras y reacti, a las reacciones químicas optimizadas, a los mejores ~temas ópticos y de fotometría, y a la introducción de mi-

121

1

Referencias l. Maffetone MA, Watt SW, Whisler KE : Automated

specimen handling: Bar codes and robotics. Lab Med 21: 436-443, 1990. 2. Burtis CA: Factors inftuencing evaporation from sample cups, and assessment of their effect on analytical error. Clin Chem 21: 1907-1917, 1975. 3. Burtis CA: Sample evaporation and its impact on the operating performance of an automated selective-access analytical system. Clin Chem 36: 544546, 1990. 4. Lifshitz MS, DeCresce RP: Clinicallaboratory instrument selection. Lab Med 21: 367-370 , 1990.

CAPITULO

Computadoras en el laboratorio J. Heleo Cronenberger y Jobo E. Hammond

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

CONTENIDO DEL CAPITULO

• Describir el papel de la Informática en el laboratorio clínico.

INTRODUCCION Historia Tipos de computadoras

• Relacionar la función de las partes de la computadora con capacidad, limitaciones y funcionamiento total de la misma. • Definir patrones de rendimiento de las diferentes partes de la computadora para compararlas en el funcionamiento Integrado de la misma. • Relacionar los principales programas de aplicaciones con el trabajo del laboratorio clínico. • Definir programas controladores, comunicaciones y otros parámetros requeridos para Instalar programas y dispositivos periféricos. • Analizar la Importancia de los estándares RS-232, DB-25P, DB-25S, DB-9P, DB-9S y del cable nulo para la Interfase entre computadoras y aparatos de laboratorio. • Describir la Interfase de los aparatos de laboratorio clínico sin rutina de sincronización y eludiendo la rutina de sincronización hardware. • Describir la Interfase de los aparatos de laboratorio clínico con rutina de sincronización software. 122

Macrocomputadoras Minicomputadoras Microcomputadoras

Tipos de comunicación en la computadora Futuro HARDWARE Fuente de poder Unidad central de procesamiento Memoria Monitores y tarjetas de video Dispositivos de entrada Dispositivos de almacenamiento Impresoras SOFTWARE Sistemas operativos Lenguajes Programa controlador Programas de aplicación Instalación COMUNICACIONES Tipos de transmisión Parámetros de comunicación Comunicación aslncrónica simple Comunicación de computadora a modem Comunicación de computadora a computadora

COMPUTADORASENELLABORATORIO 8 •

Interfase con aparatos de laboratorio

123

SISTEMA DE INFORMACION DE LABORATORIO

Slh rutina de sincronización Rutina de sincronización mediante hardware Rutina de sincronización completa Saltos para eludir la rutina de sincronización Rutina de sincronización mediante software Inicialización BASIC Apertura de puertos de comunicación Entradas y salidas Interrupciones Trampas para errores

. . .;. ...

.~ ,-~ .,,

RESUMEN

---------

APARATO DE LABORATORIO

INTRODUCCION

MICROCO MPUTADORA

!

HISTORIA

-

La revolución de la computadora personal a principios del

ecenio de los 80 puso en manos del personal de laboratorio na herramienta nueva y poderosa capaz de mejorar notable:nente su trabajo. Con el desarrollo de programas procesadores e texto, hoja electrónica de cálculo y base de datos, el uso de omputadoras se convirtió rápidamente en rutina de las ofi-inas administrativas en casi todos los laboratorios clínicos. Junto con el desarrollo de la computadora personal apa:-eció una nueva generación de complicados aparatos de !aratorio con microprocesadores en sus sistemas y los correspondientes programas para controlarlos. Sistemas basados en microprocesadores para controlar aparatos reemplazaron los sistemas electromecánicos de principios de los 70. Los siste::~as controlados por microprocesadores transmiten los datos írectamente del analizador a la computadora. En la actualidad, los laboratorios pequeños utilizan ::omputadoras personales para recolectar datos de múltiples i strumentos, traducir las cifras en resultados significativos, · tegrar todos los análisis de un paciente y generar informes e5critos para incluir en el expediente clínico del paciente. =-.aboratorios más grandes con sistema de información de laboratorio (SIL) utilizan computadoras personales en in·erfase con aparatos de laboratorio para recibir datos burdos ~e los análisis, traducir esa información en resultados signi-- ativos y transmitir los resultados a una central SIL (fig. 8-1). :...a SIL almacena los datos y los transmite a otra computado~ con capacidad para generar informes escritos. Hoy día, ·ngún laboratorio de calidad puede prescindir de las comutadoras. En los modernos sistemas de atención a la salud no sólo \!S importante almacenar, recuperar e interpretar datos de laboratorio sino también otro tipo de datos como informes raiográficos, historia clínica del paciente, resultados electro_cardiográficos y resúmenes de publicaciones. Los profesionales e la salud tienen necesidad de acceder a y utilizar esta enor-

¡

APARATO DE LABORATORIO

Microcomputadoras recopilando datos de los aparatos de laboratorio para transmitirlos a un LIS. Esta organización de LIS es la que se observa con mayor frecuencia, es decir, terminales inteligentes en interfase con una microcomputadora. o una. macrocomputadora. Flg. 8-1.

me cantidad de información; por esta razón surgió una nueva disciplina: la informática médica, que incluye almacenamiento, recuperación y uso óptimo de datos y conocimientos biomédicos para solucionar problemas y tomar decisiones. El cuidado de la salud está íntimamente relacionado con manejo y aplicación de información. Las cifras de laboratorio clínico constituyen una gran parte de la historia clínica del paciente y la informática médica. 1 Las computadoras forman parte de todo laboratorio y la informática médica (incluyendo datos de laboratorio clínico) es indispensable para el suministro de atención a la salud, por tanto el personal del laboratorio debe tener conocimientos básicos de computación y de tecnología de comunicación entre computadoras. En este capítulo primero se estudian conceptos generales de hardware y software y su aplicación en el laboratorio clínico. Luego se presentan ejemplos de interfases de comunicación básica y específica entre computadoras y aparatos periféricos de laboratorio.

TIPOS DE COMPUTADORAS Se acostumbra clasificar las computadoras en tres categorías generales: macrocomputadoras, minicomputadoras y microcomputadoras. En los libros se siguen mencionando estas tres clases de' computadoras y por tanto así se definirán; sin embargo, los avances actuales de la microelectrónica hacen am-

124 • QUIMICA CLINICA

bigua esta clasificación. Así, las siguientes definiciones son generalidades y no corresponden a categorías absolutas. MACROCOMPUTADORAS

Las macrocomputadoras son unidades grandes difíciles de desplazar, requieren ambiente con temperatura y humedad controladas, almacenan gigabitios de datos, apoyan a miles de usuarios o de terminales y cuestan de 1 a 15 millones de dólares. Las primeras computadoras fueron macrocomputadoras (p. ej ., Univac). La IBM 3090 y laCRA Y son ejemplos de macrocomputadoras en el presente. El usuario interactúa o controla la macrocomputadora por medio de estaciones de trabajo llamadas terminales que pueden ser tontas o inteligentes. Las terminales tontas carecen de capacidad de procesamiento o de computación. Constan de .m teclado mediante el cual el usuario envía comandos a la macrocomputadora y de un monitor que muestra los comandos introducidos y los resultados ya procesados. Cálculos, procesamiento y almacenamiento se ejecutan en su totalidad en la macrocomputadora. Por el contrario, las terminales inteligentes son estaciones de trabajo que además de tener monitor y teclado, como las terminales tontas, poseen cierta capacidad de procesamiento y memoria independientes de la macrocomputadora.

MICROCOMPUTADORAS

La tercera categoría de computadoras es la microcomputadora, la más común y conocida. Son fáciles de desplazar y pueden ser autosuficientes (o sea, computadoras completas con capacidad de procesamiento, almacenamiento, efectuar cálculos, etc.). Además, también se pueden conectar a macrocomputadoras y minicomputadoras y apoyan a un pequeño número de usuarios o de terminales. No requieren control de temperatura y humedad y cuestan entre 550 y 25 000 dólares. Ejemplos de microcomputadoras son la serie IBM PS/2, Compaq Dell y Gateway, entre muchas más. La tendencia de la tecnología a reducir la capacidad de la macrocomputadora hasta llegar a la pequeña microcomputadora ha disminuido dimensiones físicas, número de usuarios o terminales apoyados, costo, velocidad de procesamiento, tamaño de la memoria de trabajo, capacidad de almacenamiento y requerimientos para control de temperatura y humedad. Algunas minicomputadoras tienen la capacidad de pequeñas macrocomputadoras y algunas micrücomputadoras tienen la capacidad de pequeñas minicomputadoras. Ejemplos de superposición entre las categorías de minicomputadoras y microcomputadoras son la IBM RISC 6000 y la SUN Sparc. Algunos considerarían estas computadoras como minicomputadoras y otros como microcomputadoras. La distinción entre las categorías precedentes de computadoras sólo corresponde a generalidades y las categorías se superponen.

MINICOMPUTADORAS

Las minicomputadoras son más pequeñas que las macrocomputadoras, se desplazan con cierta dificultad, requieren o no ambiente con temperatura y humedad controladas, apoyan a unos pocos usuarios o terminales (hasta 100), en general, tienen menos memoria que la macrocomputadÓra y cuestan de 500 000 a un millón de dólares. Lo mismo que con la macrocomputadora los usuarios interactúan con las minicomputadoras mediante estaciones de trabajo o terminales que pueden ser tontas o inteligentes, según se mencionó en el párrafo precedente. Ejemplos de minicomputadoras son la familia DEC 5000 VAX y la serie IBM AS/400.

Flg. 8-2.

TIPOS DE COMUNICACION EN LA COMPUTADORA Además de recolectar y procesar datos de análisis, las computadoras se utilizan en el laboratorio clínico para comunicar dichos datos. La International Standards Organization (ISO) definió un modelo de referencia para comunicaciones: Open System Interconnection (OSI); es un protocolo estándar de siete capas para comunicación en computadoras (fig. 8-2). Este modelo se desarrolló para fomentar el uso de estándares de comunicación en software y hardware de modo que productos fabrjcados por diferentes compañías pudieran inter-

7. APLICACION

Suministra servicios de correo electrónico y distribución de correspondencia

6. PRESENTACION

Convierte datos desde y hacia diferentes formatos

5. SESION

Inicia y termina una sesión

4. TRANSPORTE

Suministra control de extremo a extremo

3. RED

Envía datos al destino apropiado

2. ENLACE DE DATOS

Transmite datos de manera confiable entre nodos adyacentes

1. FISICA

Establece conexiones ffsica y electrónica entre nodos

Modelo OSI de referencia para comunicaciones. Se muestran las siete capas con una breve descripción. Las capas 1 y 2 son necesarias para transmitir y recibir comunicaciones.

COMPUTADORAS EN EL LABORATORIO 8 • 125

cambiarse y conectarse entre sí. De las siete capas del protocolo la primera y la segunda describen comunicaciones básicas de una computadora con cualquier otro dispositivo y probablemente estarán a cargo dellaboratorista. La capa 1 define la capa física o sea el conjunto de alambres y terminales para enviar y recibir señales eléctricas de los dispositivos. Esta capa corresponde a los cables que onectan la computadora con los dispositivos periféricos y su estructura la impone el protocolo utilizado en la capa 2. En la capa 2 se describe el enlace de datos o transmisión de bloques de datos de un dispositivo a otro. Los datos se envían en bloques de longitud específica. Antes de transmitir cada bloque se le añaden códigos para verificar errores y para indicar dónde empieza y termina el bloque. La capa de enlace de datos puede ser de dos tipos: de transmisión asincrónica y de transmisión sincrónica. La transmisión asincrónica se genera mediante un dispositivo mecánico, el Teletype, y consiste en la transmisión de un solo carácter en cada intento por un solo alambre. En una microcomputadora el canal normal de comunicación asincrónica es el puerto serie. Es el tipo de comunicación utilizado ·on mayor frecuencia para comunicar dos computadoras, dos rnodems y la mayor parte de los aparatos de laboratorio con ~a computadora. La transmisión sincrónica, desarrollada para transmitir n mayor velocidad un mayor volumen de datos, es la :ransmisión de bloques a través de múltiples cables con esta:iones sincronizadas entre sí recibiendo y enviando señales. ::.a transmisión sincronizada requiere verificación estricta de errores. Es el tipo de comunicación que se emplea para la aansferencia interna de datos en la computadora y para en.ar datos de la computadora a la impresora.

FUTURO A medida que aumentan en número y complejidad las apli- ciones de la computadora en el laboratorio, también crecen :J.S expectativas de los laboratoristas en relación con ésta. En .:undiciones ideales, es deseable contar con la capacidad de _;rrocesamiento, memoria y almacenamiento de las macro.:omputadoras y también con la conveniencia, rapidez de res; esta y accesibilidad de la microcomputadora. Siempre que muchos usuarios intentan acceso simultá::eo a la misma macrocomputadora o minicomputadora el ci;:lo total se hace más lento. Los usuarios deben esperar en _- la mientras la macrocomputadora procesa de una en una las - licitudes en el orden que las recibió. Para acelerar el pro.:esamiento es necesario asignar a la macrocomputadora las :3reas indispensables que sólo ella puede ejecutar, por ejem- lo, procesar y almacenar bases de datos muy extensas y uti:.izar terminales inteligentes para efectuar cómputos y maní- ular cantidades más pequeñas de datos. Los resultados ;ueden entonces retroalimentarse a la macrocomputadora. Con los avances en microelectrónica, las microcomputaoras realizan muchas tareas de computación anteriormente ::ólo reservadas a las macrocomputadoras. En el tiempo :ranscurrido para la publicación de este libro se habrán desa:-rollado computadoras cada vez más veloces que permitan iseñar estaciones de trabajo para suministrar atención a la

salud en la cual es posible sentarse y tener acceso a varias bases de datos con la historia clínica del paciente, imágenes radiográficas, datos de laboratorio e imágenes de patología. Las terminales inteligentes son indispensables para procesar imágenes y efectuar cálculos, por ejemplo, desviación estándar, control de calidad y cálculo de valores reales a partir de curvas estándar. Los datos del laboratorio clínico aún constituyen gran porcentaje de la historia médica del paciente. La tendencia a establecer interfase entre microcomputadoras, centrales de macrocomputación y minicomputadoras continuará progresando en el laboratorio clfnico. En este capítulo el análisis se refiere principalmente a la microcomputadora, el elemento de la red de computación con el que interactúa casi todo el personal de laboratorio. Se estudian hardware, software y comunicaciones en relación con la microcomputadora incluyendo la interfase con aparatos de laboratorio; para mayor información deben consultarse los trabajos mencionados en las referencias 1 a 7.

---~-------HARDWARE El hardware es la parte física de la computadora. La orientación general de los componentes hardware en un sistema normal de computación es el siguiente: los componentes hardware están interconectados y los datos circulan a través de ellos durante procesamiento, cálculos y otras actividades de la computadora. Un dispositivo de entrada es cualquiera que permita introducir datos o comandos a la computadora. El dispositivo de entrada más común es el teclado que permite al usuario comunicarse con la computadora. La unidad central de procesamiento (CPU) o microprocesador es el cerebro de la computadora que dirige todas las actividades . La capacidad para trabajar con datos requiere memoria para almacenar y manipular información. En la memoria también se encuentran programas que indican a la computadora cómo manejar y procesar los datos. Un dispositivo de salida es todo aquel al cual envía datos la computadora. El dispositivo de salida más común es el monitor que muestra resultados de los cómputos para que el usuario pueda verlos. A partir de esta orientación general, se analizarán con más detalle los elementos particulares del hardware.

FUENTE DE PODER Todas las computadoras requieren sum1mstro de corriente directa (DC). Una fuente de poder debe convertir a DC la corriente alterna proveniente de las tomas ordinarias. La intensidad necesaria de corriente (watts suministrados) varía con el número de tarjetas y dispositivos accesorios instalados en el interior de la computadora o conectados a la misma. Los chips de memoria emplean de 5 a 10 watts, el disco de cada drive de 10 a 50 watts y cada tarjeta accesoria de 15

126 • QUIMICA CLINICA

a 25 watts. El suministro de corriente a una microcomputadora típica es de 100 a 200 watts.

UNIDAD CENTRAL DE PROCESAMIENTO El CPU es el cerebro de la computadora donde se leen, decodifican y ejecutan instrucciones. A veces, se denomina procesador central, microprocesador o chip procesador; el CPU controla, coordina y ejecuta las operaciones de cómputo incluyendo cálculo, comparación y transferencia de datos. Aunque las operaciones en realidad se lleven a cabo en otros elementos (p. ej., tarjetas de video, coprocesadores matemáticos), el CPU dirige los datos hacia esas unidades y les indica qué hacer y cuándo hacerlo. El CPU se caracteriza o clasifica según la cantidad de datos unitarios (bitios) que puede procesar de una vez y el tiempo que tarda en procesarlos (MHz). Un dígito binario (bitio) es un dígito simple de un código binario (1 o 0). Físicamente corresponde a una celda de la memoria y desde el punto de vista eléctrico puede estar prendido (1) o apagado (0). Se requieren 8 bitios de memoria para almacenar un baitio o carácter alfanumérico, la unidad común de almacenamiento en la computadora. En otras palabras, ocho bitios representan una letra del alfabeto (un baitio) Con el tiempo, el CPU de 8 bitios (chip 8088) evolucionó al CPU de 16 bitios (chip 80286) y al CPU de 32 bitios (chip 386 y chip 486). Un CPU de 16 bitios puede procesar el doble de datos en un solo paso en comparación con un CPU de 8 bitios. Para aprovechar la mayor capacidad del chip en el CPU se debe escribir el pr.ograma (software) de instrucciones a la computadora con ese chip. Muchos programas · todavía procesan sólo 8 bitios aun cuando puedan ejecutarse en computadoras de 16 bitios e incluso de 32 bitios. El diseño del microprocesador de todos los CPU precedentes se basa en el conjunto de instrucciones complejas para computadora (CISC). La arquitectura de los CPU más recientes se basa en el conjunto reducido de instrucciones para computadora (RISC). Las computadoras con arquitectura RISC trabajan a una velocidad 15 a 50% mayor comparadas con las computadoras CISC y los chips RISC se producen a menor costo. La velocidad reloj de una computadora es la velocidad para generar y enviar pulsos espaciados dentro de la computadora. El reloj del CPU o dispositivo temporizador interno gobierna la rapidez de los ciclos máquina o velocidad del procesador. Computadoras con velocidad reloj más rápida ejecutan más operaciones por segundo. Con frecuencia se utiliza la velocidad reloj para clasificar un CPU. La unidad para medir velocidad reloj es el megahertz (MHz, 1 x 106 ciclos por segundo). Se siguen diseñando CPU con velocidad reloj más rápida, mayor capacidad de bitios y cada vez más pequeños. Las primeras microcomputadoras utilizaron el CPU de 8 bitios (chip 8088) capaz de procesar 8 bitios de datos a la vez con velocidad de 4.7 a 10 MHz. En la actualidad, las máquinas 386 corren a 25 MHz; 33 MHz y 50 MHz. Las microcomputadoras 486 más recientes corren a 25 MHz y 33 MHz con la promesa de 100 MHz en el futuro cercano. Hay otras ventajas en los chips más nuevos que no se analizarán aquí (p. ej.,

el CPU 486 tiene un coprocesador matemático integrado). Con microprocesadores cada vez mejores en el CPU las capacidades de la microcomputadora se aproximan a las de la minicomputadora. El CPU de una minicomputadora tiene una o varias tarjetas con circuitos impresos y el de una macrocomputadora cuenta con muchas tarjetas

MEMORIA Memoria es la parte de la computadora donde se guardan los datos mientras se utilizan y también se almacenan programas o instrucciones para las actividades de la computadora. Consta de varias unidades físicas denominadas chips. La memoria determina extensión y número de programas que la computadora puede retener, así como el número de datos que puede conservar y procesar a la vez. El CPU dirige la manipulación de datos que tiene lugar en la memoria. Hay diferentes tipos de chips de memoria. Algunos conservan la información de manera permanente .go de interrumpir el suministro de energía a la computadora, pero casi todos los chips de memoria pierden la información cuando se apaga la computadora. Memoria sólo para lectura (Read-only memory, ROM) es un tipo de memoria que permanece intacta cuando se suspende el suministro de energía a la computadora. La memoria ROM es permanente. El contenido de esta memoria se introduce mecánicamente en el momento de fabricarla y por lo tanto el usuario no puede alterarlo. El ROM contiene instrucciones de operaciones indispensables para las funciones básicas de la computadora, por ejemplo, interacciones con el disco del drive. Los chips del ROM almacenan el Sistema Básico 'de Entradas y Salidas (Basic Input Output System, BIOS), un conjunto de rutinas para activar y controlar dispositivos periféricos conectados a la computadora. El ROM BIOS influye mucho en la compatibilidad de la computadora con el software. Phoenix BIOS es común en computadoras compatibles con IBM. Memoria de acceso aleatorio (Random-access memory, RAM) es la memoria de trabajo o accesible al usuario; se pierde al interrumpir el suministro de energía. Por lo tanto, los datos en la RAM deben guardarse antes de apagar la computadora. El usuario puede introducir, cambiar o borrar datos en la RAM. El número de chips en la RAM es uno de Jos principales factores para determinl,lf el precio de la computadora. La amplitud de la RAM no sólo define la cantidad de datos procesables de una vez, sino también determina la extensión y número de programas que puede retener la computadora en un momento dado. En consecuencia, las computadoras se clasifican según el tamaño del RAM y en concordancia incrementan su costo. Hoy día, las microcomputadoras, en general, poseen cuando menos 4 megabitios (MB, 4 x 106 bitios) de RAM. Muchas de las primeras computadoras sólo tenían 640 kilobitios (KB, 1 x 103 bitios) de memoria de acceso aleatorio. Casi todas las microcomputadoras tienen ranuras vacías en las cuales se pueden añadir chips RAM adicionales. Cuando se adquieren chips de memoria es importante que su velocidad de operación coincida con los requerimientos de la computadora. La unidad de velocidad es el nanosegundo

COMPUTADORAS EN EL LABORATORIO 8 • 127

(1 x 10-9 segundos). A mayor rapidez, mayor costo del chip. Hay dos tipos de RAM. El RAM estático (SRAM) es un chip con mayor velocidad de ejecución y eficiencia, pero más costoso. Los chips para RAM dinámica (DRAM), los más omunes, cuestan menos y son más lentos. Una computadora con RAM extra no significa que puede utilizarla para trabajar mejor. Además de los chips RAM añadidos también se debe cargar a la computadora un programa para indicarle cómo emplear y dónde localizar la memoria extra. La mayor parte de las microcomputadoras usa el sistema operativo en disco (DOS) de Microsoft, incapaz de :-econocer más de 1 MB de direcciones en RAM (sitios espeíficos en la memoria) y que no puede utilizar más de 640 KB de RAM a la vez. Se pueden superar estas limitaciones el DOS mediante diferentes técnicas. Una técnica es la memoria extendida, una memoria icional a la normal de 1 MB. Se carga un programa espe_.al (controlador de memoria extendida) para indicar a la .:omputadora cómo direccionar o dónde buscar contenidos ~ e excedan 1 MB de memoria. La memoria extendida per::lite retener programas más extensos y mayor cantidad de ;!atas. El DOS no puede usar más de 640 KB a la vez, pero =- ede organizar o separar en páginas de 640 KB los megabi. de la memoria extendida. La segunda técnica para superar las limitaciones de merla del DOS es la memoria expandida, una memoria adi_:onal para ampliar la capacidad de acceso del DOS de 640 ~ hasta 32 MB a la vez. Se debe cargar un programa de es:a:ificación de memoria expandida (EMS) para informar a - omputadora cómo direccionar la memoria adicional. Se _ ede acceder a toda la memoria expandida como una uni. Si una imagen o un programa requieren más de 640 KB :.e RAM sólo la memoria expandida podrá cubrir ese reque- ·ento. Algunos programas para suministrar memoria exdicta son el QEMM-386 de Quarterdeck o el XMAEM.SYS :.e la versión 4.01 de DOS. El uso de memoria RAM adicional, extendida o expana, obligó a acuñar algunos términos relacionados con _licaciones específicas. RAM adicional mayor de 1 MB se ~=!ere como memoria alta. El RAM normal direccionable del JOS y el ROM debajo de 1 MB se denominan memoria baja. Un disco virtual o disco RAM utiliza la memoria adinal como si fuera el disco de otro drive. Manteniendo dis•nibles los datos en RAM (circuitos internos de la compu~ora) se acelera el acceso a esos datos en comparación con - recuperación de datos del disco más lento en un drive. El RAM adicional es particularmente deseable cuando emplean programas residentes en terminal (terminaly-resident, TSR) que permanecen en la memoria todo el mpo de modo que el usuario pueda activarlos de manera -.:stantánea. Si el usuario trabaja con un programa y en ese - mento desea activar un programa TSR, presiona una tecla :esignada ("tecla caliente") y el TSR correrá de inmediato. ~ gunos ejemplos de TSR son los programas de calculadora : el de captura en pantalla. Otro término relacionado con el RAM adicional es :\..\1 sombra, que es el copiado y reubicación de los pro~as esenciales del ROM al RAM. Los chips del ROM itualmente direccionan 8 bitios a la vez con velocidad de

8 MHz, demasiado ineficiente para los CPU modernos de 32 bitios a 33 MHz. Por lo tanto, programas ROM utilizados varias veces por segundo (p. ej., instrucciones para exhibir resultados de los cómputos en el monitor de video o para introducir datos a la computadora desde el teclado) se copian al RAM extendido, más rápido. A partir de entonces el DOS tendrá acceso a ellos desde la sombra RAM. Memoria cache o RAM cache es una sección reservada del RAM para mejorar el rendimiento de la computadora. Por lo general, partes de un programa o secciones de datos utilizadas repetidamente se leen de un disco en la memoria cache donde se almacenan. A partir de entonces, cada vez que la computadora solicite estas partes de programa o porciones de datos estarán disponibles de inmediato en el RAM de alta velocidad y no en el disco, más lento.

MONITORES Y TARJETAS DE VIDEO Un monitor, tubo de rayos catódicos (CRT), o pantalla es un dispositivo exhibidor que permite ver al usuario el resultado de los cómputos. El monitor recibe datos provenientes de la computadora y por lo tanto es un dis.itivo de salida. Una tarjeta de video o adaptador de video es una tarjeta instalable con un circuito que genera texto e imágenes gráficas para un tipo particular de monitor. Es importante que la tarjeta de video satisfaga los requerimientos de software y que la salida de la tarjeta de video corresponda a un determinado monitor. El monitor puede dañarse si no se conecta a la tarjeta de video adecuada. Las tarjetas de video y monitores de alta resolución para gráficas sólo muestran lo que ordena el software. Si se asume que se tiene un programa con requerimiento de alta resolución en pantalla, ¿cuáles son las propiedades de la tarjeta de video y del monitor que deben coincidir? Cuando se adquiere un monitor para adaptarle una tarjeta de video, se deben considerar las siguientes características: l. Mixto en comparación con rojo-verde-azul 2. Lógica transistor-transistor en comparación con lógica analógica 3. Frecuencias de rastreo horizontal y vertical 4. Entrelazamiento comparado con falta de entrelazamiento Las primeras computadoras utilizaron monitor mixto que recibe toda la señal de video a través de un solo cable (mixto). Este tipo de monitor no es de alta resolución y por lo tanto rara vez se usa. Las señales de televisión son mixtas y con frecuencia se les denomina señales del National Television Standards Committee (NTSC). En la actualidad casi todos los sistemas de computación utilizan monitores rojo-verde-azul (red-green-blue, RGB) que aceptan señales separadas para color además de una señal extra, individual, para sincronización. Como resultado se logra una imagen más nítida en comparación con la observada en un monitor mixto. Hay dos tipos de monitores RGB y el monitor debe adaptarse a la tarjeta. Un monitor con lógica transistor-transistor (TTL) muestra la salida de una tarjeta de video EGA (Enhanced Graphics Adapter) o de una tarjeta PGA (Professional Graphics Adapter) (véase cuadro 8-1). La

128 •

QUIMICA CLINICA

Cuadro 8·1. Modalidades de video

Estándar de vídeo Adaptador para gráficas a color (CGA)

Resolución Texto Gráficas

Adaptador mejorado para gráficas (EGA)

Frecuencia vertical (Hz)

Texto Gráficas

Frecuencia horizontal (KHz)

640 X 200 X 16 320 X 200 X 16 160x200x16 320x200x4 640 x 200 x2

60 60 60 60 60

15.75 15.75 15.75 15.75 15.75

640 X 350 X 16 720x350x4 640 X 350 X 16 320 X 200 X 16 640 X 200 X 16 640 X 350 X 16

60 60 60 60 60 60

21.85 21 .85 21.85 21.85 21 .85 21.85

Adaptador profesional para gráficas (PGA)

Gráficas

640 X 480

256

60

30.50

Arreglo de video para gráficas (VGA)

Texto

720 x400 x 16 360 x400 x 16 640x480x16 320 X 200 X 256

70 70 60 70

31.50 31.50 31.50 31.50

56 60 72

35.00 37.60 48.00

Gráficas

X

Super VGA (SVGA)

Gráficas

640 X 480 X 256

8514/A IBM

Gráficas

640 X 480 X 256 1 024 X 768 X 256

43.48 43.48

Arreglo extendido para gráficas (XGA)

Gráficas

640 X 480 X 256 1 024 X 768 X 256 640 X 480 X 65 536

43.48 43.48 43.48

salida de la tarjeta de video define la frecuencia de rastreo que el monitor debe seguir para coincidir con la tarjeta. Una velocidad de rastreo horizontal de 31 a 57 KHz y una velocidad de rastreo vertical de 60 a 90 Hz son comunes en los monitores VGA (Video Graphics Array) de la actualidad. La tecnología TfL está declinando y cediendo su lugar a los monitores analógicos de más alta resolución con tarjetas de video VGA. La tarjeta de video no sólo determina TfL en comparación con lógica analógica, sino también la frecuencia de rastreo que el monitot: debe tener. Algunos monitores son multisincrónicos y ofrecen ambas lógicas: TfL y analógica, además de un intervalo de frecuencias de rastreo. Los monitores multisincrónicos pueden seguir la frecuencia de salida de diferentes tarjetas de video y en general no cuestan más que los monitores exclusivamente TTL o analógicos Entrelazado denota rastreo alterno o despliegue de todas las líneas impares y luego todas las pares. La televisión emplea tecnología entrelazada, generando 60 mitades de marcos o 30 marcos completos por segundo. El rastreo en pantalla ocurre de izquierda a derecha y de arriba abajo para cada línea impar y luego se repite para cada línea par. Un problema con esta tecnología es que si la velocidad de rastreo es demasiado lenta la imagen parpadea. Los monitores sin entrelazamiento reinician secuencialmente todas las líneas de arriba abajo quedando libres de parpadeo.

•

35.52 35.52 35.52 35.52 35.52

Las tarjetas de video y los monitores se eligen y adaptan conforme a los modos de resolución del video. En el cuadro 8-1 se muestra una lista de algunas modalidades de video y sus respectivas propiedades. Resolución, grado de nitidez de imágenes o letras impresas, se expresa en términos de renglones y columnas de pixeles o elementos de figuras (pie· ture elements, pixels), las entidades más pequeñas o puntos observables sobre la pantalla. Así, una tarjeta de video que muestra una imagen de 640 x 480 pixeles tiene mayor niti· dez que una tarjeta de video que muestra una imagen de 42C x 380 pixeles. Además de los pixeles, el número de colore! disponibles en pantalla también afecta la resolución percibida por el ojo humano. Una resolución de 640 x 480 pixele: con 256 colores disponibles es una mayor resolución o niti dez de imagen que una resolución de 640 x 480 pixeles cm 16 colores disponibles. El número de colores disponibles e: una de las características de la modalidad de video. Un método utilizado para graduar la resolución de lo: monitores se basa en la amplitud del punto (dot pitch, dp) Es una propiedad del monitor mismo y es el ancho de u1 punto en centésimas de milímetro. Mientras más pequeñ1 sea el punto más nítida será la imagen. Hoy día, los moni tores de alta resolución tienen 0.25 dp o sea 25/100 de rnilJ metro. Con menos dp la resolución será mejor. Monitore con 0.28 dp mostrarán imágenes más nítidas que monitores co

COMPUTADORAS EN EL LABORATORIO 8

0.33 dp. Exhibir una imagen de 640 x 480 pixeles en un monitor de 0.28 dp producirá una imagen más nítida que mostrar una imagen de 640 x 480 pixeles en monitor con 0.33 dp.

o

129

computadora receptora para calcular los datos reales del paciente. En la sección de comunicaciones de este capítulo se analiza la interfase de instrumentos de laboratorio con computadoras.

DISPOSITIVOS DE ENTRADA DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO Un dispositivo de entrada es un periférico que envía datos a la computadora (p. ej., un teclado o el disco de un drive). El dispositivo de entrada envía datos a la computadora y un programa software debe informar a la computadora receptora los parámetros de comunicación con los cuales transmite el dispositivo de entrada. Estos parámetros se analizan posteriormente en la sección de comunicaciones de este capítulo. Para que el dispositivo de entrada funcione debe estar conectado físicamente a la computadora y cargar en la memoria un rograma denominado controlador que indica a la computaora cómo interactuar con el dispositivo. La velocidad de transmisión de datos de los dispositivos e entrada es importante para la operación eficiente de la omputadora. La velocidad de transmisión de datos se mide en bitios por segundo (bps). Los drives normales para disco . exible transmiten datos a casi 250 kilobitios por segundo Kbps). La transmisión de datos desde el RAM es de casi 9.5 ::::J.egabitios por segundo (Mbps). El teclado es el dispositivo de entrada mediante el cual e usuario se comunica o envía instrucciones a la computadora. Dispositivos de almacenamiento son periféricos para macenar datos en forma permanente. Estos dispositivos :;:- eden ser de entrada o de salida según si los datos se trans::::J.iten de la computadora hacia el dispositivo para almacenar salida) o si los datos se leen en el dispositivo y transfieren a memoria de la computadora (entrada). Disquetes y disco ;.;: drive son dispositivos comunes de almacenamiento. Un ratón es un dispositivo parecido a un juguete, se uti:u:a para apuntar y trazar sobre la pantalla de la computado::11. Cuando se desplaza sobre el escritorio o un tapete espe-·al cambia la posición del cursor en la pantalla. Hay tres ::pos de ratón. Ratón serie conectado al puerto serie de la _ mputadora. Cualquier computadora con un puerto serie lo epta. Ratón bus conectado a una tarjeta especial añadida a computadora. Por lo tanto un ratón bus requiere instalar a tarjeta con un circuito extra dentro de la computadora. Jlatón PS/2 conectado al puerto para ratón de las computaras PS/2 de IBM. La resolución del ratón se expresa en tos por pulgada (dots per inch, dpi); los números más "tos corresponden a una mayor resolución. El lector de código de barras dirige un rayo láser o un -ayo de luz sobre una serie de líneas de diferente ancho (có_ go de barras) que contienen información codificada. Este tor introduce directamente la información recogida a una _ mputadora en interfase. La diferente anchura de las líneas : no su longitud constituye el código. Los dispositivos para · igo de barras son comunes en el ambiente de hospitales y ratorios. En la actualidad muchos aparatos de laboratorio trans=-jten directamente datos a la computadora. Algunos apara. · tienen computadoras que calculan las cifras correspon.::entes al paciente a partir de los resultados de las pruebas y os transmiten directamente datos burdos que utiliza la

Como se mencionó al definirlos, los dispositivos de almacenamiento contienen o almacenan datos. Se clasifican conforme a velocidad de reacción y volumen de datos almacenado. Drive es un dispositivo periférico que recibe datos de la computadora (dispositivo de salida), almacena datos (dispositivo de almacenamiento) y alimenta datos previamente almacenados a la computadora (dispositivo de entrada). Los drives pueden ser de varios tipos: l. 2. 3. 4.

Para cinta magnética Para disco flexible Para disco duro Para disco compacto, ROM (Compact Disk, CD. ROM)

Los discos para minicomputadoras y macrocomputadoras son mucho más costosos que los carretes de cinta mag· nética. Por consiguiente, datos almacenados en discos innecesarios para procesamiento diario pueden archivarse en cinta magnética. Los carretes de cinta son taA-,ién más seguros y fáciles de transportar, en vez de grandes paquetes de discos. En la cinta, almacenamiento y recuperación siguen una secuencia lineal en contraste con el procesamiento no lineal o aleatorio en los disquetes para drive o en el disco duro. También se puede utilizar cinta magnética para almacenar datos de microcomputadoras; es un medio económico para respaldar los datos del disco duro. El drive para disco flexible puede ser de 3.5 (almacena 1.44MB si es de alta densidad) o de 5.25 (almacena 1.2MB si es de alta densidad). Este drive permite utilizar disquetes transferibles y transportables a diferentes sitios. Los disquetes deben formatearse o dividir por medios electrónicos en pistas y sectores antes de utilizarlos para almacenar datos . Cada disquete corresponde al tipo de drive en el cual se usa (p. ej., doble densidad, alta densidad). El drive para disco duro almacena más datos (desde 10 hasta más de 200MB) y es más rápido que el drive para discos flexibles; sin embargo, el disco duro no puede retirarse de la computadora ni transportarse con facilidad. Los discos duros más recientes tienen capacidad para varios cientos de megabitios con tiempo de búsqueda de 12 milisegundos. El cartucho Bernoulli proporciona un disco duro portátil con capacidad de almacenamiento del orden de megabitios. Los grandes problemas de este cartucho son fallas continuas y costosas reparaciones. Los drives para disco compacto con memoria sólo para lectura (CD. ROM o disco láser) utilizan un rayo láser para leer y escribir datos . Los discos CD. ROM tienen gigabitios (1 x 109 ) de memoria. Los drives para manejar disquetes CD. ROM guardan relación estrecha con el bien conocido tocadiscos para disco compacto de audio que es posible encontrar en muchos hogares. El disco compacto removible es muy parecido a los pequeños discos de audio. Hay una

130 • QUIMICA CUNICA

variedad de drive CD. ROM que se denomina una escritura y múltiples lecturas (write once read many, WORM) que permite escribir en el disco una vez. Recientemente se desarrollaron CD con posibilidad de borrar y volver a escribir, pero aún presentan fallas técnicas y deben perfeccionarse.

IMPRESORAS El último tipo de hardware que estudiaremos es la impresora. Las impresoras imprimen copias permanentes de la salida de la computadora y se clasifican según calidad o nitidez y velocidad de impresión. La calidad de impresión se denota con los términos borrador o bosquejo, letra de calidad in· termedia y letra de buena calidad o con la expresión más precisa, puntos por pulgada (dots per inch, dpi). La velocidad de impresión se cuantifica como páginas por minuto (ppm) o caracteres por segundo (cps). Burdamente, un ppm equivale a 60 caracteres por segundo. Para establecer la interfase de impresoras con computadoras se requiere una correspondencia exacta entre los parámetros de comunicación, un tema que se tratará en la sección de comunicaciones de este capítulo. La capacidad para imprimir diferentes fuentes de letras y en posiciones landscape (horizontal) o portrait (vertical) se controla mediante software. La capacidad para imprimir gráficas también se controla mediante software, pero en este caso la impresora debe ejecutar las instrucciones del software (p. ej., las impresoras de esfera giratoria nunca podrán imprimir gráficas). Una impresora puede ser de impacto, que imprime caracteres mediante golpes o impactos, o sin impacto, que utiliza algún otro método diferente al de golpes. En el laboratorio clínico con frecuencia se encuentran impresoras de impacto porque producen documentos con copia al carbón. Entre las impresoras de impacto se incluyen las de matriz de puntos y las de esfera giratoria. Las impresoras sin impacto sólo pueden imprimir la página original sobre la cual trabajan. Entre las impresoras sin impacto se cuentan las térmicas, las de chorro de tinta y las láser. Las impresoras de matriz de puntos forman caracteres golpeando selectivamente sobre una cinta los renglones' y columnas de una fina retícula metálica. En realidad los caracteres impresos son una serie de puntos. Estas impresoras son las más conocidas por ser las menos costosas y tal vez las más durables. Generan un texto con calidad de borrador legible y la impresión más rápida que puede efectuarse (200 a 600 cps o 2.5 a 7.5 ppm); sin embargo, es una impresión de mala calidad debido a los pocos puntos por pulgada que contiene. La impresión con letra de calidad intermedia tiene más puntos por pulgada, es más nítida, pero más lenta de producir (60 a 80 cps o 1 ppm). Una impresora de esfera giratoria forma caracteres golpeando selectivamente letras situadas en los extremos de los radios de una esfera giratoria. Estas impresoras tienen letra de calidad pero no pueden imprimir gráficas porque no imprimen punto por punto o pixel por pixel. En general, las impresoras de esfera giratoria son más rápidas y su impresión de mayor nitidez en comparación con las de matriz de puntos. Las impresoras láser son más silenciosas; las impresoras sin impacto utilizan la tecnología electrofotográfica de

las máquinas copiadoras para imprimir de golpe una página. Habitualmente cuestan más, producen imágenes más nítidas e imprimen más rápido que otras impresoras. Las impresoras láser imprimen letra de calidad con resolución de 300 dpi o mayor. Este tipo de impresora tiene capacidad para impresión postscript de alta calidad. Postscript es un lenguaje para descripción de página de Adobe Corporation. Un programa de aplicaciones escrito en lenguaje postscript describe las fuentes para el texto y las imágenes gráficas. Para que una impresora imprima un documento postscript debe tener CPU y memoria para seguir la descripción del programa mientras diseña fuentes y gráficas. Tanto el programa de aplicación como la impresora deben tener capacidad para interpretar lenguaje postscript. Entre otros tipos de impresora se incluyen impresoras térmicas, que forman una imagen quemando su contorno sobre un papel especial, e impresoras de chorro de tinta que rocían chorros de tinta, desde diminutas boquillas dispuestas en renglones y columnas como una matriz de puntos. Ninguna de estas impresoras se encuentra regularmente en el laboratorio clínico y por lo tanto no se hablará de ellas. Bus se refiere a los circuitos principales o sea las vías eléctricas por donde se desplazan los datos entre los componentes de la computadora. Toda tarjeta nueva que se instale debe corresponder al bus. La arquitectura estándar de la industria (ISA) es de 16 bitios, utilizada en las antiguas computadoras AT. La arquitectura microcanal de IBM (MCA) desarrollada hace pocos añ. no acepta tarjetas ISA ni con arquitectura estándar ampliada de la industria (EISA). El bus EISA acepta tarjetas EISA e ISA, pero no acepta tarjetas MCA. La velocidad para ejecutar tareas específicas en la computadora se puede medir en millones de instrucciones por segundo (MIPS). Hay que ser cauteloso cuando un vendedor sólo habla de MIPS para comparar el rendimiento de una computadora porque la velocidad MIPS se basa principalmente en la velocidad reloj. Pero la velocidad de otras partes (p. ej., drives, CPU y bus) también influye sobre la velocidad total para efectuar determinadas tareas. Por lo tanto, la mejor manera de comparar la velocidad de ejecución de diferentes computadoras es seleccionar un programa para una determinada tarea y utilizarlo en las computadoras, midiendo tiempo real de ejecución en cada una. El software utiliza todos los componentes necesarios de la computadora para llevar a cabo el trabajo y esta es una información más apegada a la realidad y una mejor manera de comparar la velocidad de ejecución que los MIPS.

----~------SOFTWARE Software es el conjunto de instrucciones escritas para la computadora. Programa es un software para ejecutar una tarea específica, por ejemplo, instrucciones a la computadora para interactuar con el ratón (o sea, el controlador del ratón). El software se clasifica según la tarea que ejecuta.

COMPUTADORAS EN EL LABORATORIO 8 •

131

SISTEMAS OPERATIVOS

PROGRAMA CONTROLADOR

El sistema operativo es un programa maestro de control que organiza todas las actividades de la computadora y le suministra instrucciones para interactuar con los dispositivos periféricos (p. ej., drives de disco, teclado y monitor). Algunas partes del sistema operativo están en el ROM. La parte central del sistema operativo se carga al RAM de la computadora desde un disco en el momento del arranque (prender la mputadora) y a partir de entonces se encuentra disponible en la memoria para acceso inmediato. Otras partes del DOS ue rara vez se utilizan se cargan a la memoria sólo cuando s.e requieren. El DOS completo no se carga al RAM para res:rvar memoria a programas de aplicación y datos. El sistema operativo especifica cuáles programas de - licación deben escribirse para que funcione con ellos. Alpinos ejemplos comunes de sistema operativo son DOS, OS/2 y XENIX. Un programa (p. ej., un paquete procesador je texto) escrito para un sistema operativo no funciona en - - gún otro sistema operativo. OS/2 es una excepción por su ::-.roción multitarea que permite al usuario correr programas - ritos para DOS. En la actualidad DOS y OS/2 están confios a microcomputadoras. UNIX y sus variantes corren :rincipalmente en macrocomputadoras y minicomputadoras que hay una versión, XENIX, que corre en microcompuoras. Una meta a futuro es lograr un sistema operativo permita correr programas en todo tipo de computadoras. La encia a establecer redes con todo tipo de computadoras en :rfase está orientada a la estandarización del software.

Un programa controlador es aquel que indica a la computadora la manera de interactuar con algún dispositivo periférico. Para utilizar un dispositivo periférico se debe establecer la interfase correcta con la computadora y además cargar un programa controlador para cada dispositivo periférico.

GUAJES lenguaje es un sistema de símbolos utilizado para comución. Hay diferentes niveles de lenguaje para comunicaron las computadoras. El lenguaje máquina es el único • igo de símbolos que entiende la computadora. Toda insión para computadora debe estar en lenguaje máquina. embargo, este lenguaje carece de significado para la ma'a de los humanos. El lenguaje ensamblador se desarrolló para facilitar la amación. Recuerda el idioma inglés y es más comprene para el ser humano que el lenguaje máquina. Las insciones escritas en lenguaje ensamblador primero deben blarse (traducirse) a lenguaje máquina para que la putadora las entienda. El lenguaje ensamblador también denomina lenguaje de bajo nivel porque no difiere mudellenguaje máquina (p. ej., una palabra de lenguaje enblador se traduce en una sola palabra de lenguaje máquina). Pascal, BASIC, C y el lenguaje para estructurar pregunstructured query language, SQL) son lenguajes de alto el parecidos al inglés y muy diferentes del lenguaje má·na (o sea, una palabra de lenguaje de alto nivel puede trairse en varias palabras de lenguaje máquina). Instruccio- escritas en lenguaje de alto nivel deben compilarse _:,.lucirse) a lenguaje máquina para que la computadora las ·enda y ejecute. El lenguaje C puede compilarse en len- je máquina de casi cualquier computadora; por lo tanto, lenguaje e es un lenguaje transportable porque puede sportarse o correr en casi todo tipo de computadoras.

PROGRAMAS DE APLICACION Un programa de aplicación es aquel escrito para un propósito específico. Hay muchos programas disponibles en el comercio para tareas de laboratorio. Cuando se encuentra un software de aplicaciones que satisfaga plenamente las necesidades del laboratorio, se debe utilizar. Sin embargo, es muy probable que sea necesario adaptar algún software disponible para cubrir necesidades clínicas individuales. Los programas procesadores de texto sirven para trabajar texto de documentos y para imprimirlos. Esto"s programas contienen, a veces, corrector ortográfico, diccionario de sinónimos e incluso corrector gramatical. Algunos tienen una función para visualizar páginas que permite al usuario ver el diseño de la página antes de imprimirla. Con estos programas es fácil cambiar de lugar el texto, copiarlo, borrarlo y •orregirlo; por esta razón los procesadores de texto disminuyeron notablemente el tiempo para escribir documentos. Algunos programas procesadores de texto muy conocidos son: Ami Professional, WordPerfect, W ord, W ordstar and Professional Write; en la actualidad la compañía Williams & Wilkins ofrece una colección de diccionarios para corrección ortográfica de términos médicos Los programas de hoja electrónica de cálculo simulan hojas tabulares con renglones y columnas de números para presupuestos y contabilidad financiera. La hoja electrónica de cálculo ocupa mucho más espacio que una pantalla y para verla es necesario recorrerla. Se pueden introducir fórmulas matemáticas en los renglones y columnas de la hoja electrónica de cálculo para efectuar cálculos de manera automática. Los resultados de los cálculos, no la fórmula, aparecen en la columna o renglón correspondiente. La hoja electrónica de cálculo es útil y economiza tiempo en planes, proyectos y pronósticos puesto que el cambio manual de una sola cifra repercute automáticamente en toda la hoja electrónica. Lotus 1-2-3 y Excel son hojas electrónicas de cálculo populares. Los programas organizadores de información personal (Personal Information Manager, PIM) están diseñados para organizar o administrar las tareas personales en el trabajo y fechas de eventos. Sidekick Plus es un ejemplo de PIM utilizado para verificar, cambiar o registrar citas. Los programas para manejo de bases de datos organizan, almacenan y recuperan información de una base de datos. Ejemplos comunes son dBASE y Paradox. Las bases de datos se utilizan en gran número de aplicaciones en el laboratorio clínico como inventarios y listas de personal. Programas de comunicaciones transmiten y reciben datos entre la computadora y algún dispositivo periférico que puede ser otra computadora. Deben fijarse varios parámetros de comunicación de modo que coincidan en ambos dispositivos. Estos parámetros se estudian en la sección de comunica-

132 • QUIMICA CLINICA

ciones de este capítulo. Ejemplos de programas de comunicaciones son Crosstalk y ProComm Plus. Los programas de gráficas se emplean para crear gráficas. Estos programas cargan de manera automática cifras de la hoja electrónica y generan una representación gráfica. Los programas de gráficas se usan para mostrar curvas estándar y de control de calidad. Lotus 1-2-3 contiene un programa de gráficas. PFS Graph es otro ejemplo. Los programas de autoría se utilizan para escribir sesiones educativas interactivas con la computadora. Cuando se requieren imágenes de alta resolución (calidad de sumersión en aceite) deben utilizarse 640 x 480 x 256 colores para la imagen como mínimo. Los programas con esta resolución son Audio Visual Connection (AVC) y Toolbook. Ambos paquetes apoyan imágenes de alta resolución, audio digitalizado y video con movimiento completo. Hipermedia se refiere al uso de datos, texto, gráficas, video y voz como elementos en sistema hipertexto. Hipertexto es una técnica para vincular información de manera no secuencial. Por ejemplo, puede enlazar palabras con otras palabras o imágenes. El usuario lleva el cursor del ratón a una palabra y acciona el botón del mismo para ver palabras o imágenes relacionadas con ella. Esta técnica permite al usuario tener acceso a gran cantidad de información según prioridades y velocidad previamente establecidas. El software para conferencias o presentación de seminarios se usa para preparar una serie de ilustraciones por computadora para acompañar alguna presentación. Habitualmente se usa un proyector RGB para presentar la salida de la computadora a los asistentes en una gran pantalla. Cualquiera de los programas de autoría mencionados previamente pueden utilizarse para este propósito; sin embargo, estos programas son más costosos y ofrecen mayores capacidades que las necesarias para la presentación de una conferencia. Si sólo es necesario presentar imágenes durante un seminario, se pueden usar programas como PC Paint y Dr. Halo. Ambos paquetes permiten dibujar y editar imágenes y también elaborar una lista de imágenes en secuencia que luego . puede exhibirse por medio de un programa para presentaciones. Los programas de estadística ejecutan cálculos estadísticos. Un ejemplo común es el programa Statistical Analysis System (SAS). Los programas red (netware) organizan y controlan las comunicaciones en una red. Netware también es el nombre

comercial de un programa para redes. Algunos ejemplos son Netware de Novell y el 3-Com de Ethernet Share.

INSTALACION Casi todos los programas deben instalarse. La instalación es un proceso mediante el cual se adapta el paquete software al hardware del sistema particular de computación para que pueda correr en dicho sistema. El programa trae su propio programa de instalación el cual cuando se corre solicita al usuario información acerca de algunas cuestiones (p. ej., marca de la impresora y tipo de monitor que se usarán) y almacena las respuestas. Los manuales de cada programa explican el proceso de instalación.

------COMUNICACIONES

e

Para comunicar o transmitir datos entre una computadora y cualquier otro dispositivo, sea un aparato para análisis, una impresora de etiquetas para identificar muestras, una impresora de placas para identificar pacientes e incluso otra computadora, se utiliza tecnología de interfase y parámetros de comunicación similares. El objetivo de esta sección es suministrar al laboratorista suficiente información para instalar software y hardware de comunicación y entender la interfase entre una computadora y un aparato de laboratorio. La computadora convierte toda la información introducida en números binarios formados por dos dígitos, O y l. El código binario consta de los dos dígitos O y l. El bitio 1 se transmite como pulso eléctrico de alto voltaje; el bitio Ose transmite como ausencia de pulso o bajo voltaje. Los unos y los ceros se almacenan en la memoria como una serie de cargas (prendido) y no cargas (apagado). En el cuadro 8-2 se presenta un ejemplo de notación binaria en bitios para representar el número decimal 10;8•9 teniendo en cuenta que se necesitan 8 bitios para representar un carácter o un número. El American Code for Information Interchange (ASCII) es el código binario para datos utilizado en casi todas las minicomputadoras y en todas las microcomputadoras. Otro código binario, el Ex-

Cuadro 8-2. Notación binaria de bltlos para el número decimal 1O

o

7

6

5

4

3

2

Valor de bitio

128

64

32

16

8

4

Valor binario

o

o

o

o

Valor decimal

o

o

o

o

8

o

2

o

Suma en decimal

o

+0

+0

+0

+8

+0

+2

+0

Número de bitio

2

o

o

=10

COMPUTADORAS EN EL LABORATORIO 8 • 133

tended Binary Coded Decimal Interchange Code (EBCDIC), se utiliza en macrocomputadoras IBM y algunas minicomputadoras. El ASCII es un código de 7 bitios que permite 128 (27) combinaciones de unos y ceros. Los primeros 32 términos del código se emplean para control de comunicaciones e impresoras. En la actualidad la unidad común de almacenamiento es un baitio de 8 bitios que permite 256 (28) combinaciones. En la actualidad, los códigos de 128 términos y mayores no son estándares y deben solicitarse al vendedor del equipo de .:amputación. Datos de caracteres y signos de puntuación se J.lmacenan en memoria o en archivos como bitios en nota: ión ASCII, pero los números deben convertirse a bitios en cój igo binario para que la computadora los entienda.

nPOS DE TRANSMISION

:.a transmisión de datos puede ser paralela o serie. Transmisión paralela es la transferencia simultánea de múltiples da:us de 8 bitios o baitios a través de ocho líneas paralelas. La comunicación sincrónica es paralela y requiere sincroniza:ión entre emisor y receptor. La transmisión paralela se utiliza para transmitir datos dentro de la computadora y para en~.M la salida de la computadora a la impresora. Dentro de la :omputadora toda transmisión de datos es paralela. El CPU .ietermina la extensión de palabra (número de bitios) que :oede transmitirse en un solo intento (p. ej., el CPU 8088 nnsmite 8 bitios a la vez y el CPU 386 transmite 32). La :omunicación paralela es más rápida, pero el cableado múlti¡oie es más costoso que el cableado sencillo necesario para la =omunicación serie. El conector estándar OSI para interfase :rualela es el Centronics 36. Al principio, el puerto paralelo ~ las computadoras era un enchufe conector 36 y se utilizacable cinta para la interfase con dispositivos periféricos. En la actualidad, casi todas las computadoras utilizan un coRctor hembra DB-25S para 25 patas como puerto paralelo. ~gunas impresoras todavía tienen el conector Centronics de : _ patas, pero la mayor parte usa el conector hembra para 25 ;atas.

Transmisión serie es la transferencia de datos bitio por ·o o un bitio detrás de otro a través de un solo cable. La mmunicación asincrónica es transmisión serie y no requie~ sincronización entre emisor y receptor. La comunicación ¡111['3}elo satisface las necesidades para transferir datos a gran ~.ocidad, pero es más complicada, costosa y difícil de estaera grandes distancias (100 a 150m). Modems, ratones ~ :a mayor parte de los aparatos de laboratorio utilizan conicación serie. Una tarjeta de comunicaciones convierte á::ltro de la computadora el formato paralelo de los datos a i::rmato serie que se envía a los dispositivos periféricos. Esa -ma tarjeta recibe los datos con formato serie (de los apaaws de laboratorio) y los convierte en datos paralelo para aM dentro de la computadora. La interfase RS-232 (fig. 8-3) RS-232-C es el estándar OSI para comunicación serie asin' nica. Casi todas las microcomputadoras tienen dos puerserie y un puerto paralelo. El puerto RS-232 en la comJIIU.ldora es un conector macho de 25 patas o puerto DB-25. Pxsto que no todas las 25 patas se emplean para comunicaa;:,nes, se desarrolló un conector macho de 9 patas o puerto m1e DB-9 para utilizar en microcomputadoras. Se dispone

de conversores DB-25 a DB-9, cuando sea necesario, para adaptar o hacer coincidir cables, conectores y puertos serie.

PARAMETROS DE COMUNICACION Se deben fijar los mismos parámetros de comunicación para los dispositivos emisor y receptor; éstos son: l. lndice baud

2. 3. 4. 5.

Bitios final Bitios de datos Paridad Dúplex (verdadero y semidúplex) o eco (prendido o apagado)

Si se utiliza un programa de comunicación (software), es necesario enviar el parámetro de transmisión antes de emisión y de recepción. A continuación se describen los parámetros. Indice baud es la rapidez de los cambios de señal en una línea de comunicación. Originalmente, índice baud era equivalente a la velocidad para transmitir comunicaciones asincrónicas en bitios por segundo (bps), Tecnologías más recientes ofrecen mayor velocidad permitiendo un baud o cambio de señal eléctrica en una línea de comunicación para transmitir más de un bitio. Por lo tanto, con las actuales velocidades de transmisión, baud ya no equivale a bitios por segundo. La velocidad habitual para comunicación asincrónica es de 2 400 a 4 800 bps y cada vez es más frecuente observar 9 600 bps. Sobre las líneas telefónicas normales es posible alcanzar velocidades de 19.2 Kbps y mayores.

Tierra Datos secundarios transmitidos Datos transm~idos Transmisor¡la secuencia de señal Datos recibidos Datos secundarios recibidos Solic~ud

de transmisión

Receptor de la secuencia de señal Borrar transmisión prev ia No asignada Solicitud de transmisión secundaria

Lista para con tener datos

Tierra lógica Terminal de datos dispuesta -t--+-<)2, Detección del portador Detector de calidad de señal Indicador de anillo Selector de velocidad de señal de datos Transmisor DTE dB-+-+--o secuencia de se~ al No asignada

Reservada Reservada No asignada Detección de portador secundario secundaria previa

Flg. 8-3. Estándar RS-232. Se muestran los números y funciones asignadas a las patas en el estándar RS-232. Algunas de las 25 patas se reservan y no tienen asignación.

134 • QUIMICA CUNICA

Un bitio de inicio es el que se añade al principio del carácter antes de transmitirlo por comunicación (inicio-final) asincrónica. Señala el principio de la transmisión y previene al dispositivo receptor de la llegada de un carácter. El bitio de inicio es un O lógico. El bitio final se añade al final de un carácter antes de transmitirlo por comunicación asincrónica (inicio-final). El bitio de final indica al dispositivo receptor el final de la transmisión. Los programas de comunicación deben conocer cuántos bitios de final se están utilizando. El bitio de final es un Ilógico. El número de bitios dato es la cantidad de bitios utilizada para representar datos en una comunicación. Para la mayor parte de las comunicaciones asincrónicas por microcomputadora se usan 7 bitios de datos para representar un carácter y un bitio como bitio de final. En general, para los aparatos de laboratorio, los manuales acompañantes especifican el número de bitios de. datos. Los aparatos de laboratorio transmiten de bitios menos significativos (least significant bit, lsb) a bitios más significativos (most significant bit, msb), lo contrario del formato normal para notación escrita en lenguaje binario (msb a lsb). Por ejemplo, la A del código ASCII, en binario se escribe 01000001 (fig. 8-4). Paridad es la característica de ser par o impar. En la transmisión asincrónica la paridad es un método para detectar errores. El dispositivo emisor verifica el número de unos y ceros y añade un bitio extra de paridad para que el número sea par o impar según se requiera. El dispositivo receptor entonces comprueba la paridad par o impar. Un bitio de paridad es el añadido al baitio, carácter, o palabra para detectar errores en la transmisión. Considérese el ejemplo de la transmisión del carácter A en una comunicación serie asincrónica que se muestra en la figura 8-4. La notación del código ASCII para A en bitios paralelos generada por la computadora es recibida por la tarjeta serie universal asincrónica receptora-transmisora (universal asynchronous receiver transmitter, UART) recibe los bitios generados por la computadora con notación paralela, convierte estos bitios paralelos en bitios serie y añade bitios de inicio y final e información para verificar eT.es (paridad) antes de enviarlos por un cable. La tarjeta serie agrupa los 7 bitios originales del dato en una secuencia final o arreglo de:

msb

7

6 5 4

3 2 1

o

o 1 o o o o o

Bitio Bitios de de inicio datos

B~io de Bitio de paridad detención

o

1000001

o

+

-+++++- +

1

(1) (V)

1

1 bitio de inicio 7 bitios de datos ? bitio de paridad si fuera necesario 1 bi tio final 1O bitios longitud total del arreglo

=

Un arreglo es la longitud de bitio o tamaño del paquete de datos transmitido en un solo intento. La longitud del arreglo varía, pero casi todos los modernos aparatos de laboratorio y las microcomputadoras utilizan un arreglo de 10 bitios. La comunicación asincrónica puede enviarse en todo momento, por consiguiente no hay pulsos reloj. Para que el dispositivo receptor lea la comunicación se le deben suministrar los parámetros (índice baud, número de bitios de datos y número de bitios finales). El bitio de inicio señala el principio del arreglo y a partir de entonces los parámetros suministrados indican al dispositivo receptor cuáles bitios debe leer como datos. Dúplex es un término para describir la dirección de la comunicación entre dos computadoras. Dúplex completo es la comunicación simultánea en ambos sentidos (p. ej., comunicación telefónica). En el dúplex completo, los caracteres enviados se reflejan desde el receptor antes de aparecer en la pantalla del emisor. En el semidúplex los datos viajan en una sola dirección y por lo tanto no pueden transmitirse y recibirse al mismo tiempo. En el semidúplex, los datos se envían simultáneamente a las pantallas del receptor y el emisor. El receptor no exhibe el eco de los datos. Eco se refiere a un método para que el dispositivo emisor visualice la comunicación generada. Si durante la transmisión no se observa el resultado de ésta, prender el eco. Si todo aparece duplicado, apagar el eco. Cargar significa enviar un archivo a una computadora central a partir de una computadora situada en un sitio lejano. Descargar es copiar un archivo de una computadora central en una computadora situada en un sitio alejado.

COMUNICACION ASINCRONICA SIMPLE El estándar RS-232 para comunicaciones serie define dos tipos de conectores. Un tipo es el equipo para datos terminales (data terminal equipment, DTE) DB-25P macho; es el puerto de la computadora o fuente transmisora de datos que habitualmente utiliza la pata 2 para emisión y la pata 3 para recepción. El otro tipo es un equipo para comunicación de datos (data communications equipment, DCE) con conector hembra DB-25S, que usa la pata 2 para recepción y la pata 3 para emisión. Ambos equipos utilizan la pata 7 como tierra. Para establecer una comunicación serie entre dos dispositivos, uno debe tener conector DTE emisor y el otro conector DCE receptor. Esta configuración DTEIDCE evita que ambos dispositivos intenten enviar datos simultáneamente sobre la misma pata.

lsb

Comunlcacl6n de computadora a modem Flg. 8-4. Conversión de datos paralelo en datos serie mediante la ta~eta de comunicaciones serie de la computadora. El (1) representa estado lógico y el (V) signo del voltaje.

Modem es una abreviación del término modulador-desmo· dolador, un dispositivo que transforma los datos digitales de

1

COMPUTADORAS EN EL LABORATORIO 6 •

la computadora en datos analógicos para transmitir por la línea telefónica normal y los datos analógicos normales de la línea telefónica en datos digitales para usar en la computadora. La figura 8-5 muestra una conexión computadora-modero-cable telefónico-modero-computadora. La computadora emisora tiene un puerto DTE conectado mediante un cable a un modero DCE. Por lo tanto, en el extremo receptor, un modero recibe la transmisión por teléfono y convierte los dalOS a formato digital y un puerto modero DCE está conectado a un puerto DTE en la microcomputadora receptora. Además de las conexiones físicas que deben establecerse, también debe cargarse un programa para efectuar la transmisión de datos. Ambos extremos del sistema de comunicación deben tener los mismos parámetros de comunicación y el programa debe conocer estos parámetros. Si se emplea el modero 19.2 más reciente para mejor conversión, es importante tener un microprocesador UART también más reciente (el microprocesador 16550 en vez del antiguo 16450) en la taijeta serie.

Comunicación de comp,utadora a computadora Dos computadoras pueden conectarse físicamente mediante cables para intercambiar datos. Una debe tener conector con configuración DTE y la otra conector con configuración OCE. Se pueden adquirir cables serie directos (pata con pata) o modem nulo (punta 2 a punta 3 y punta 3 a punta 2). El cable directo se usa para conectar un dispositivo DTE a uno OCE. El cable modero nulo se usa para conectar DTE a DTE (p. ej., dos computadoras) o DCE a DCE. El cable nulo conecta la pata 2 del emisor con la pata 3 del receptor y la pata 3 del emisor con la pata 2 del receptor para evitar que ambos extremos emitan datos sobre la misma pata al mismo tiempo. Se usa software de comunicaciones para llevar a cabo la transmisión de datos igual que en el ejemplo de comunicación computadora a modero.

INTERFASE CON APARATOS DE LABORATORIO Entre los cables 25 RS-232 (véase fig. 8-3), la norma define 9 líneas primarias y 12 secundarias. Por fortuna, rara vez se necesita usar las 9 patas primarias. En el siguiente análisis se describe la interfase entre aparatos sin control de flujo de datos, interfase de aparatos con control de flujo de datos hardware (rutina de sincronización completa y saltos para evitar

135

la rutina de sincronización completa) e interfase de aparatos con control de flujo de datos software.

Sin rutina de slncronlzacl6n Casi cualquier interfase unidireccional se puede instalar con sólo dos cables y las bidireccionales con apenas tres. La interfase más apegada a las patas asignadas se muestra en la figura 8-6. De las nueve patas primarias definidas en el estándar RS-232, las tres más importantes son para transmitir datos, recibir datos y conectar a tierra. En el conector DB-25, la pata 7 siempre se conecta a tierra. Por desgracia, no todos los fabricantes de equipo de laboratorio y de microcomputadoras han implantado por completo el RS-232. Las patas 2 y 3 no siempre son la emisora y la receptora. En realidad, descontandwa pata 7 de tierra de las nueve patas primarias quedan ocho que producen un sorprendente número de posibilidades para asignar patas emisoras y receptoras. Lo más recomendable para establecer interfase entre un nuevo aparato con conector hembra DB-25S y una computadora personal con conector macho DB-25P es determinar cuáles son las líneas emisora y receptora de datos. La manera más fácil de identificarlas es con un volúmetro. (El cuadro 8-3 presenta una lista del equipo necesario para la interfase entre aparatos y microcomputadoras.) La escala de voltaje debe fijarse para medir entre -10 y+ 5 volts. El conector negro de prueba del voltímetro se coloca sobre la pata 7 (tierra) y el rojo primero sobre la pata 2 y luego sobre la 3. En la pata emisora se lee casi -1 O volts con el equipo apagado y en la pata receptora la lectura se aproxima a O volts. Si la pata 3 es la emisora (- 10 volts) en el aparato y la 3 la receptora en la computadora, entonces el aparato es un dispositivo DCE y la computadora es un dispositivo DTE. De esto se deduce que la pata 2 del puerto de la computadora debe ser la pata transmisora y en el aparato la pata 2 debe ser la receptora. Sabiendo cuáles son las patas emisora, receptora y de tierra ya se puede intentar la interfase de estas patas entre los conectores DTE y DCE. Entonces, mediante el uso del software y los parámetros correctos, se debe establecer la comunicación si el aparato no tiene rutinas de sincronización o control de flujo de datos. Pero esto casi nunca ocurre. Habitualmente, el área reservada en la memoria de los aparatos no es lo bastante amplia para almacenar conjuntos de datos

Unea telefónica

Microcomputadora

Modem

Modem

Computadora

Flg. 8-5. Comunicación tfpica de una computadora a través de modem y linea telefónica. los elementos conectados son computadora (DTE~ a modem (DCE} a linea telefónica a modem (DCE} a computadora (DTE}. La transmisión de datos entre modems por medio de linea telefónica~ no requiere consideraciones DTEIDCE como en el caso de la interfase modem a computadora. J

136 • QUIMICA CLINICA

20 30

70

TXD-Datos transmitidos RXD-Datos recibidos

02 03

GRD-Senal a tierra------l o 7

Puerto de comunicaciones DTE de la PC

Puerto de comunicaciones DCE del aparato

Flg. 8-6. Interfase bidireccional sencilla de 3 patas. Estos son los requerimientos mínimos de cable para una Interfase de comunicación de dos vías entre una computadora y algún otro dispositivo.

hasta que la computadora esté lista para recibirlos; sin embargo, el aparato sigue enviando datos que se pierden debido a que no hay receptor. El control de flujo de datos o una rutina de sincronización evitan la pérdida de datos y se pueden lograr mediante hardware o software. En la actualidad, casi todos los aparatos de laboratorio utilizan algún tipo de rutina de sincronización. Rutina de sincronización mediante hardware

Casi todos los fabricantes de equipo instalan en los aparatos algún tipo de sistema para controlar el flujo de datos, por esta razón es probable que la sencilla interfase descrita antes no funcione. En ese caso, es necesario identificar los nueve cables primarios y su función en la rutina de sincronización.

hardware instalada con mayor frecuencia es a través del puerto DB-25-pata 6: línea DSR, asignada para retener datos (data set ready, DSR); pata 20: DTR, asignada como terminal de datos (data terminal ready, DTR); pata 4: RTS, solicitar transmisión (request to send, RTS); pata 5: CTS, borrar transmisión previa (clear to send, CTS). Otras patas, que rara vez se usan, se asignan para controlar el modem e incluyen la pata 8: DCD, detectora del transportador de datos (data carrier detect, DCD) y la pata 22: indicador de anillo. En teoría, es posible conectar todas las patas y, con software y parámetros apropiados, lograr comunicación completa, pero esto no es tan fácil.

SALTOS PARA ELUDIR LA RUTINA DE SINCRONIZACION

Es deseable que todos los fabricantes cumplan el estándar

DB-25, pero no es así. Además de no utilizar las patas estándar del conector DB-25, otros problemas comunes son: conectores fuera del estándar, género incorrecto de los conectores, patas o señales incorrectas, voltaje incorrecto, interfase no declarada, información atrasada respecto a la versión de interfase, información incorrecta acerca de la interfase, rutinas de sincronización hardware poco habituales, bitios extra en el arreglo y errores en la paridad declarada. Ninguno de estos problemas es irremediable. Una manera fácil de eludir la rutina de sincronización completa es saltando por encima, según se describe en los siguientes párrafos. Los saltos eliminan la necesidad de saber con precisión la tarea asignada a cada pata. Además del voltímetro, el aparato más útil para identificar la función asignada a cada pata es un analizador de cir· cuitos (fig. 8-8), que se conecta entre la computadora y el instrumento de laboratorio. El analizador de circuitos tiene un diodo para cada pata del conector DB-25. Cuando una pata es positiva el diodo produce luz roja; si una pata es negativa el diodo enciende una luz verde. Cuando se conecta el analizador de un puerto DCE (conexión supuesta del aparato), se espera el siguiente patrón de diodos:

•

RUTINA DE SINCRONIZACION COMPLETA

En la figura 8-7 se muestra un protocolo hardware para rutina de sincronización completa. La rutina de sincronización

TXD· Datos transmitidos·-....-----¡ 20 RX D· Datos recibidos - - - - l 30 40 -----+-ROS· Sollcnud de transmisiór. 50 -CTS·Bo 60 -DSR- Di 70

Cuadro 8·3. Herramientas para la Interfase 1. Juego de herramientas para electrónica (JL6851*) incluyendo soldadura con punta de cobre y cautfn con mango, voltímetro de funciones completas, juego de desarmadores con 11 piezas, espejo para inspección, succionador de soldadura, extractor de chip, pinza para desforrar y torcer alambre, llave ajustable, pinza para cortar alambre y tenazas de pico largo. $175{dls) 2. Analizador de circuitos (Breakout Box Cable Testar, JL6846*) $149 (dls) • Número para hacer pedidos a Misco Co., One Misco Plaza, Holmdel NJ 07733. Estas herramientas pueden adquirirse en varias compañfas fabricantes de equipo electrónico en Estados Unidos a precios similares.

200 220

02 03 0 4

os

06 07

OTR-Ter

80

Puerto DTE para comunicación de la PC

e Rl· l

020 08 022

Puerto DCE para comunicación del aparato

Flg. 8-7. Rutina de sincronización completa DTEIDCE. Es una interfase de comunicación bidireccional completamente cableada. Los alambres 2 y 3 son para comunicación, y los alambres 4, 5, 6, 8, 20 y 22 permiten la rutina de sincronización hardware o control de flujo de datos.

COMPUTADORAS EN EL LABORATORIO 6 • 137

200

20 30 40 50 60 70 80

TXD RXD ROS CTS DSR GRO DTR CD

Puerto de comunicación de la PC

r--

02 03 04 05 06 07

4--

08

1 1

020

Puerto de comunicación del aparato

Flg. 8-9. Interfase DTEIDCE con saltos. Esta serie de saltos elude o pasa por alto la rutina de sincronización hardware entre los dispositivos DTE y DCE.

r=¡g. 8-8.

Analizador de circuitos. Este dispositivo se puede intercaar entre la computadora y una o más ramas de un cable múltiple :ata probar señales o transmisión en cada lfnea individual. Casi to:JJ:S estos aparatos tienen un foco por cada pata (alambre o lfnea) :J;...e se enciende siempre que se transmite una señal en la lfnea a

:r.:eba.

pata 2 pata 3 pata 5 pata 6 pata 8 pata 22

apagada, no prende luz verde, línea de transmisión luz roja luz roja luz roja luz roja

Si el analizador se conecta al puerto DTE, el patrón de ;':ocios esperado es el siguiente: pata 2 luz verde, línea de transmisión pata 3 apagada, no prende pata 20 luz roja Para la interfase entre una computadora y un aparato :>TE/DCE) con rutina de sincronización completa se re~·iere un cable de conexión de nueve alambres. Si se utili::m saltos los alambres del cable se reducen a tres para co- :micación bidireccional y dos si es unidireccional. La ::gura 8-9 muestra cómo utilizar las fuentes de voltaje en 1::1bos puertos para activarlos de manera eficiente durante la ::::msmisión de datos. Los saltos son sobre las patas 4 y 5, y : 8 y 20 del dispositivo DTE. Al conectar un analizador de .:;:rcuitos entre estos puertos, se observa que el diodo relacio:.ado con la pata 3 parpadea cada vez que el aparato transmiJ: datos. Este parpadeo se produce cuando el diodo cambia :.el verde al rojo. El parpadeo es evidente a 1 200 baud, pero - ~ nforme la velocidad baud se incrementa, la capacidad de =scriminación disminuye hasta hacerse casi imperceptible a ·600. En forma parecida, se pueden conectar puertos del mis- o tipo (DTE con DTE). Algunos fabricantes usan configu:-x:ión DTE en el puerto de comunicaciones del aparato. La

figura 8-10 muestra el cable para rutina de sincronización hardware completa utilizado en comunicaciones DTE-DTE. Una vez más, empleando saltos este cable puede reducirse a uno de dos alambres para interfase unidireccional y al de tres para casos de interfase bidireccional, como se muestra en la figura 8-9. Este tipo de cable se Barna cable modem-nulo porque conecta dos puertos de comunicación del mismo tipo sin modem interpuesto entre e1los. De manera similar se puede establecer interfase entre dos dispositivos DCE. Rutina de slncronlzaclon mediante software Rutina de sincronización software se refiere al uso de carácteres ASCII especiales, transmitidos a través de los alambres para datos, o sea, patas 2 y 3 (TXD y RXD), para controlar el flujo de datos entre dos dispositivos. Uno de los protocolos estándar desarro11ados para rutina de sincronización software es el xon/xoff. El dispositivo receptor envía los carácteres ASCII DC3 cuando la memoria reservada está casi 11ena y la transmisión debe detenerse y los carácteres ASCII

• 200

20 30 40 50 60 70 80

Puerto de comunicación de la PC

TXD =>CTXD RXD RXD ROS ROS CTS CTS DSR DSR GRD---GRD DTR DTR CD CD

02 03 0 4 05 06 07 020 08

Puerto de comunicación del aparato

Flg. 8-10. Interfase DTEIDTE con saltos. Esta serie de saltos elude o pasa por alto la rutina de sincronización hardware entre dispositivos iguales o similares. Los alambres de las patas 2 y 3 se cruzan para crear un cable "nulo", requerido cuando se establece interfase entre dos dispositivos del mismo tipo.

138 • QUIMICA CLINICA

DC1 cuando la memoria reservada está vacía y la transmisión debe reiniciarse. La interfase software desarrollada para cualquier aparato es sumamente específica para el problema. El siguiente ejemplo no incluye todas las situaciones posibles en el laboratorio, pero suministra las bases para entender la comunicación entre aparatos de laboratorio y computadoras. Los aparatos de laboratorio, en general, generan un pulso de datos cada 30 o 60 segundos. Cada pulso de datos puede contener de 50 a 350 caracteres. El tiempo transcurrido entre cada pulso de datos es considerable. Dada la celeridad de las microcomputadoras actuales, esta velocidad para transmitir datos es muy lenta. La lentitud para transmitir datos aunada a la capacidad del buffer en el puerto para asignar secciones relativamente grandes de memoria a la comunicación, permite utilizar lenguaje BASIC, algo lento pero ampliamente interpretable, para gran número de aplicaciones de interfase. Cuando el software requiere velocidad adicional o el programa excede el límite permitido de 64 000 baitios, el programa BASIC puede compilarse. Con el ejemplo que se describirá es posible establecer interfase de dos aparatos a una microcomputadora. 10.I2 Para una revisión de los comandos BASIC y manejo de archivos, véase Cronenberger y colaboradores.3 La ejecución real de los pasos descritos en esta sección requiere comprensión general de algún lenguaje de alto nivel (p. ej., BASIC). El cuadro 8-4 es un resumen del programa BASIC utilizado en el siguiente ejemplo. INICIALIZACION BASIC

La mayor parte de los interpretadores BASIC permite al usuario cambiar el ambiente BASIC del sistema de la computadora como número de archivos que pueden abrirse al mismo tiempo y cantidad de memoria asignada para entradas al buffer del puerto de comunicación. Las condiciones se fijan enviando un comando en línea en lugar de una parte del propio programa. Un ejemplo es

BASIC intface /f: 1O/c:2048 Este comando carga el interpretador BASIC y el programa denominado intface con un ambiente operativo que permite abrir 10 archivos al mismo tiempo y asigna 2 048 baitios para el buffer receptor del puerto de comunicación. APERTURA DE PUERTOS DE COMUNICACION

Los puertos de comunicación se tratan como archivos; o sea, pueden usar todas las proposiciones del archivo para entrada-salida (IP-OP). Del mismo modo como se abren Jos archivos antes de recibir datos, así los puertos de comunicación también pueden abrirse para recibir datos. En el cuadro 8-4, la línea 10 del programa abre el puerto de comunicación y fija parámetros iguales a los del aparato de laboratorio. El comando OPEN de la línea 10 indica Abrir puerto de comunicación 1 como archivo # 1 Fijar índice baud a 1 200 Fijar paridad a ninguna

Fijar bitios de datos a 8 Fijar bitios de detención a 1 Desactivar todas las patas hardware de la rutina de sincronización ENTRADAS Y SALIDAS

Como se mencionó, la programación en BASIC del puerto de comunicación recibe el mismo tratamiento reservado a los archivos secuenciales. De las diferentes proposiciones de entrada se prefieren las INPUT$ sobre las INPUT# y la LINE INPUT# debido a que en comunicaciones todos los carácteres ASCll pueden ser significativos. Para salida, se pueden usar las proposiciones PRINT# y PRINT# USING para enviar datos al puerto de comunicaciones. En comunicación asincrónica el principal desafío es procesar los carácteres con la misma rapidez que se reciben. Tres funciones de comunicación - LOC(X), LOF(X) y EOF(X)- ayudan a determinar la inminencia de un desbordamiento del buffer de comunicación. Sin embargo, debido a la lentitud de los aparatos de laboratorio para transmitir datos, una elección cuidadosa de la extensión de memoria reservada evitará, por sf sola, estos problemas. INTERRUPCIONES

BASIC suministra proposiciones que pueden responder a interrupciones hardware. En comunicaciones es importante la proposición "ON COM(n)". En la Jfnea 20 del cuadro 8-4 aparece la sintaxis de esta proposición. Cuando el programa encuentra esta línea interrumpe el procesamiento y se dirige a la subrutina iniciada en la lfnea 80. Si los datos están en la memoria reservada a comunicación; introduce los datos de la línea 90 en la variable B$, exhibe los datos en la pantalla y sale de la subrutina. TRAMPAS PARA ERRORES

~ando se instala un nuevo programa para interfase pueden surgir problemas imprevistos y de pronto el programa se interrumpe. Habitualmente es poca la información que el usuario puede proporcionar acerca de Jo ocurrido en el momento de la falla. En esta situación, pueden ser muy útiles las trampas para errores. Consideremos la línea 5 en el programa del cuadro 8-4. La trampa para errores se encuentra en la línea 5 y la rutina empieza en la línea 8 000. Esta subrutina almacena un archivo secuencial para errores de lógica en disco (ondisk error log sequential file) denominado "ERROR.LOG", que se abre en la línea 8 010. FOR APPEND significa que se añadirán al archivo los códigos de error más recientes. La línea 8 020 escribe fecha, hora y número del error en el archi· vo. La línea 8 030 cierra el archivo. La línea 8 040 verific~ las condiciones de error correspondientes al código "9" (sub· índice fuera de intervalo). Si el código de error coincide, el programa reinicia la ejecución en la línea 1O y abandona 1~ trampa para errores. Lo mismo que con cualquier nuevo trabajo, el usuaric encontrará que en el primer intento de establecer una interfase invertirá mucho tiempo en una tarea desafiante. Al ir ga-

COMPUTADORAS EN EL LABORATORIO 8 •

Cuadro 8-4. Plan general de comandos BASIC para rutina de sincronización software 5

ON ERROR GOTO 8000

1O

OPEN "COM1 :1200,N,8,1 RS,CS(O), DS(O),CD(O)" AS#1

20

ON COM (1 O) GOSUB 80

30

COM(1) ON

loop routine

80

REM THIS DISPLAYS CHARACTERS IN COM(1)

90

B$ = INPUT$(LOC(1)),#1):PRINT B$;:RETURN

8000

REM THIS BEGINS ERROR TRAPPING

801 O

OPEN "ERROR.LOG" FOR APPEND AS #3

8020

PRINT #3, DATE$, TIME$, ERR

8030

CLOSE #3

8040

IF ERR=9 THEN PRINT "SOURCE FILE TOO BIG"

8050

RESUME 20

nando experiencia, el tiempo necesario para desarrollar interfases se reducirá. El novato no debe desalentarse puesto que no hay barreras insalvables para establecer interfases cuando se trabaja con aparatos provistos de capacidades de comunicación RS-232.

--------RESUMEN

Las computadoras forman parte de todo laboratorio de calidad y la informática médica es indispensable para suminisrrar buena atención a la salud; en consecuencia, el personal del laboratorio clínico debe tener conocimientos básicos de computación y de comunicaciones en computadoras. Las microcomputadoras son el tipo más común de computadoras encontradas en el laboratorio clínico y es fácil establecer interfase entre ellas y los modernos aparatos de laboratorio. Los componentes básicos de una microcomputadora son. fuente de poder, unidad central de procesamiento, memoria (RAM y ROM, extendida y expandida, alta y baja), tarjetas de video (CGA y VGA), monitores (RGB, ITL, análogo, entrelazado y no entrelazado), dispositivos de almacenamiento (discos flexibles, discos duros, drives CD ROM), dispositivos de entrada (lectores de código de barras, ratón), impresoras (de impacto y de no impacto) y buses (ISA, EISA, microcanal). La mayor parte de los componentes de la computadora se clasifica conforme a su velocidad de ejecu-

139

ción. La mejor forma de comparar computadoras es elegir un programa software de una aplicación específica y correrlo en todas las computadoras que se comparen. Todos los componentes de una computadora contribuyen a la eficiencia total, por tanto, el tiempo para ejecutar una tarea específica de un programa software es la única prueba válida para comparar eficiencia de diferentes computadoras. Se utilizan sistemas operativos y lenguajes de computación para indicar a la computadora cómo ejecutar sus actividades y también cómo interactuar con dispositivos periféricos como aparatos de laboratorio. En cada dispositivo periférico se debe instalar un programa controlador (instrucciones software) para informarle acerca de procedimientos interactivos. Se dispone de varios programas de aplicación para ejecutar tareas. Las principales categorías son: procesamiento de texto, manejo de información personal, hoja electrónica de cálculo, estadística, autoría y comunicaciones. El laboratorista clínico debe valorar la tarea y luego seleccionar el software apropiado para llevarla a cabo. Es muy raro encontrar un software comercial a la medida de las propias necesidades. Lo más probable es que deba alterarse un programa genérico para satisfacer las especificidades de cada laboratorio.

Referencias l. Shortliffe EH, Perreault LE: Medica/ lnformatics Computer Applications in Health Care. New York, Addison-Wesley Publi shing Co., 1990. 2. Tannenbaum A: Computer Networks . Englewood Cliffs NJ, Pre ntice-Hall, 1988. 3. Cronenberger JH, Hilger AE, Milks L, Chou D: The IBM-PC in the Clinical Laboratory . Boston, Little , Brown , 1985. 4. Freedman A: The Computer Glossary. Point Pleasant, PA AMACOM, Computer Language Company, Inc . 1989. 5. Norton P: Inside the IBM PC & PS /2. New York, Brady , J.990. 6. Rosch W'L: The Winn Ros eh Hardware Bible. New York, Brady, 1989. 7. Dortsch M : The ABC's of Local Area Networks. San Francisco, Sybex, 1990. 8. Grafton PW: Mastering Serial Communications. Berkeley CA, Sybex, 1986. 9. Campbell J: The RS-232 Solution. Berkeley CA, Sybex, 1984. 10. Hammond JE, Simmons RC, McLendon WW: Critica! care laboratory services in a central laboratory: U se of a dedicated pneumatic tube and instrument-microcompute r-laboratory system interface. lnformatics in Pathology 2: 15-22, 1987. 11. Hammond JE, Simmons RC: U se of a microcomputer interface in the clinical labo ratory . Software in Health Care, 3(5): 58-64, 1985. 12. Hammond JE, Simmons RC: Introd uction to interfacing microcomputers in laboratory instruments . Clínica! Chemistry Ncws, 11(10): 14-17, 1985.

140 • QUIMICA CLINICA

APLICACION DE CONCEPTO 8-1 Un gerente de laboratorio clínico desea implantar un sistema computadorizado para el inventario de insumos de química clínica. La tarea es mantener una cuenta corriente de suministros, proveedores y costos. El programa de inventario debe registrar cuánto se utiliza de cada insumo y generar de manera automática nuevas órdenes de pedido según el índice de consumo establecido. Además, el programa debe archivar en memoria el número de ensayos efectuados por unidad de

insumo y por último calcular el costo por ensayo. El programa también debe ser capaz de calcular el incremento de precio que debe cargarse por ensayo para generar un cierto margen de ganancia.

l. ¿Qué tipo principal de software elegiría el gerente para ejecutar esta tarea?

APLICACION DE CONCEPTO 8-2 A un técnico del laboratorio clínico se le asigna la tarea de utilizar una microcomputadora como interfase entre un aparato de análisis químico y el sistema de información de laboratorio. Las conexiones físicas hardware están instaladas entre el puerto serie del aparato y el puerto serie de la microcomputadora. El cableado y la rutina de sincronización son correctos. El técnico ha leído el manual del aparato, que contiene una lista explícita de las salidas del aparato. Este documento describe dónde se encuentran número de la muestra estudiada, datos para identificar la prueba y resultados de la misma a la salida del aparato. El manual da el siguiente ejemplo de datos a la salida del aparato:

111213141516171819 (CR) ( lf) donde 1 =número de la secuencia de 4 baitios (o caracteres) 2 = identificación de la muestra con 1O baitios, justificada a la derecha 3 = código analito de 2 baitios

4 =número de lote del reactivo utilizado, 2 baitios

5 = código del hospital, 6 baitios 6 =tasa del valor, 8 baitios 7 = resultados, 8 baitios 8 = letrero de error, 2 baitios 9 = número de canal, 1 baitio El fin de línea es un retorno de carro ( CR) seguido por un alimentador condicional de línea (lf). Hay un programa escrito para analizar el flujo de datos y extraer la identificación de la muestra, el código analito y los resultados del análisis. Cuando se despliegan estos datos en el monitor falta el último dígito de la derecha en las cifras de los resultados; o sea, un resultado de 125 aparece en pantalla como 12. Se revisa el programa y está extrayendo los baitios de datos correctos según la información suministrada por el manual del aparato.

l.

~ué debe hacer el técnico?

CA PITULO

Carbohidratos

Naomi Q. Hanson

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

Describir los procedimientos analíticos poro determinar glucosa en el liquido cefolorroquideo, en suero y en orino.

• Definir un carbohidrato. • Enumerar y describir los tres tipos principales de corbohldrotos. • Describir los procesos metabólicos de los corbohldrotos. Incluir los términos g/ucogénes/s, g/ucogenóllsís y g/uconeogénesis en lo descripción. • Describir origen, efecto en los niveles de glucosa y método de acción de los siguientes hormonas: Insulina, glucogon, adrenalina, tlroxlno, hormona del crecimiento, ACTH, cortlsol, somotostotlno y somotomedlnos.

CONTENIDO DEL CAPITULO DEFINICIONES Y PRINCIPIOS FUNDAMENTALES CLASIFICACION Monosocárldos Ollgosacárldos Ponso<¡rldos METABOLISMO REGULACION HORMONAL

• Describir lo flslopotologío de lo hlperglucemlo e hipoglucemia y correlacionar los observaciones de laboratorio con ello. • Describir los deficiencias enzlmátlcos, síntomas clínicos y observaciones de laboratorio en los siguientes errores Innatos del metabolismo de corbohldrotos: enfermedad de von Glerke y goloctosemlo. • Describir los observaciones clínicos y de laboratorio en afecciones del metabolismo de fructoso y en lo enfermedad de almacenamiento de mucopollsocárldos.

APLICACIONES CLINICAS Hlperglucemio Clasificación Flslopatología Diagnóstico de laboratorio Glucosa plasmática en ayunas Glucosa en orina Glucosa plasmática posprandlal de dos horas Glucosa plasmática tras Ingestión de una dosis fija de g lucosa Prueba oral de tolerancia a la g lucosa Prueba Intravenosa de tolerancia a la g lucosa Hemoglobina glucosllada

141

142 •

QUIMICA CUNICA

Fructosamlna Autovlgllancla de glucosa sanguínea

H-C=O 1

Clasificación Diagnóstico de laboratorio Glucosa plasmótlca Prueba de tolerancia a la glucosa de cinco horas Niveles de Insulina Pépt1doC Prueba de tolerancia a la Insulina Prueba de tolerancia a la tolbutamlda

1 1

GLUCOSA EN EL LIQUIDO CEFALORRAQUIDEO PROCEDIMIENTOS ANALITICOS Glucosa sérlca y en líquido cefalorraquideo Muestras Métodos Métodos químicos Métodos enzlmótlcos

Glucosa en orina Hemoglobina glucosada Muestras Métodos Métodos que se basan en diferencias de carga Métodos que se basan en react1vldad química Métodos que se basan en diferencias estructurales

Cetanas RESUMEN

---~--------DEFINICIONES Y PRINCIPIOS FUNDAMENTALES

1

H-C - OH 1

H-C-OH

H-C-OH

1

1

CH 20H

CH 20H

Aldosa (glucosa)

Cetosa (fructosa)

Ejemplos de una aldosa y una cetosa.

se llaman cetosas. Como se observa en la figura 9-1, una aldosa tiene el grupo carbonilo (C=O) en el extremo de la cadena de carbono; una cetosa tiene el grupo carbonilo en un átomo de carbono interno. La glucosa y la fructosa son ejemplos de una aldosa y una cetosa respectivamente. Las aldosas con tres o más átomos de carbono y las cetosas con cuatro o más átomos de carbono contienen centros asimétricos formados por átomos de carbono con cuatro sustituyentes distintos. Por tanto la nomenclatura de los carbohidratos se basa en la configuración en tomo a cada centro de asimetría. En las fórmulas estructurales de cadena lineal que se muestran en la figura 9-2, el átomo de carbono 1 se encuentra en la parte superior, más cerca del grupo aldehído o cetona y los demás átomos se enumeran sucesivamente, como se indica mediante los números que se encuentran a la izquierda de las fórmulas . La designación configuracional oo L- se refiere a la posición del grupo hidroxilo en el átomo de carbono siguiente al -CH20H de la parte inferior o al átomo de carbono asimétrico que se encuentra más alejado del grupo aldehído o cetona. Por convención, en los azúcares o se escribe el grupo hidroxilo a la derecha y en los azúcares L se escribe a la izquierda. En la figura 9-2 se muestra tanto la o-glucosa como la L-glucosa, que son imágenes en el espejo. Los compuestos de este tipo tienen composición idéntica pero • configuración espacial difiere y se denominan este· reoisómeros o enantiómeros. La mayoría de los azúcares del organismo tiene la configuración o. Las formas predominantes de azúcares en solución nc son cadenas abiertas como la o- y la L-glucosa, sino estructu· H- C=O

Los carbohidratos y su catabolismo constituyen una fuente importante de energía para el cuerpo humano. El término carbohidrato significa hidrato de carbono y se derivó de las primeras observaciones de que la fórmula empírica para la mayoría de los carbohidratos es (CH20)n. Desde esas primeras observaciones, se han encontrado carbohidratos complejos que contienen otras entidades químicas y cuya proporción de carbono, hidrógeno y oxígeno no es 1:2: l. Es más conveniente definir los carbohidratos como compuestos aldehídicos o cetónicos con grupos hidroxilo múltiples. Los carbohidratos que contienen un grupo aldehído se denominan aldosas y los que tienen un grupo cetónico

HO-C-H 1

H-C-OH

Flg. 9-1 .

C=O 1

HO-C-H

Errores Innatos del metabolismo de carbohldratos Afecciones del almacenamiento de glucógeno Galactosemla Afecciones del metabolismo de la fructosa Enfermedades de almacenamiento de mucopollsacórldos

1

H-C-OH

Hipoglucemia

CHpH

1

2

H-C-OH 1

3

HO- C -H 1

4

H-C-OH

5

H- C-OH

1

6

1

HO-C-H 1

H-C-OH 1

HO-C-H 1

HO-C- H

1

1

CH 20H

CH 20H

o-glucosa Flg. 9-2.

H-C=O

L-glucosa

Esterois6meros de la glucosa.

CARBOHIDRATOS 9 • 143

ras cíclicas o de anillo en las cuales el grupo carbonilo forma un enlace covalente con uno de los grupos hidroxilo a lo largo de la cadena. Los grupos aldehído (o cetona) y los grupos alcohol reaccionan formando hemiacetales (o hemicetales). En el _caso de la glucosa, el grupo aldehído reacciona con el grupo hidroxilo del carbono 5 para formar un hemiacetal, como se indica en la figura 9-3. El grupo hidroxilo del carbono 1 puede escribirse a la derecha como en la figura 9-3a (y se denomina forma a) ' o a la izquierda como en la figura 9-3b (y se denomina forma~). Este anillo de azúcar se representa mejor por la fórmula de Haworth (fig. 9-3c y d), en la .;ual la glucosa se denomina piranosa por su similitud con el :Qmpuesto con anillo de seis miembros llamado pirano. La 3esignación a significa que el grupo hidroxilo del carbono 1 el carbono carbonílico, que se denomina carbono anoméri:o) se encuentra por debajo del plano del anillo (fig. 9-3c) y 5 significa que el grupo hidroxilo se encuentra por encima :31:1 plano del anillo (fig. 9-3d). Las formas a y~ son anóme:ns y difieren con respecto a la rotación óptica de la luz pola:-izada. La glucosa cristalina anhidra común es la forma a-o. ::na solución acuosa de glucosa es una mezcla en equilibrio .fUe contiene aproximadamente un tercio de a-o-glucosa, dos ~íos de ~o-glucosa y una cantidad muy pequeña de com;.-uesto de cadena lineal.

H-H HO-H H-t::J H-?::J 1

3

HO-C-H

4

!ily tres tipos principales de carbohidratos: monosacáridos, :~gosacáridos

y polisacáridos.

MONOSACARIDOS :._--s monosacáridos son azúcares simples que sólo contie~

un grupo aldehído o cetona y dos o más grupos hidroxi:. Su forma empírica es (CH20)n, en donde n = 3 o más. :.U--s azúcares con tres, cuatro, cinco, seis y siete átomos de ::1.-bono son triosas, tetrosas, pentosas, hexosas y heptosas, -:spectivamente. Las hexosas, en particular la o-glucosa, son ~ monosacáridos más abundantes en la naturaleza. Tres he"L."'Sas de importancia biológica son o-glucosa, o-fructosa "!:le se muestran en la fig. 9-l) y o-galactosa. Esta última es ~ aldosa y se diferencia de la o-glucosa sólo por su confi~..:ración en el átomo de carbono 4; por tanto, es un epfmero ~ la o-glucosa con respecto al átomo de carbono 4. La mayoría de los monosacáridos contiene un aldehído ..::re o un grupo cetónico y reducen fácilmente los agentes :-1:dantes como el ion cúprico, el ferricianuro o el peróxido :11! hidrógeno. En estas reacciones el grupo carbonilo del L:".Jcar se oxida en solución alcalina y el agente oxidante se re__.._ e. Los azúcares capaces de reducir agentes oxidantes se :enominan azúcares reductores. Esta propiedad constituye una :11! las bases para la determinación analítica de la glucosa.

1

HO-C-H

6

1

CH2 0H

CH2 0H

a-o-glucosa

~-o-glucosa

a.

b.

~·:,H,o~~

4

HO

OH

H 2

3

H

o

H-C

1

~

:H,O~OH OH

0H

OH

c.

CLASIFICACION

o

H-C

5

a-o-glucopiranosa

---~----------

H-C-OH

H-C-OH

2

Flg. 9-3.

H

HO

H

H

OH

~-o-glucopiranosa

d. Anómeros de la o-glucosa.

OLIGOSACARIDOS Los oligosacáridos consisten en algunas cadenas cortas de unidades de monosacáridos enlazadas mediante enlaces covalentes. El oligosacárido más sencillo y más abundante es un disacárido. Los disacáridos constan de dos monosacáridos unidos covalentemente entre sí por un enlace glucosfdico. Este último se forma entre un aldehído o grupo cetónico (el carbonilo o carbono anomérico) de un monosacárido y el grupo hidroxilo o el carbono anomérico del otro monosacárido con pérdida de una molécula de agua. En la figtyj 9-4 se muestra la formación de la maltosa, uno de los dis~áridos más sencillos. Esta se forma a partir de dos residuos de o-glucosa que se enlazan por unión glucosídica entre el carbono anomérico del primer residuo de glucosa y el átomo de carbono 4 de la segunda glucosa. Como la configuración del carbono anomérico es a, el enlace se denomina a-l ,4-glucosídico. La maltosa es un azúcar reductor que tiene un grupo carbonilo potencialmente libre en el segundo monosacárido. Otros dos disacáridos comunes son lactosa y sacarosa (fig. 9-5). La lactosa se encuentra únicamente en la leche y está formada de glucosa y galactosa. La lactosa es un azúcar reductor porque tiene un grupo aldehído potencialmente libre en el residuo de glucosa. La sacarosa, o azúcar de caña, está formada por glucosa y fructosa. En la unión de estos dos monosacáridos participan ambos átomos de carbono anoméricos de manera que no hay grupo carbonilo libre. Por este motivo la sacarosa no es un azúcar reductor.

144 • QUIMICA CUNICA

CH,OH

¡ CH,OH

Enlace glucosídico a-1 ,4

~:~ J ~:~ H~ ~OH H

OH

H

a-o-glucosa

OH

H

a-o-glucosa

'Grupo reductor

POLISACARIOOS Los polisacáridos están formados de muchas unidades de monosacáridos enlazadas unas con otras. Los polisacáridos más importantes en la naturaleza son el almidón, que es el principal carbohidrato de almacenamiento de las células de las plantas y el glucógeno, que es el principal carbohidrato de almacenamiento de las células animales. Ambos contienen de 25 a 2 500 unidades de glucosa enlazadas entre sí y por tanto se denominan glucosanos. El almidón consta de dos tipos de glucosanos, llamados amilosas y amilopectinas (fig. 9-6). La amilosa consiste en cadenas no ramificadas muy largas, de 25 a 300 unidades de glucosa unidas por enlaces cx-1 ,4 glucosfdicos. La amilopectina es un polisacárido ramificado compuesto de 1 000 o más unidades de glucosa. Las unidades sucesivas de glucosa en la cadena de amilopectina se enlazan por uniones cx-1 ,4, pero

~/oH CH20H

Lactosa

Sacarosa

Flg. 9·5.

OH

H,O

Formación de a-o-maltosa.

"~~o~ OH

H a-o-maltosa

Flg. 9-4.

~

OH

+

Estructura de lactosa y sacarosa.

· ··0 -5-040-QO-ó-O·· · · ~ i / Enlaces a-1 ,4 Amilosa

Enlaces a-1 ,4 Amilopectina

Fig. 9-6.

Estructura de amilosa y amilopectina.

CARBOHIDRATOS 9 • 145

los puntos de ramificación son enlaces a.-1,6. Las diferentes estructuras de la amilosa (no ramificada) y la amilopectina (ramificada) son importantes para la elección del sustrato de almidón para determinación de amilasa, ya que la a.-amilasa sólo hidroliza enlaces glucosídicos a.-1 ,4 y no los de tipo a.-1 ,6. El glucógeno, al igual que la amilopectina, es un polisacárido ramificado con unidades de o-glucosa, pero tiene más ramificaciones. El glucógeno se encuentra en el hígado y en el músculo esquelético.

----f------METABOLISMO

:....os carbohidratos son uno de los principales componentes de la :::ieta de los seres humanos. Antes de que los carbohidratos ;x.¡edan absorberse y utilizarse para obtener energía, es necesa:io que se descompongan hasta monosacáridos. Esta descom;x>sición se lleva a cabo mediante el proceso de digestión. La digestión se inicia en la boca, en donde la amilasa de saliva hidroliza el almidón para formar dextrinas y malto;,a intermedias (fig. 9-7). En el estómago, la amilasa de lasa.:\"a se inactiva por el pH ácido del jugo gástrico. El pH del ..::testino delgado es más alcalino, de manera que la digestión .!el almidón y el glucógeno a maltosa termina ahí gracias a la .I:IÚ)asa pancreática. La maltosa, junto con cualquier lacto~a sacarosa que se haya ingerido, se hidroliza frente a enzi-.as de la mucosa intestinal (disacaridasas) y forma los mo:.osacáridos glucosa, galactosa y fructosa. Posteriormente es:.JS monosacáridos son absorbidos a través de la pared intestinal :.;u:ia el torrente sanguíneo y llegan al hígado a través de la .irculación portal. Como la glucosa es el único monosacárido que el cuer~ utiliza para energía, las enzimas hepáticas transforman la ~;l!actosa y fiuctosa en glucosa. En el primer paso de utilización :3e la glucosa, la glucosa del hígado reacciona con trifosfato de Jdenosina (ATP) en presencia de hexocinasa para formar glu:osa-6-fosfato. La glucosa-6-fosfato sirve como punto de parti!1 para tres vías posibles de metabolización de la glucosa. Si el organismo necesita energía, la glucosa se metabo:z.a en su totalidad hasta dióxido de carbono y agua forman.:0 energía a través de la producción de ATP. Hay dos vías ;rincipales (fig. 9-7) para esta descomposición de la glucosa: ..l vía glucolítica o ciclo de Embden-Meyerhof y la vía alter.:3 del monofosfato de hexosa (HMP). En la vía de Embden-Meyerhof la glucosa-6-fosfato se :;:~ mpe mediante una serie de pasos hasta una triosa fosfato y ?Or último hasta dos moléculas de piruvato. La transforma.:!ón de glucosa en piruvato o lactato se denomina glucólisis. Este proceso es anaeróbico (no requiere de oxígeno), ocurre ~ el citoplasma celular y produce dos moléculas de A TP ;x>r molécula de glucosa. El piruvato se convierte de nuevo a {ucosa-6-fosfato por una vía diferente o se transforma en .xtato frente a la enzima deshidrogenasa láctica (LD). En :ondiciones aeróbicas el piruvato experimenta descarboxila:!ón oxidativa y forma acetilcoenzima A (CoA).

La oxidación de acetilcoenzima A proporciona a las células la mayor parte de la energía potencialmente disponible a partir de la oxidación de la glucosa. Como se observa en la figura 9-7, la acetil"CoA penetra al ciclo del ácido tricarboxílico (TCA), conocido también como ciclo de Krebs o ciclo del ácido cítrico. El ciclo del ácido tricarboxílico es la fase aeróbica del metabolismo de la glucosa y se lleva a cabo en la mitocondria de la célula. Consiste en una secuencia de reacciones de óxido-reducción en las cuales la acetil-CoA se oxida a C0 2 y H20 con producción de 24 moléculas de ATP (12 ATP por molécula de acetil-CoA). Esta formación de _ ATP está ligada con el sistema de transporte de electrones de la mitocondria. La oxidación total de una molécula de glucosa en el hígado da lugar a 38 moléculas de ATP (dos de la glucólisis, 24 del ciclo del ácido tricarboxílico, y el resto de la oxidación del NADH y otros pasos de la fosforilación oxida· tiva) en forma de energía. Como se indicó, otra vía alterna para la oxidación de la glucosa es el ciclo de Embden-Meyerhof que se denomina también vfa de las pentosas. En esta vía la glucosa-6-fosfato se transforma en ribosa-5-fosfato (una pentosa) con producción de NADPH. Este último genera potencia reductora y es importante como fuente de energía para muchas reacciones anabólicas, como síntesis de ácidos grasos y esteroides. La vía del monofosfato de hexosa también desempeña una función importante para la glucólisis en los eritrocitos, ya que éstos carecen de mitocondria y por tanto no pueden efectuar la fosforilación oxidativa del ciclo del ácido tri¡;arboxflico . La ribosa-5-fosfato puede transformarse en tri0sa fosfato, el \ cual participa en la vía glucolítica. Cuando el organismo no requiere glucosa para"Obtener energía de inmediato, la almacena en el hígado en forma de glucógeno. En este proceso, que se ilustra en la figura 9-7, la glucosa-6-fosfato se polimeriza enzimáticamente mediante una serie de pasos hasta formar glucógeno. El proceso de formación de glucógeno a partir de glucosa se denomina glucogénesis y se verifica cuando hay niveles altos de glucosa en sangre, por ejemplo, después de ingerir alimentos. Cuando la glucosa sanguínea comienza a descender, el glucógeno se transforma de nuevo en glucosa mediante un conjunto diferente de enzimas. La descomposición de glucógeno para formar glucosa y otros productos intermedios se denomina glucogenólisis. Las reacciones de glucogénesis y glucogenólisis son mecanismos importantes para regular los niveles de glucosa en saq¡re. El glucógeno también se forma y se almacena en los nftl'sculos. Sin embargo, sólo el glucógeno hepático se encuentra disponible para la sangre, ya que el músculo carece de la enzima glucosa-6-fosfatasa necesaria para la transformación de glucógeno nuevamente en glucosa. La gluconeogénesis es otra vía importante para mantener los niveles de glucosa sanguínea, en especial cuando el ayuno se prolonga. La gluconeogénesis es la formación de glucosa a partir de fuentes que no son carbohidratos, como aminoácidos, lactato o la porción de glicerol de los lípidos. La gluconeogénesis no es el inverso de la glucólisis anaeróbica, sino más bien un proceso oxidativo en el cual participa el ciclo de ácido tricarboxílico y que da lugar a glucosa a partir de lactato, lípidos, aminoácidos y proteínas. Como se ilustra en la figura 9-7, los ácidos grasos y el lactato se trans-

146 • QUIMICA CUNICA

carbohidratos

1

amilasa de la saliva

Boca

l

dextrinas, maltosa amllasa pancreática

t

disacáridos

Intestino delgado

1 dlsacaridasas

+

--1-------glucosa, galactosa, fructosa

•

- - 1 1 - - - - - - glucosa, galactosa, fructosa

1

enzmas hepáticas

l

-+--------• glucosa+ ATP hexocinasa

Sangre

!t

G-6-fosfatasa

~

Jli~•NADPHI

-t ,~ur~ -

lactato -

lwuvato

Higado

M ADH+ +ATP

1'

•

Glucólisis (via de Embden-Meyerhof)

D

Derivación de monofosfato de hexosa

•

Glucogénesis/glucogenólisis

•

Gluconeogénesis Fig. 9-7.

Absorción y metabolismo de la glucosa.

forman en acetil-CoA y después se oxidan totalmente en el ciclo del ácido tricarboxílico. La concentración de glucosa en sangre es muy estable en circunstancias ordinarias. En un ayuno breve, se evita el descenso de glucosa sanguínea por formación de glucosa a ' través de la glucogenólisis. En el ayuno prolongado, la gluconeogénesis se hace más importante como fuente de· gluco-

sa. A medida que aumentan los niveles de glucosa sanguj nea, la glucogenólisis es reemplazada por la glucogénesi~ Estas vías tienen mecanismos de control delicados, como i ~ hibición por retroalimentación y control hormonal, por 1 cual la glucosa sanguínea se mantiene dentro de límites poc amplios a pesar de las modificaciones debidas a la alimentl ción y el ayuno.

CARBOHIDRATO$ 9 • 147

---~------

Péptido C (31 aminoácidos)

REGULACION HORMONAL Las hormonas regulan la concentración de glucosa en sangre :-- afectan a una o más de las vías metabólicas, como se ilus::ra en la figura 9-7. Diversas hormonas trabajan juntas para ::tantener la concentración poco variable de glucosa en san~e. La insulina hace descender la glucosa sanguínea; otras :::ormonas contrarregulatorias como glucagon, adrenalina, ;:ortisol y la hormona de crecimiento, elevan los niveles de ;Jucosa. La acción de estas hormonas se resume en el cuadro 9-1 . La insulina es un péptido pequeño que secretan las cé,Jias beta de los islotes pancreáticos de Langerhans en res;uesta a niveles elevados de glucosa en sangre. Es la única wormona que hace descender la glucosa sanguínea. Esto se 'eva a cabo porque aumenta la permeabilidad de las mem:Tanas a la g lucosa, se enlazan con receptores en las superfi:!es celulare~ y mejora así el grado de entrada de la glucosa .1 los tejidos hepáticos, musculares y adiposos. También altc:'l las vías metabólicas del metabolismo de la glucosa y faorece la formación de glucógeno, grasas y proteínas. La secreción de insulina la regula la concentración de ; ~ ucos a sanguínea. Cuando la concentración de glucosa en wngre aumenta se secreta insulina. Una reducción de glucosa ..z~guínea inhibe la liberación de insulina. La cantidad de insu-:a que se requiere para una reducción específica de glucosa ..z~guínea varía según el individuo. Por ejemplo, un indivi.:..:o con exceso de peso y metabolismo de carbohidratos nor~ requiere de una concentración de insulina más alta que -:~ individuo de peso norma1. 1 La insulina se sintetiza a partir de un precursor que se :.enomina proinsulina, un polipéptido de cadena individual. ~ proinsulina se transforma en insulina activa por la acción :.e peptidasas específicas para formar cadenas A y B de insu-a que se enlazan por dos uniones disulfuro y un segmento -rermedio que se denomina péptido C (fig. 9-8). El péptido C e libera junto con la insulina en cantidades prácticamente ~-u imolares durante la secreción. Por tanto los ni veles de in,._:ina sérica se correlacionan con los ni veles de péptido C. El glucagon es una hormona polipeptídica que secretan ~ células alfa de los islotes pancreáticos de Langerhans Cuadro 9-1. Hormona rs.ulina :a..cagon Jo"enalina - '1>xina -amona del crecimiento ....._~

:.:ctisol So:lmatostatina 3anatomedinas

S

1

S

Flg. 9-8.

S

1

S

Estructura de la insulina humana.

como respuesta a niveles bajos de glucosa sanguínea Es ia principal hormona para producir un incremento rápido de la concentración de glucosa en sangre. Para ello estimula la glucogenólisis y la gluconeogénesis hepáticas, pero no ejerce efecto en el glucógeno del músculo. La adrenalina es una catecolamina que secreta la médula suprarrenal. Eleva el nivel de glucosa en sangre estimulando la glucogenólisis y sirve como coadyuvante del glucagon. Se libera como respuesta a la tensión ffsica o emocional. Provoca un aumento inmediato en la producción de glucosa para cncrgfa junto con un incremento de la frecuencia cardiaca, la presión arterial y otros efectos fisiológicos . La tiroxina (T4 ) es un aminoácido tetrayodado que secreta la glándula tiroides. Favorece la glucogenólisis y puede provocar agotamiento de las reservas de glucógeno en el hígado. También acelera la absorción de gl ucosa del intestino y puede producir una intolerancia a la glucosa ligeramente anormal de tipo diabético en individuos hipertiroideos, aunque el nivel de glucosa sanguínea en ayunas sea normal. Aunque la acción de la tiroxina es hiperglucémica, tiene un papel poco significativo en la regulación de la concentración de la glucosa en sangre.

Efecto de las hormonas en la concentración de glucosa sanguínea

Origen

Efecto en la concentración de glucosa

Células beta del páncreas Células alfa del páncreas Médula suprarrenal Glándula tiroides Pituitaria anterior Pituitaria anterior Corteza suprarrenal

J. i i

Células delta del páncreas, otros tejidos Hígado

..._ IH = hormona adrenocorticolrópica; .l. = reducción; i = aumento.

Insignificante

i i i Leve Leve

e

Acción hormonal

Membrana celular, glucogénesis Glucogenólisis, gluconeogénesis Glucogenólisis Glucogenólisis Antagonista de la insulina Antagonista de la insulina Gluconeogenesis, antagonista de la insulina Inhibe la liberación de insulina y glucagon Actividad similar a la insulina

148 •

QUIM ICA CLINICA

La hormona del crecinúento (GH), que también se denomina somatotropina, es un polipéptido que secreta la pituitaria anterior. La acción de la GH es antagonista a la insulina porque inhibe el consumo de glucosa de los tejidos y estimula la glucogenólisis hepática elevando así la concentración de glucosa sanguínea. La hormona adrenocorticotrópica (ACTH), llamada también corticotropina, es un pequeño polipéptido secretado por la pituitaria anterior. Como la GH, aumenta la concentración de glucosa en sangre por su acción antagonista frente a la insulina. El cortisol y otros 11-desoxisteroides secretados por la corteza suprarrenal elevan la concentración de glucosa en sangre por estimulación de la gluconeogénesis. También tienen efectos metabólicos antagonistas a la insulina y en ocasiones se denominan hormonas diabetógenas. La somatostatina es una hormona polipeptídica que se forma en su mayoría en las células delta (D) de los islotes pancreáticos de Langerhans. Inhibe la secreción de insulina y glucagon, y en consecuencia modula su acción recíproca. Por tanto la somatostatina sólo ejerce un efecto menor en la concentración de glucosa sanguínea. Las somatomedinas son péptidos que se producen en el hígado como respuesta a la estimulación de la hormona del crecimiento. Las somatomedinas son un grupo de hormonas similares a la insulina, que incluye la somatomedina A, la somatomedina C y los factores de crecimiento 1 y 11, que promueven directamente el crecimiento. Además de este efecto sobre el crecimiento, las somatomedinas muestran actividad similar a la insulina en algunos tejidos, como el adiposo. Se ha demostrado que el factor de crecimiento 1 similar a la insulina tiene estructura parecida a la de la insulina. 2

----f------APLICACIONES CLINICAS

Diversas afecciones del metabolismo de carbohidratos se asocian con 1) incremento de la concentración de glucosa plasmática (hiperglucenúa); 2) reducción de la concentración de

glucosa plasmática (hipoglucemia), y 3) concentración de glucosa plasmática normal o reducida, con frecuencia con excreción de algún azúcar reductor no glucosídico en orina (errores innatos del metabolismo de carbohidratos).

HIPERGLUCEMIA Clasificación

El National Diabetes Data Group propone una clasificación para la diabetes sacarina y otras afecciones hiperglucépUcas.3 En el cuadro 9-2 se delinea esta clasificación. De acuerdo con ella, las afecciones hiperglucémicas se dividen en cinco categorías: diabetes sacarina y otras cuatro afecciones que pueden ser permanentes o temporales y que producen resultados similares a la diabetes en la prueba de tolerancia a la glucosa. La diabetes sacarina es la afección más importante que se asocia con hiperglucemia. No es una entidad única y bien definida, sino más bien un grupo heterogéneo de afecciones. Se caracteriza por deficiencias en la secreción o acción de la insulina que dan como resultado hiperglucemia y posible desarrollo de complicaciones con el transcurso del tiempo. Los tres tipos de diabetes sacarina que se citan en el cuadro 9-2 se basan en deficiencia de insulina absoluta, relativa o asociada con algunas otras afecciones o síndromes. La diabetes sacarina tipo 1 o dependiente de la insulina es una forma grave de la diabetes que se caracteriza por deficiencia absoluta de insulina debido a la destrucción o degeneración de las células beta de los islotes pancreáticos. Aparentemente las lesiones de las células beta se precipitan debido a un grupo de factores heterogéneos, que incluye antecedentes genéticos permisivos y agentes ambientales de tipo viral o químico. Se considera que los determinantes genéticos son importantes, porque se observa aumento o reducción de la frecuencia relacionado con ciertos antígenos de los leucocitos humanos (HLA) en el cromosoma 6. Los anticuerpos a las células de los islotes son comunes en los primeros meses tras el diagnóstico de esta enfermedad. Pueden producirse como respuesta a lesiones de las células beta que liberan antígenos celulares o tal vez constituyan una enfermedad autoinmunitaria primaria.

Cuadro 9-2. Clasificación de la diabetes sacarina y otras categorías de Intolerancia a la glucosa Afección

Característica

l. Diabetes sacarina

11. 111. IV. V.

A. Tipo 1, dependiente de la insulina (IDDM) B. Tipo 11, no dependiente de la insulina (NIDDM) 1. No dependiente de la insulina sin obesidad 2. No dependiente de la insulina con obesidad C. Otras Afecciones de la tolerancia a la glucosa (IGT) Diabetes sacarina gestacional Anomalía previa de tolerancia a la glucosa (PrevAGT) Anormalidad potencial de tolerancia a la glucosa (PotAGT)

(Tomado de National Diabetes Data Group)3

Deficiencia absoluta de insulina Deficiencia relativa de insulina

Diabetes secundaria a otras afecciones Niveles de glucosa entre normales y correspondientes a diabetes Intolerancia a la glucosa que se inicia durante el embarazo Tolerancia normal a la glucosa pero hiperglucemia previa Tolerancia normal a la glucosa pero riesgo de hiperglucemia

CARBOHIDRATO$ 9 •

Clínicamente, la diabetes sacarina dependiente de la insulina se caracteriza por el inicio repentino de síntomas y la !endencia a la cetosis. Por tanto, estos.pacientes requieren de tratamiento con insulina para evitar la cetosis y preservar la ·•ida. La diabetes sacarina tipo 1 puede presentarse a cualquier edad pero es más frecuente en la juventud; por tanto se ;e denomina diabetes juvenil. Constituye cerca de 10% de los .:asos de diabetes sacarina. La diabetes sacarina no dependiente de insulina o tipo ll es una forma más leve de diabetes que se caracteriza ;:<>r una deficiencia relativa de actividad insulínica debido a :-esistencia insulínica (los niveles de insulina pueden ser nor::lales pero hay una respuesta periférica insuficiente). La dia:ctes sacarina tipo 11 tiene una base genética más fuerte que ...J tipo 1, como lo evidencia el patrón familiar de ocurrencia =.ás frecuente. Los factores ambientales que producen au=ento de peso y obesidad, como el consumo de calorías ex:esivas, también son importantes en la patogenia de este tipo ~ diabetes. A diferencia de la tipo 1, no se relaciona con un :rus y no se detectan asociaciones entre anticuerpos de las :ilulas de los islotes y antígenos a leucocitos humanos. Los pacientes con diabetes sacarina tipo 11 no están ex~ stos a la cetosis y en general no requieren de insulina, JC1lque algunos sí la necesitan para controlar la hiperglucer.la sintomática. Los pacientes con diabetes sacarina tipo 11 ;.:n frecuencia son obesos; la pérdida de peso suele mejorar tolerancia a la glucosa. La diabetes sacarina tipo 11 gene::almente se produce en los adultos de más de 40 años y proJreSa con lentitud. Es la forma más frecuente de diabetes sa.:zina y constituye de 80 a 90% de los casos. Otros tipos de diabetes son secundarios a diversas -~ciones de tipo pancreático o endocrino; a la administra- ~n de ciertas hormonas, fármacos o productos químicos, a • 1Unos síndromes genéticos y a ciertas condiciones ambien:aks, como poblaciones con mala nutrición. Las afecciones en la tolerancia a la glucosa se caracte-.nn por niveles de glucosa que no son normales y sin emgo no son suficientemente anormales para clasificarse a:-:;tro de la categoría de diabetes sacarina. Los niveles de _ ...-:osa de estos pacientes regresan a la normalidad o perma~.:en en los límites, pero tienen mayor riesgo de desarrollar tes sacarina. La diabetes sacarina gestacional se caracteriza por el ~io de diabetes o afecciones de tolerancia a la glucosa du·e el embarazo. Después del parto el nivel de glucosa de ;x¡ciente regresa a la normalidad o es probable que desa·¡e diabetes sacarina en etapas posteriores. En cualquier~ . es necesario clasificar a la mujer indicando que padece !"\..;TfG (véase a continuación), diabetes sacarina o tiene afeca;nes de la tolerancia a la glucosa, de acuerdo con sus ni veplasmáticos de glucosa en el posparto. El término anormalidad previa de tolerancia a la glu.wa (APTG) se utiliza para referirse a individuos que tienen &:::Ialmente niveles normales de glucosa, pero con anteriori~ tuvieron alguna prueba de tolerancia a la glucosa anor. Algunos ejemplos de esta categoría incluyen mujeres padecieron diabetes sacarina gestacional y cuyos niveles a glucosa regresaron a su valor normal después del parto o .a!hiduos obesos con diabetes sacarina 11 cuya tolerancia a

149

la glucosa regresa a la normalidad cuando pierden peso. Esta categoría se utiliza principalmente para estudios epidemiológicos. La anormalidad potencial de la tolerancia a la glucosa (APTG) se refiere a personas que tienen niveles normales de glucosa, pero corren mayor riesgo de desarrollar diabetes sacarina. Algunos ejemplos incluyen gemelos idénticos, hermanos o hijos de pacientes diabéticos. Como la categoría APTG, ésta también se utiliza para estudios epidemiológicos.

Flslopatología En la diabetes sacarina los niveles bajos de insulina provocan alteraciones de las vías metabólicas normales, las cuales se muestran en la figura 9-7. Por la deficiencia de insulina la glucosa no puede penetrar a las células, lo cual ocasiona niveles elevados de glucosa en sangre. Cuando la elevación de glucosa sanguínea excede la capacidad de reabsorción renal se excreta glucosa en orina. Esta afección se denomina glucosuria. Debido a que con la glucosa se excreta agua, los diabéticos que no reciben tratamiento experimentan sed y hambre. En consecuencia, los síntomas característicos de diabetes son poliuria (orina frecuente), polidipsia (consumo de grandes volúmenes de agua) y polifagia (deseo excesivo de comer). Como el exceso de glucosa se excreta en orina en vez de almacenarse como grasa, la pérdida de peso es común. Además de los niveles bajos de insulina, la diabetes sin tratamiento se caracteriza por un aumento del nivel de glucagon que da lugar a otros cambios metabólicos, como se indica en la figura 9-9. Inhibe la glucólisis y estimula la glucogenólisis, la lipólisis y la gluconeogénesis. El catabolismo acelerado de aminoácidos y ácidos grasos provoca mayores cantidades de acetil-CoA. Esta última no entra al ciclo del ácido tricarboxflico sino que se convierte en colesterol o en cetoácido, ácido acetoacético y sus derivados, ácido f}-hidroxibutírico y acetona. El exceso de producción de estos tres cuerpos cetónicos, que se denomina cetosis, da como resultado su aparición en sangre (cetonemia) y en orina (cetonuria). Como la acetona es volátil se encuentra presente en el aliento de los diabéticos y le imparte un olor dulce característico de tipo "orgánico". En la diabetes sacarina sin control la producción excesiva de cetoácidos provoca acidosis o descenso del pH sanguíneo. El organismo compensa este descenso mediante la reducción de la concentración de bicarbonato en el sistema amortiguador de bicarbonato-ácido carbónico para producir dióxido de carbono y agua. El agotamiento del bicarbonato provoca acidosis metabólica. El centro respiratorio se estimula, produce respiraciones profundas y rápidas, y aumenta la excreción de dióxido de carbono por los pulmones. Esto da lugar al coma y la terapia inmediata con insulina es indispensable para evitar la muerte. El tratamiento de individuos con hiperglucemia consiste en medidas dietéticas y la administración de insulina o agentes hipoglucémicos orales en caso indicado. Una complicación del tratamiento con agentes hipoglucémicos es la hipoglucemia, que también puede dar lugar a coma. Es fundamental efectuar pruebas rápidas de laboratorio para distinguir entre

150 •

QUIMICA CLINICA

Sangre Hfgado Glucosa ~~~~~~~~~:;. glucosa-6-fosfato + ADP

"'"!'·1-fusfato

0:

slntetasa de glucógeno

glucógeno

asa

JI ribMa-M~ + NADPH

ll

triosa tosfato LD

lactato .----.. piruvato + NADH+ +ATP

Cuerpos cetónicos

l'

Colesterol

Flg. 9-9. Cambios metabólicos caracterfsticos de la diabetes sacarina.

el coma hipoglucémico y el coma hiperglucémico resultante de la cetoacidosis asociada. A pesar del tratamiento con insulina, muchos individuos con diabetes sacarina tipo I y en algunos con la tipo II desarrollan complicaciones graves en un lapso de 10 a 15 años. Estas complicaciones incluyen retinopatía que produce ceguera, fallo renal, defectos neurológicos y afecciones micro y macrovasculares. Aunque la expectativa de vida ha aumentado para los pacientes diabéticos, los ataques cardiacos y los ataques debidos a complicaciones vasculares dan como resultado mortalidad prematura. En general, el riesgo de muerte por afecciones de la arteria coronaria se duplica en presencia de diabetes. 4 La reducción del flujo sanguíneo de las piernas y pies debida a la arteriosclerosis aumenta de cuatro hasta siete veces más en pacientes diabéticos. Esta es la principal causa de ámputaciones de miembros inferiores junto con la pérdida de respuestas a presión normal, traumatismos leves, susceptibilidad a las infecciones y otros efectos de la microcirculación de piernas y pies que provocan gangrena. Aún no se esclarece la causa de las complicaciones degenerativas tardías en la diabetes sacarina. Muchos diabetó-, logos están de acuerdo en la hipótesis glucémica, que dice que la elevación de glucosa en sí es la mediadora de estas complicaciones. 5 Esta opinión se apoya en el hecho de que la glucosilación no enzimática de proteínas del cuerpo, como la hemoglobina y la albúmina, es frecuente en el organismo y la tasa de glucosilación aumenta en proporción directa a las concentraciones de glucosa en plasma. 6 En 1982 se llevó a cabo una prueba clínica a largo plazo de tipo aleatorio en diversos centros y se llamó Diabetes Control and Complications Trial (DCCT) (Prueba para el control de la diabetes y sus complicaciones), con el fin de determinar si un régimen

de tratamiento intensivo orientado a mantener las concentraciones de glucosa sanguínea tan cerca de lo normal como era posible afectaría el desarrollo de las complicaciones vasculares en pacientes con diabetes sacarina tipo I. 7 DlagnósHco de laboratorio

El diagnóstico de la diabetes sacarina tipo I en general es sencillo y se basa en antecedentes, síntomas clínicos y comprobao::ión de hiperglucemia significativa. El diagnóstico del tipo II es más complicado y es importante efectuarlo temprano para evitar el desarrollo posterior de afecciones microvasculares. Las siguientes pruebas de laboratorio son importantes para el diagnóstico y tratamiento de ambos tipos de diabetes sacarma. GLUCOSA PLASMATICA EN AYUNAS

Los individuos normales mantienen una concentración de glucosa plasmática tras ayuno de lO a 16 horas de 80 a 90 mg/100 mi (4.4 a 5.0 mmol/L), 8 aunque los valores tienden a aumentar con la edad. 9 La elevación de la concentración de glucosa plasmática en ayunas constituye una indicación de diabetes sacarina. El National Diabetes Data Group propone que una concentración de glucosa plasmática en ayunas igual o mayor a 140 mg/100 mi (7.8 mmol/L) en más de una ocasión constituye diagnóstico de diabetes sacarina. 3 GLUCOSA EN ORI NA

En estados de enfermedad como diabetes sacarina, aparece glucosa en orina cuando el nivel de glucosa sanguínea exce-

CARBOHIDRATOS 9 • 151

de el umbral renal de glucosa. El umbral renal varía de uno a otro individuo, pero en general los valores inferiores son de 160 a 180 mg/100 ml (8.9 a 10.0 mmol!L), lo que impide la valoración de niveles de glucosa sanguínea inferiores. La de<ección de glucosa en orina se utiliza para comprobar la diabetes sacarina y como guía para el tratamiento con insulina pero su función clínica es reducida debido al incremento del uso de las pruebas de autodeterminación de glucosa sanguínea. 8 GLUCOSA PLASMATICA POSPRANDIAL DE DOS HORAS

:..U prueba de glucosa plasmática posprandial de dos horas es _na prueba de carga sencilla en la cual se mide la glucosa ;-!asmática dos horas después de que el paciente consume al1Ún alimento que contenga aproximadamente 100 g de car:x>hidratos, mezclado con otras sustancias. El nivel de glucoia plasmática superior a 200 mg/100 mi (11.1 mmol!L) .~dica diabetes sacarina; los valores menores de 140 mg/100 =U (7.8 mmol/L) o con frecuencia de 120 mg/100 mi (6.7 =JTiol!L) se consideran normales. Aunque esta prueba es s.encilla, es difícil controlar el contenido del alimento, el ~ mpo que se requiere para consumirlo y la absorción del ::::smo. Como ocurre en la prueba de glucosa plasmática en __ unas, los valores tienden a incrementarse con la edad. 9

GLUCOSA PLASMATICA TRAS INGESTION DE UNA DOSIS FIJA DE G LUCOSA

=•ta prueba es más precisa que la posprandial de dos horas ~que

no depende de las variables del alimento. Se admi:..srra una carga de glucosa oral estándar (el National Diabe-: Data Group recomienda 75 g 3) y se determina la concen- .:ción de glucosa plasmática dos horas después. Como ·urre en la prueba posprandial de dos horas, un valor mayor ~ 200 mg/100 mi (11.1 mmol/L) indica diabetes sacarina.

4. Se disuelve una dosis de 75 gen agua con saborizante y se administra por vía oral. 5. La glucosa plasmática se determina cada 30 minutos durante dos horas. En la figura 9-l O se muestran las curvas típicas de tolerancia a la glucosa para un sujeto normal y un sujeto diabético. En el paciente normal el nivel de glucosa se eleva aproximadamente a 150 mg/100 ml (8.3 mmol!L) o aún más de 30 a 60 minutos después de la administración de glucosa y después se reduce a medida que la secreción de insulina se estimula por el incremento de glucosa plasmática. El nivel de glucosa tiende a descender levemente por debajo de 'tos niveles en ayunas antes de que el efecto del aumento del nivel de insulina desaparezca y después regresa a la normalidad en aproximadamente tres horas. En un paciente diabético los niveles de glucosa comienzan siendo altos y se elevan aún más que en el individuo normal, porque el paciente diabético tiene suministro insuficiente de insulina y por tanto es incapaz de utilizar en forma eficiente la glucosa que se le administra. Los niveles permanecen altos por un -periodo más prolongado que en el individuo normal antes de regresar lentamente al nivel inicial. Según el National Diabetes Data Group,3 un nivel de glucosa plasmática igual o mayor a 200 mgil 00 ml ( 11.1 mmol!L) tanto en la prueba de dos horas y en alguna otra prueba tomada en el lapso de O a 2 horas constituye diagnóstico de diabetes sacarina. Cuando no se sigue con cuidado el procedimiento descrito con anterioridad pueden producirse valores anormales de tolerancia oral a la glucosa en ausencia de diabetes sacarina. Otros factores como enfermedades, traumatismos, tensión, endocrinopatías y ciertos fármacos que inducen hiperglucemia también afectan la tolerancia a la glucosa. Aunque en la actualidad la prueba de tolerancia oral a la glucosa es la norma más precisa para el diagnóstico de diabetes sacarina, 8 no siempre es necesario efectuarla.

PRUEBA ORAL DE TOLERANCIA A LA GLUCOSA

400

~prueba

oral de tolerancia a la glucosa se utiliza para com:robar definitivamente el diagnóstico de diabetes sacarina en -,¡,:ientes que tienen niveles de glucosa plasmática en ayunas - :-
l. El paciente puede tener actividad física sin limitaciones e ingerir una dieta sin restricciones que contenga por lo menos 150 g de carbohidratos durante tres días antes de realizarse la prueba. 2. La prueba se efectúa en la mañana después de que el paciente ayunó de lO a 16 horas; sólo se le permite que ingiera agua. 3. Se obtiene una muestra para glucosa plasmática en ayunas.

E

o o

~

Diabético

300

Cñ

§_

-~

:(ij

E U)

200

C1l

c. C1l

U)

8 100 ::l C3

Normal

60

120

180

Minutos después de la ingestión de glucosa Flg. 9-10.

Curvas de tolerancia a la glucosa para sujetos normales y diabéticos.

152 •

QUIMICA CUNICA

El National Diabetes Data Group recomienda que no se lleve a cabo cuando la concentración de glucosa en ayunas sea igual o mayor de 140 mg/100 ml (7.8 mmol/L) en más de una ocasión. 3 Sin embargo, esta prueba es útil para valorar más a fondo a individuos que tienen niveles de glucosa plasmática posprandial o en ayunas en los límites, y para el diagnóstico de diabetes sacarina gestacional así como afecciones de la tolerancia a la glucosa. PRUEBA INTRAVENOSA DE TOLERANCIA A LA GLUCOSA

En algunos pacientes que tienen malabsorción a la glucosa que se administra por vía oral o son incapaces de tolerar la carga oral de carbohidratos, se efectúa la prueba intravenosa de tolerancia a la glucosa en vez de la oral. Se administra una dosis de glucosa de 0.5 g/kg de peso corporal por vía intravenosa y se determinan los niveles de glucosa cada 1O min durante una hora. Con frecuencia también se solicitan los niveles de insulina al efectuar esta prueba.

gre. Por tanto los pacientes diabéticos tienen mayor proporción de Hb A1e que los individuos normales. Como la determinación de hemoglobina glucosada constituye un índice del nivel promedio de glucosa en sangre del paciente en un periodo de dos meses, esta prueba es útil para determinar el cumplimiento del tratamiento y hasta qué grado se ha controlado satisfactoriamente la diabetes. En la actualidad existen diversos métodos para determinar la hemoglobina glucosada y la validez de la medición depende en parte del método que se emplee. Sin embargo, la determinación de la hemoglobina glucosada es una estrategia importante para valorar la glucemia. Es más conveniente que la prueba oral de tolerancia a la glucosa porque sólo se requiere una muestra de sangre y el paciente no necesita preparación. Además, mide el control glucémico en condiciones de la vida real. 8 Se ha demostrado que las determinaciones regulares de Hb A 1e conducen a cambios en el tratamiento de la diabetes y a un mejor control metabólico como indica el descenso de los valores de Hb A 1e. 12 FRUCTOSAMINA

HEMOG LOBINA GLUCOSILADA

La hemoglobina de los adultos está formada principalmente de hemoglobina (Hb) A, con pequeñas cantidades de Hb A 2 (2.5%) y Hb F (0.5%). La Hb A contiene diversos componentes menores de la hemoglobina que se identifican como Hb A 13, Hb A 1b y Hb A 1e. Estas modificaciones de la Hb A se denominan en forma colectiva hemoglobina glucosada, hemoglobina glucosilada, Hb A¡. "hemoglobina en ayunas" y más recientemente glucohemoglobina. 11 La Hb A 1e es la principal fracción (aproximadamente 80%) de la Hb A 1 y la mejor definida. Como se muestra en la figura 9-11, la Hb A 1e se forma por una reacción no enzimática, que se denomina glucación, entre la glucosa y el aminoácido N-terminal, valina, de cada cadena beta de Hb A para formar una base de Schiff lábil (pre-A 1e) con estructura aldimina. A medida que el eritrocito circula, parte de la aldimina experimenta un reordenamiento de Amadori lento e irreversible y produce una cetoamina estable (Hb A 1e). Esta reacción continúa en los 120 días de vida del eritrocito y es proporcional a la concentración de glucosa en san-

Además de la hemoglobina, otras proteínas séricas se enlazan con la glucosa en la reacción de glucación para formar enlaces cetoamínicos. El término fructosamina se refiere al enlace cetoamínico entre la glucosa y una proteína, y se emplea para expresar la suma de todos los enlaces cetoamínicos entre la glucosa y la proteína de la muestra. La fructosamina no está relacionada con la fructosa con excepción de que la cadena de azúcar resultante tiene configuración similar a la de ésta. 13 Como todas las proteínas séricas pueden sufrir glucación y la albúmina es la proteína más abundante en suero, la determinación de fructosamina es en gran parte una determinación de albúmina glucosada. Por tanto la fructosamina es una medida del control glucémico durante el periodo de tres semanas antes del muestreo, ya que la vida media de la albúmina es de dos a tres semanas. La determinación de fructosamina es más fácil que la de hemoglobina glucosada porque es un procedimiento colorimétrico sencillo que se basa en la capacidad de los enlaces

HbA- Vai-

HCO 1

HCOH 1

HOCH 1

HbA-Vai-NH2

+

HCOH 1

HCOH 1

HbA

Flg. 9-11.

N

HbA-Vai-N

11

1

HC

CH2

1

1

c=o

HCOH 1

HOCH 1

HCOH

1

Reordenamiento de Amadori

1

HOCH 1

HCOH 1

HCOH

HCOH

1

1

CHpH

CH20H

CH 20H

Glucosa

Base inestable de Schiff pre-HbA 1c

Cetoamina estable HbA1c

Formación de hemoglobina glucosada.

CARBOHIDRATOS 9 • 153

de fructosamina para reducir el tinte nitroazul de tetrazolio. Asimismo, la fructosamina responde con más rapidez a los cambios en el control de la glucosa que la hemoglobina glucosada y no la afectan las hemoglobinas anormales o el recambio rápido de hemoglobina. Sin embargo, hay algunas controversias con respecto a si el análisis de fructosamina tiene la especificidad adecuada y acerca de la manera en que debe llevarse a cabo la prueba. 13 AUTOVIGILANCIA DE GLUCOSA SANGUINEA

Se han desarrollado medios para el control de la diabetes y el ::atamiento con insulina mediante la autovigilancia de la glucosa en sangre que el paciente puede realizar en el ho~ar.l4 Es más conveniente probar la concentración de gluco;.a en sangre que en orina, ya que para que la glucosa aparez;3 en orina es necesario que se exceda el umbral real. ~luchos pacientes utilizan bombas de insulina en vez de in. e.cciones diarias de la misma; para ello requieren de vigilan.:U frecuente de la glucosa sanguínea. Por tanto la vigilancia de .l. glucosa sanguínea en el hogar es muy útil. Es necesario ~e el paciente obtenga una gota de su sangre y sepa cómo ..tilizar el sistema de vigilancia de glucosa, pero la mayoría ;refiere utilizar esta técnica que las pruebas de orina. En ~o de que se prefiera efectuar las pruebas de orina, éstas :.:ben realizarse en el momento en que se espera el máximo .le insulina o después de hacer ejercicio, para ayudar a detec:M y prevenir la hipoglucemia.

IPOGLUCEMIA

:..a hipoglucemia es un síndrome que se caracteriza por nive..:s bajos de glucosa en plasma, en general inferiores a 50 =:g/100 ml (2.8 mmol/L) aunque no todos los investigadores ~:án de acuerdo en los valores límite exactos. Merimee y : ;.-son reportan límites de referencia inferiores a 35 mg/100 - (1.9 mmol/L) en mujeres saludables premenopáusicas so:utidas a ayuno durante 24 horas. 15 Es posible que ocasioulmente se produzcan valores bajos de glucosa en plasma :=. ausencia de síntomas o enfermedad; es necesario conocer ~ :nedio clínico para interpretar con precisión un valor bajo .:.: glucosa plasmática. Clasificación

S ejemplo más común de hipoglucemia es el paciente diabé:o que calcula en forma incorrecta la dosis de insulina. La .I.?oglucemia que se produce debido a algún estímulo se delQIÜna hipoglucemia reactiva. La ocasionan la administra=· n excesiva de insulina u otros agentes hipoglucémicos llipoglucemia facticia) o la reducción de la gluconeogéne...s como resultado de ingestión de etanol. La hipoglucemia :-extiva puede producirse varias horas después de ingerir un ~cimento (hipogluceínia posprandial) en individuos que se ;.:metieron a intervención quirúrgica gastrointestinal o tiezn diabetes leve. Se alivia mediante la ingestión de alimentos. La hipoglucemia también se produce como respuesta al : uno. Se denomina hipoglucemia espontánea o de ayuno. =.s poco frecuente, pero cuando ocurre suele haber alguna

enfermedad orgánica subyacente de tipo grave. La hipoglucemia de ayuno es provocada por el exceso de insulina que secretan los tumores de las células de los islotes pancreáticos que producen insulina (insulinomas), los tumores no pancreáticos que producen sustancias con actividad similar a la insulina, las disfunciones hepáticas, deficiencia de glucocorticoides, sepsis o agotamiento de las reservas de glucógeno. Los síntomas de hipoglucemia en adultos se dividen en grupos que dependen de que el descenso de la glucosa plasmática sea rápido o gradual. Un descenso rápido de la glucosa plasmática desencadena la liberación de adrenalina y la aparición de los síntomas ocasionados por ella, como sudoración, debilidad, temblores, estremecimiento, náusea, hambre, pulso rápido, sensación de ligereza en la cabeza e incomodidad epigástrica. Estos se conocen como síntomas adrenérgicos y se producen aunque los valores de glucosa en plasma no sean inferiores a la etapa de referencia. . El descenso gradual de glucosa plasmática a niveles menores de 20 o 30 mg/100 mi (1.1 o 1.7 mmol/L) provoca disfunción del sistema nervioso central. Esto se debe a que el cerebro depende de un suministro adecuado de glucosa para obtener energía. Los síntomas, que se denominan neuroglucopenia, incluyen dolor de cabeza, confusión, letargo, convulsiones e inconsciencia. Puede producirse daño cerebral irreversible o la muerte en caso de que la hipoglucemia y el coma persistan por un periodo demasiado prolongado. Los lactantes son menos sensibles a reducción de la concentración de glucosa plasmática, pero los valores inferiores a 30 mg/100 mi (1.7 mmol/L) en niños a término y menores de 20 mg/100 mi (1.1 mmol/L) en prematuros se aceptan como anormales generalmente. Algunas afecciones que provocan hipoglucemia en neonatos y niños incluyen diabetes materna o eclampsia, premadurez, policitemia, síndrome de sufrimiento respiratorio, afecciones del almacenamiento de glucógeno, deficiencias de enzima gluconeogénica o de hormona contrarreguladora, galactosemia e intolerancia hereditaria a la fructosa. Diagnóstico de laboratorio G LUC OSA PLASMATICA

Los niveles de glucosa inferiores a 50 mg/100 mi (2.8 mmol!L) son poco comunes y deben investigarse, en especial si el individuo presenta síntomas. Para el diagnóstico de la hipoglucemia de ayuno se obtienen muestras para determinar la glucosa plasmática con frecuencia (cada cuatro horas) durante el ayuno, con el fin de anticipar un valor peligrosamente bajo antes de que se produzca. La mayoría de los pacientes con hipoglucemia de ayuno presenta algún valor bajo anormal en el lapso de 12 horas tras el inicio del ayuno. Si no se observa hipoglucemia durante un ayuno de 48 horas, es probable que no esté indicada la prueba de hipoglucemia espontánea o de ayuno. Si la hipoglücemia se desencadena por ingestión de alimentos, es mejor obtener una muestra aleatoria de glucosa plasmática en el momento en que el paciente presente síntomas. Un valor normal de glucosa sugiere fuertemente que los síntomas no se relacionan con hipoglucemia.

154 • QUIMICA CLINICA

PRUEBA DE TOLERANCIA A LA GLUCOSA DE CINCO HORAS

La prueba de tolerancia a la glucosa de cinco horas ha sido el estándar para diagnosticar hipoglucemia posprandial pero no es una prueba ideal porque es insensible e inespecífica.16 Al igual que la prueba oral de tolerancia a la glucosa, esta sustancia se administra por vfa oral. Los síntomas de hipoglucemia son tan transitorios que es preciso obtener muestras de glucosa cada 30 minutos durante cinco horas, o cuando el paciente muestra síntomas de hipoglucemia. La interpretación de la prueba es difícil porque no hay una distinción bien definida entre la prueba de tolerancia a la glucosa de cinco horas normal y la hipoglucémica. La observación de nadires de glucosa inferiores a 50 mg/100 ml (2.8 mmol!L) asociados con síntomas hipoglucémicos sugiere hipoglucemia posprandial; sin embargo, la prueba no es muy reproducible en cualquier individuo. La prueba se prolonga dos horas más de las tres que se utilizan para la prueba oral de diagnóstico de tolerancia a la glucosa, con el fin de diagnosticar la hiperglucemia y para detectar niveles de glucosa que continúen descendiendo por debajo del nivel de glucosa en ayunas durante las dos últimas horas. Esta observación se conoce como la cola de hipoglucemia, pero no se observa en todos los pacientes con hipoglucemia. NIVELES DE INSULINA

El ensayo radioinmunológico para insulina es útil para evaluar la producción excesiva de insulina en la hipoglucemia de ayuno. Un nivel elevado de insulina plasmática en ayunas en presencia de niveles bajos de glucosa plasmática, sugiere la presencia de algún tumor productor de insulina en las células de los islotes pancreáticos. La proporción entre insulina y glucosa tras 'el ayuno de toda la noche o el de 72 horas se denomina relación de insulina/glucosa. Esta relación normalmente es inferior a 0.30 (la insulina se expresa en ¡.tU/mi y la glucosa en mg/100 mi) y es importante para definir la secreción inadecuada de insulina. 17

Además, los niveles de péptido C se utilizan en lugar de los de insulina para indicar la presencia de tejido pancreático residual en pacientes sometidos a pancreatectomía que requieren de insulina exógena. Cuando se lleva a cabo la pancreatectomía para eliminar un insulinoma, el incremento del nivel de péptido C sugiere recurrencia del tumor o presencia de metástasis funcional.

PRUEBA DE TOLERANCIA A LA INSULINA

La prueba de tolerancia a la insulina se utiliza para valorar a pacientes que presentan resistencia a la insulina que se les administra o que tienen algún otro tipo de afección endocrina. Se determina el nivel de glucosa en ayunas, se inyecta insulina por vía intravenosa y posteriormente se miden los niveles de glucosa a diversos intervalos durante dos horas. Es importante que se disponga de un médico para inyectar glucosa por vía intravenosa en caso de una reacción hipoglucémica. La respuesta normal a la insulina que se administra por vía intravenosa es una reducción del nivel de glucosa plasmática a aproximadamente la mitad del nivel en ayunas a los 30 minutos y después un retorno a la normalidad transcurridos de 90 a 120 minutos. Si el paciente es resistente a la insulina, como en el caso de hiperfuncionamiento suprarrenal cortical, acromegalia y algunos casos de diabetes, sólo se observa un incremento leve o retrasado en la glucosa plasmática como respuesta a la insulina. Si hay hipofuncionamiento de la pituitaria anterior o de la corteza suprarrenal, como en el caso de enanismo o enfermedad de Addison, el nivel de glucosa sanguínea se reduce normalmente en respuesta a la insulina, pero el aumento posterior se retrasa o no se produce. La prueba debe utilizarse con cuidado en estos casos, ya que existe el riesgo de que induzca hipoglucemia grave y prolongada. Es necesario que el paciente ingiera al terminar la prueba soluciones de glucosa o jugo de fruta.

PRUEBA DE TOLERANCIA A LA TOLBUTAMIDA PEPTIDO C

Al igual que los niveles de insulina, el ensayo radioinmunológico de péptido e es útil para el diagnóstico de insulinomas. El péptido C es el péptido conector en la proinsulina y su presencia en el plasma indica secreción endógena de insulina, como ocurre en caso de insulinoma. Las preparaciones comerciales de insulina no contienen péptido C, porque se elimina en el paso de purificación, por lo cual un nivel alto de insulina con reducción o ausencia del nivel de péptido C indica que la hipoglucemia puede deberse a administración exógena de insulina. La determinación de péptido C también es útil en pacientes diabéticos que reciben tratamiento con insulina. Generalmente estos pacientes desarrollan anticuerpos antiinsulfnicos que interfieren con los ensayos inmunológicos para insulina. Por tanto la determinación de péptido C puede utilizarse como alternativa a los análisis de insulina con el fin de valorar el funcionamiento residual secretorio de las célu. las beta en estos pacientes.

La prueba de tolerancia a la tolbutamida se emplea para diferenciar los insulinomas de otros estados hiperinsulinémicos. Tras obtener una muestra de glucosa en ayunas se inyecta tolbutamida por vía intravenosa y se miden los niveles de glucosa plasmática a intervalos hasta de dos horas. Al igual que en la prueba de tolerancia a la insulina, se observa al paciente para detectar signos de hipoglucemia grave y se da por terminada la prueba en caso necesario. La tolbutamida ( 1-butil-3-[p-tolilsulfonil]urea) estimula el páncreas para producir y secretar insulina. Por tanto la respuesta normal es similar a la que se observa en la prueba de tolerancia a la insulina: un descenso rápido de la glucosa plasmática hasta aproximadamente 50% del valor en ,ayunas seguido por un regreso a la normalidad en cerca de dos horas. En pacientes diabéticos, la glucosa plasmática no se reduce a un nivel tan bajo como el que se observa en individuos normales, porque el páncreas no secreta cantidades adecuadas de insulina. Los pacientes con hipoglucemia por insulinomas muestran una respuesta exagerada a la tolbuta-

CARBOHIDRATOS 9 •

mida y presentan hipoglucemia que persiste hasta durante tres horas.

ERRORES INNATOS DEL METABOLISMO DE CARBOHIDRATO$ Afecciones del almacenamiento de glucógeno Las afecciones del almacenamiento de glucógeno incluyen

un grupo de afecciones hereditarias que se deben a deficiencia de una o más enzimas que participan en el metabolismo del glucógeno. Estas anormalidades genéticas suelen presentarse como afecciones hepáticas, cardiacas o del sistema musculosquelético. Hay 10 tipos distintos de enfermedades de almacenamiento de glucógeno; sin embargo, algunas son muy poco frecuentes. Las enfermedades de almacenamiento de glucógeno, que se clasifican mediante números romanos del 1 al X y en algunos casos por epónimos, se enumeran en el cuadro 9-3; se incluyen también la deficiencia enzimática que provoca cada anormalidad y el principal síntoma clínico je la misma. El tipo 1 (de von Gierke) es una de las enfermedades de ilinacenamiento de glucógeno más frecuentes. Los niños con tsta afección tienen estatura baja y un abdomen enorme por el aumento masivo del tamaño del hígado. Además de hepa:omegalia y falta general de desarrollo, la afección se carac:eriza por hipoglucemia grave, incremento de las concentra.:iones plasmáticas de ácido láctico e hiperlipidemia. Estas 1normalidades se deben a deficiencia o ausencia de la enzi:::ta glucosa-6-fosfatasa en el hígado, que es la enzima nece~a para el paso final en la formación de glucosa a partir de 5lucógeno hepático. El principal producto de la glucogenólisis en estos pacientes es el ácido láctico en vez de glucosa. Como se deduce por la deficiencia de la actividad de la glu;:osa-6-fosfatasa, estos pacientes experimentan una elevación

155

mucho menor de la glucosa plasmática y un incremento aún mayor de la concentración de lactato tras la administración de glucagon o adrenalina. Esta afección se diagnostica mediante inyección intramuscular de 0.5 mg de glucagon. En un individuo normal se observa una elevación de glucosa plasmática sin modificación del lactato; un paciente con enfermedad de almacenamiento de glucógeno tipo 1 no muestra incremento en la glucosa, pero sí en el lactato. La prueba de tolerancia a la adrenalina se utiliza para valorar esta forma de afección de almacenamiento de glucógeno. Se inyecta adrenalina por vía intramuscular y se miden los niveles de glucosa a diversos intervalos en el transcurso· de dos horas. Como la adrenalina estimula la descomposición del glucógeno a glucosa, el nivel de glucosa plasmática en un individuo normal aumenta en el lapso de una hora y después regresa al nivel de ayuno a las dos horas. Un paciente con enfermedad de almacenamiento de glucógeno tipo 1 muestra poco o ningún incremento en la glucosa plasmática tras la administración de adrenalina. El diagnóstico definitivo de todas las afecciones de almacenamiento de glucógeno se basa en ensayos enzimáticos con muestras·del tejido adecuado y en la observación al microscopio de los tejidos afectados.

Galactosemla

La galactosemia es una afección genética poco frecuente que se caracteriza por la incapacidad de metabolizar la galactosa por deficiencia o ausencia de una de las tres enzimas que participan en su metabolismo. Estas enzimas son galactocinasa, galactosa-1-fosfato-uridil-transfcrasa y uridin difosfato glucosa-4-epimerasa. La galactosemia clásica afecta la transferasa. Como la leche contiene galactosa, que es un constituyente de la lactosa, la galactosemia clásica se diagnostica en

Cuadro 9-3. Enfermedades del almacenamiento de glucógeno

Tipo

Deficiencia enzimática

Síntomas clínicos

1 (de von Gierke)

Glucosa-6-fosfatasa

Hepatomegalia grave e hipoglucemia, acidosis láctica, hiperlipidemia, falta de desarrollo

11 (de Pompe)

a:-1 ,4-glucosidasa

Lactante: cardiomegalia, debilidad muscular. muerte temprana

111 (de Cori)

Amilo-1 ,6-glucosidasa (desramificador)

Hepatomegalia , debilidad muscular, hipoglucemia

IV (de Andersen)

a:-1 ,4-glicano: a:-1 ,4-glicano, 6-glucosiltransferasa (ramificador)

Hepatomegalia , cirrosis, falta de desarrollo, muerte temprana

V (de McArdle)

Fosforilasa muscular

Calambres musculares después de hacer ejercicio, mioglobinuria en la mitad de los pacientes

VI (de Hers)

Fosforilasa hepática

Hepatomegalia, curso clínico leve

VIl (de Tauri)

Fosfofructocinasa muscular

Calambres musculares después de hacer ejercicio, mioglobinuria en algunos pacientes

VIII

Adenilcinasa

Espasticidad, descerebración, catecolaminas urinarias altas, muerte en la lactancia

IX

Fosforilasa b cinasa hepática

Hepatomegalia, aumento de la concentración de glucógeno hepático

X

Cinasa dependiente del AMP cíclico

Unicamente hepatomegalia

Adulto: debilidad muscular

156 •

QUIMICA CLINICA

los lactantes. Tras la ingestión de leche presentan · vómito, diarrea, cirrosis hepática, cataratas y retraso mental. Estos lactantes no se desarrollan bien y pueden morir a menos que reciban leche artificial que no contenga lactosa. El diagnóstico de galactosemia se efectúa mediante la identificación de galactosa en orina o suero y se confirma al encontrar una deficiencia de galactosa-1-fosfato-uridil-transferasa en el eritrocito. Los programas de detección de galactosemia se basan en la determinación de la actividad de la transferasa en los eritrocitos.

Afecciones del metabolismo de le fructosc

La fructosa puede aparecer en la orina después de la ingestión de frutas, miel y jarabes. Esto no tiene significado clínico. También se observa en la orina de pacientes con afecciones del metabolismo de la fructosa, los cuales carecen de una enzima específica necesaria para el metabolismo de dicha sustancia. Hay tres grupos de afecciones del metabolismo de la fructosa; todos ellos se transmiten como rasgos autosómicos recesivos. La intolerancia hereditaria a la fructosa es ocasionada por deficiencia de la fructosa-1-fosfato aldolasa que da lugar a acumulación de fructosa-1-fosfato en las células. La ingestión de fruta o sacarosa produce vómito, hipoglucemia, hepatomegalia y falta de desarrollo. El diagnóstico de laboratorio se efectúa al encontrar fructosa en orina y por reducción de la glucosa plasmática y de los niveles de fosfato tras la administración de una prueba de intolerancia a la fructosa por vía oral o intravenosa. La deficiencia de fructosa-1 ,6-difosfatasa es resultado de la carencia de esta enzima necesaria para la formación de glucosa a partir de piruvato. Los lactantes con esta enfermedad poco común .presentan hipoglucemia de ayuno, acidosis láctica, hepatomegalia y tienen un mal pronóstico. La fructosuria esencial es una afección benigna provocada por deficiencia de la fructocinasa hepática. Se caracteriza por niveles altos de fructosa en suero y orina tras la ingestión de sacarosa o fructosa. Es importante no confundir este defecto con la diabetes sacarina; para ello, es útil determinar la glucosa por métodos específicos e inespecíficos, con el fin de dilucidar si el azúcar en orina es glucosa o fructosa.

Enfermedades de clmccencmlento de mucopollsccárldos

Los mucopolisacáridos son componentes estructurales de cartílagos, huesos, piel y otros tejidos conjuntivos. Consisten en repeticiones de unidades de disacáridos q1,1e contienen una hexosamina (generalmente acetilada), un ácido urónico y con frecuencia un grupo sulfato unido a la hexosamina. Se degradan frente a las enzimas lisosómicas. Las enfermedades de almacenamiento de mucopolisacáridos, que se conocen como mucopolisacaridosis, son afecciones hereditarias provocadas por una deficiencia de una o más de estas enzimas lisosómicas. Los mucopolisacáridos (glucosaminoglucanos) se acumulan en diversos tejidos y se excretan a través de'la orina. Los tres tipos de mucopolisacá-

ridos que participan son sulfato de dermatán, sulfato de heparán y sulfato de keratán. El síndrome de Hurler es el prototipo de todas las afecciones de almacenamiento de mucopolisacáridos. Es una enfermedad progresiva y grave que se caracteriza por enturbiamiento de la córnea y muerte, generalmente antes de los 1O años. Los individuos con esta afección tienen facies burda, anomalías esqueléticas, retraso del desarrollo y hepatosplenomegalia. Las pruebas diagnósticas de laboratorio incluyen análisis de mucopolisacáridos en orina, estimación cuantitativa de mucopolisacáridos en orina por determinación del contenido de ácido hexurónico e identificación electroforética del patrón de excreción de mucopolisacáridos. El diagnóstico definitivo se establece mediante análisis directo de la enzima, en particular en los leucocitos o en un cultivo de fibroblastos cutáneos.

GLUCOSA EN EL LIQUIDO CEFALORRAQUIDEO La concentración de glucosa en el líquido cefalorraquídeo es aproximadamente de 60 a 75% con respecto a la plasmática o de 40 a 70 mg/100 ml (2.2 a 3.9 mmol/L). La glucosa del líquido cefalorraquídeo se encuentra en equilibrio con la plasmática; sin embargo, la concentración de glucosa en líquido cefalorraquídeo es inferior porque el sistema nervioso central la utiliza y por el transporte facilitador a través de la membrana epitelial por una entidad transportadora estereoespecífica. Se requieren aproximadamente dos a tres horas para que se produzca una modificación de la concentración de glucosa plasmática en el líquido cefalorraquídeo; este retraso quizá se relacione con el transporte de glucosa a través de la barrera entre sangre y líquido cefalorraquídeo. El aumento de niveles de glucosa en el líquido cefaloraquídeo no es de gran utilidad y en general sólo sirve para confirmar la hiperglucemia. La concentración de glucosa en líquido cefalorraquídeo no se incrementa en forma proporcional con el aumento de los niveles plasmáticos de glucosa. Aunque la concentración de glucosa plasmática sea hasta de 800 mg/100 ml (44.7 mmol!L) o más, la concentración de glucosa en líquido cefalorraquídeo alcanza tan sólo 30 a 40% de los niveles plasmáticos. La reducción de los niveles de glucosa en líquido cefalorraquídeo es útil para el diagnóstico de meningitis bacteriana, tuberculosa o fungal, hiperglucemia sistémica y otras afecciones del sistema nervioso central. En estos casos el nivel de glucosa en líquido cefalorraquídeo generalmente se reduce a menos de 40 mg/100 mi (2.2 mmol/L). Esta reducción puede deberse a: 1) afecciones en el transporte de la glucosa de la sangre al líquido cefalorraquídeo, 2) aumento de la utilización de glucosa en el tejido cerebral o 3) aumento del uso de glucosa por bacterias, leucocitos y células neoplásicas en el líquido cefalorraquídeo infectado. Debido a la posible presencia de bacterias o células en el líquido cefalo-

CARBOHIDRATOS 9 • 157

raquídeo, es importante analizar la muestra de inmediato o preservarla con algún agente antiglucolítico. El nivel de glucosa plasmática debe determinarse al mismo tiempo que el del líquido cefalorraquídeo para ayudar a la interpretación clínica de este último valor. Tanto las concentraciones plasmáticas como las del líquido cefalorraquídeo se determinan por el mismo método analítico.

---f-----PROCEDIMIENTOS ANALITICOS

GLUCOSA SERICA Y EN LIQUIDO CEFALORRAQUIDEO Muestras En el pasado el análisis de glucosa se llevaba a cabo con sangre entera. En la actualidad la muestra más conveniente es i4ero no hemolizado o plasma. Sin embargo, la determina:ión en sangre entera adquirió nuevamente importancia, por.;ue se utilizan muestras de este tipo en los dispositivos para E.Jtovigilancia de glucosa en el hogar. Los valores de glucoia en suero o plasma son aproximadamente de 10 a 15% más ú os que en la sangre entera, por la diferencia del contenido .:.e agua entre los dos tipos de muestra. La glucosa se distri:xJye de igual manera entre el agua celular y plasmática, pero ...l sangre entera con hematócrito normal sólo contiene cerca !.! 80% de agua con respecto al mismo volumen de plasma. Hay varias ventajas al usar suero o plasma con respecto J sangre entera. Primero, el suero o plasma es más adecuado ;ara métodos automatizados. Además el hematócrito no in·!rfiere con la glucosa sérica o plasmática, pero el aumento !.e hematócrito da como resultado una reducción de los nive..:s de glucosa en sangre, porque disminuye el contenido acuoso :.e la misma. Los eritrocitos también contienen sustancias re.:.."Ctoras diferentes a la glucosa que pueden interferir con la .:.eterminación de ésta si se utiliza un método reductor. Por _:timo, el uso de suero o plasma eliminan la necesidad de ;reservativos. Cuando se permite que la sangre entera repose, los eri~.xitos, leucocitos, plaquetas y contaminantes bacterianos ;::etabolizan la glucosa de manera que la concentración de =sta se reduce a una tasa media de aproximadamente 12% .3la hora a temperatura ambiente. 18 Esta glucólisis se inhibe .lEadiendo fluoruro de sodio a la muestra. Los iones cloruro ~Yi tan la glucólisis inhibiendo la enolasa y la fructosa-1,6.:!fosfatasa. También inhiben la coagulación al enlazarse con :: calcio, pero puede formarse un coágulo transcurridas va::.15 horas. Por este motivo en general se utiliza una mezcla : vmbinada de fluoruro y oxalato. También puede emplearse : oooacetato como agente antiglucolítico, que inhibe la enzi.=:.l glucolítica fosfogliceraldehído deshidrogenasa. Con es;.cs preservativos la glucosa se estabiliza en sangre entera du:-..:Jlte 24 horas a temperatura ambiente. Los preservativos ;"Jeden inhibir las reacciones enzimáticas, lo cual hace que

la muestra no resulte adecuada para el análisis por ciertos procedimientos, como el método de la ureasa para nitrógeno ureico. Cuando no se emplea preservativo es necesario separar el suero o el plasma de las células en la hora siguiente a la toma de la muestra de sangre. Una vez separados, la concentración de glucosa se estabiliza hasta por ocho horas a 25°C y por 72 horas a 4°C si la muestra está libre de células y contaminantes bacterianos. Se prefiere el suero o plasma venoso para el análisis de glucosa. En ayunas, la concentración de glucosa en muestras capilares y arteriales es aproximadamente 3 mg/100 mi (0.2 mmol/L) más alta que en muestras venosas. En cierto expérimento, al tomar muestras de 15 a 90 minutos tras la ingestión de una carga de carbohidratos, las muestras capilares tuvieron en promedio 32 mg/100 ml (1.8 mmol/L) más que la muestra venosa correspondiente. 19 Por este motivo, siempre debe obtenerse la sangre del mismo sitio durante las pruebas de tolerancia a la glucosa. Como las muestras de líquido cefalorraquídeo con frecuencia están contaminadas con bacterias u ottos constituyentes celulares, es necesario analizar su contenido de glucosa sin retraso o preservarlas con un agente antiglucolítico.

Métodos

Se emplean los mismos métodos analíticos para determinar la concentración de glucosa en suero y líquido cefalorraquídeo. Los métodos para determinación de glucosa fueron revisados por Cooper20 y más recientemente por Burrin y Price_2l Estos últimos evaluaron y compararon 10 métodos con el método de referencia de hexocinasa utilizando un filtrado libre de proteínas.22 Los procedimientos se clasifican en químicos o enzimáticos. Los métodos enzimáticos tienen mayor especificidad que los químicos. La mayoría de las determinaciones químicas ya no se usan por su falta de especificidad y porque son complicadas, pero se describen brevemente por su interés histórico.

METODOS QUIMICOS

Oxido-reducción. Los antiguos métodos quimicos se basaban en técnicas de óxido-reducción. En solución alcalina caliente, la glucosa reduce los iones cúpricos (Cu++) a iones cuprosos (Cu+). La forma enólica (fig. 9- 12) de la glucosa predomina en solución alcalina y el doble enlace y la carga negativa presentes en el anión enólico hacen que la glucosa sea una sustancia reductora activa. Como la glucosa, fructosa y manosa sólo difieren en el segundo átomo de carbono, todas ellas forman el mismo enediol y se determinan mediante un método que se basa en las propiedades reductoras de la glucosa. Otras sustancias reductoras que no son azúcares, como ácido úrico, ácido ascórbico y creatinina, también pueden medirse. Las diferencias de especificidad de los métodos reductores dependen de la eficacia con que se eliminen las sustancias que interfieren durante la desproteinización y de la naturaleza de la reacción para producción de color.

158 •

QUIMICA CLINICA

H-C=O

H-C-OH

1

H-e-o-

11

H-C-OH

11

C-OH

1

e-oH

1

HO-C-H 1

H-C-OH

L__ ~

H-C-OH

HO-C-H

OH-

1

H-C-OH

1

1

-

HO-C-H

1

1

1

1

H-C-OH

1

1

CH 20H

Aldehído

H20

H-C-OH

H-C-OH

CH 2 0H

+

CH20H

Enol

Anión enólico

Flg. 9-12. Forma aldehídica y enólica de la glucosa. (galactosemia). Las pentosas como la xilosa reaccionan con la o-toluidina formando un color anaranjado que absorbe a 480 nanómetros. El método se emplea con o sin precipitación de proteínas. La hemólisis moderada no interfiere de manera significativa. La bilirrubina da valores falsos elevados ya que se convierte parcialmente en pigmento verde biliverdina. La turbidez en la solución final debido a la presencia de lipemia o el expansor plasmático dextrán en la muestra también provoca resultados falsos positivos. El fluoruro de sodio y el EDTA también contribuyen al color final de la reacción. La principal desventaja del método es la toxicidad de los reactivos. Como este método es relativamente específico para glucosa, los valores de referencia son casi iguales que los que se indican para métodos enzimáticos. Se obtienen valores un poco superi ores en pacientes con uremia.

En el método Somogyi-Nelson las proteínas se precipitan con hidróxido de bario y sulfato de zinc y se utiliza el reactivo de color arsenomolibdato, el cual se reduce frente al ion cuproso y forma un compuesto azul de molibdeno. Es e l más específico de los métodos de óxido-reducción porque precipita ácido úrico y algo de creatinina con la proteína. El procedimiento de Folin-Wu emplea un filtrado de ácido túngstico y un reactivo colorido de fosfomolibdato, pero carece de especificidad debido a la presencia de sustancias reductoras distintas de la glucosa en el filtrado. El método alcalino de ferricianuro, en el cual la glucosa reduce un ion amarillo de ferricianuro a ion ferricianuro incoloro, fue muy utilizado cuando las determinaciones de glucosa se llevaban a cabo en el autoanalizador Technicon , pero también interferían otras sustancias reductoras. o-toluldlno . El método de la o-toluidina es el más específico de los métodos químicos; sin embargo, constituye un riesgo para la .salud porque la o-toluidina se clasifica actualmente como carcinógeno. La o-toluidina es una amina aromática que se condensa con el grupo aldehído de las aldohex,osas como glucosa, en solución de ác ido acético caliente y forma una mezcla en equilibri o de una glucosamina y la base de Schiff correspondiente (fig. 9-13). Se llevan a cabo otros reordenamientos para producir un cromógeno de color verde, cuya absorbancia se mide a 630 nm. La o-toluidina reacciona con otras aldohexosas, como galactosa y manosa, pero sólo la galactosa se encuentra en forma natural en el suero

METODOS ENZIMATIC OS

En los métodos enzimáticos se emplean enzimas como reacti vos para incrementar la especificidad de la reacción para la glucosa. Mide n glucosa verdadera y no compues tos reductores. Son los métodos más populares porque son sencillos y se realizan con rapidez, están muy automatizados, requieren un volumen pequeño de muestra y son altamente específicos. Los dos sistemas enzimáticos que más se usan son el de la hexoci nasa y el de la glucooxidasa. El método de referencia

CH 3

H-c=o 1

H-C-OH 1

HO-C-H 1

1

HO-C-H 1

H-C-OH 1

1

Glucosa

~

H-C-OH

1

CH 20H o-toluidina

l8J

H-C-OH H-C-OH

~N=~

~NH-~-OH - HO

___!___,

H-C-OH 1

CH2 0H Glucosilamina Fig. 9-13. Reacción de la glucosa con la o-toluidina.

H-b- OH 1

HO- C -H 1

H-C-OH 1

H-C-OH 1

CH2 0H Base de Schiff

-

Cromógenos complejos

CARBOHIDRATOS 9 • 159

generalmente aceptado para determinación de glucosa se basa en el sistema de la hexocinasa. 22 Hexoclnasa. El sistema de la hexocinasa incluye dos :eacciones apareadas: Glucosa+ ATP---.-G-6-P04 +ADP G-6-P04 + NADp+

G-6-PO

6-fosfogluconato + NADPH + H+

:..a hexocinasa (HK) cataliza la fosforilación de la glucosa ;:.u el trifosfato de adenosina (ATP) para formar glucosa-6-fos~to (G-6-P0 4) y difosfato de adenosina (ADP). Una segun;¡ enzima, la deshidrogenasa de glucosa-6-fosfato (G-6-PD), ::ualiza la oxidación de glucosa-6-fosfato por el dinucleóti~ de nicotinamida-adenina-fosfatada (NADp+) para formar . -.-\DPH. El aumento de absorbancia del NADPH se mide a ~ nm, el cual es directamente proporcional a la concentra:;Jn de glucosa en la muestra. Se requiere NADp+ como cofac;.:r cuando se deriva la glucosa-6-fosfato deshidrogenasa de ...1 levadura; se emplea NAD+ en vez de NADp+ cuando la .:.~nte de deshidrogenasa de glucosa-6-fosfato es bacteriana duconostoc mesenteroides). El método de referencia para la glucosa conocido como ~posed Product Class Standard (1974) (producto propuescomo estándar de su clase) que se basa en este principio :iza como muestra un filtrado libre de proteína,22 pero lardemasiado tiempo para uso rutinario. Puede utilizarse di~.:tamente suero o plasma, con un blanco de la muestra para =..--rregir las interferencias de sustancias que absorben a 340 10. Con el fin de ahorrar tiempo, muchos laboratorios no :izan un blanco y obtienen valores ligeramente superiores con el método de referencia propuesto. Muchos de los Détodos que utilizan reactivos liofilizados de preparación ~ercial están adaptados a sistemas analizadores discretos. u hexocinasa y la deshidrogenasa de glucosa-6-fosfato pue~ coinmovilizarse en la superficie interna de tubería de · tico para usarse en ciertos sistemas automáticos de flujo :ctinuo. Las especificidades combinadas de las enzimas hexoci1:ób3 y glucosa-6-fosfato deshidrogenasa limitan la interfe~ ia de otros carbohidratos. La hexocinasa fosforila la maw y la fructosa, pero estos azúcares no están presentes en - centraciones suficientemente elevadas en el suero como ~ interferir.

La hemólisis interfiere con el sistema de la hexocinasa la deshidrogenasa de glucosa-6-fosfato de los eritro~ y la deshidrogenasa de 6-fosfogluconato utilizan NADp+ - ..co sustrato. En la actualidad la mayoría de los métodos ~plea enzimas bacterianas para reducir las interferencias JICr hemólisis. Puede usarse suero o plasma como muestra. E doruro de sodio y los anticoagulantes como heparina, E>TA y oxalato, no interfieren. Las correcciones con blanque con frecuencia se omiten en este método, son eleva" cuando las muestras están muy hemolizadas, ictéricas o ¡~~Ct"QUe

turbias. La principal desventaja del sistema de la hexocinasa es el costo de la enzima. El sistema de la hexocinasa también puede acoplarse a una reacción con indicador utilizando metosulfato de fenazina (PMS) y una sal de yodonitrotetrazolio (INT), de manera que la absorbancia se mide en el rango visible. El NADPH reduce el INT y forma un producto colorido con absorbancia máxima a 520 nanómetros. Glucooxldasa. La enzima glucooxidasa cataliza la oxidación de glucosa a gluconolactona y peróxido de hidrógeno (Hp2): ~-glucosa+

02

Glucooxidasa

o-glucono-o-lactona + H20 2

La glucooxidasa es ampliamente específica para ~-o-glucosa. Una solución acuosa de glucosa contiene aproximadamente la tercera parte de a-o-glucosa y dos terceras partes de ~-o­ glucosa en equilibrio. Por este motivo es importante que los estándares de glucosa que se utilizan en el método de la glucooxidasa se dejen reposar por lo menos dos horas para que la mezcla alcance el equilibrio. A medida que la ~-glucosa es oxidada por la glucooxidasa, la a-glucosa se transforma en la forma ~ por la ley de acción de masas. Las preparaciones de glucooxidasa en ocasiones contienen la enzima mutarrotasa que acelera dicho proceso. Esta precaución no es necesaria para el método de la hexocinasa. La concentración de glucosa es proporcional al H20 2 producido o al oxígeno que se consume, y ambos son susceptibles de medición. El H20 2 puede medirse apareándolo con un indicador de peroxidasa: Peroxidasa

H20 2 + cromógeno reducido ----~~ cromógeno oxidado + H20 La enzima peroxidasa cataliza la oxidación de un aceptar de oxígeno cromogénico, como orto-dianisidina, para formar un producto coloreado que se valora fotométricamente. Esta reacción es menos específica que la de la glucooxidasa. Varias sustancias reductoras del suero, como ácido úrico, ácido ascórbico, bilirrubina y glutation., inhiben la reacción porque compiten con el cromógeno por el H 20 2 , lo que provoca resultados falsos bajos. Otros tintes como 3-metil-2-benzolinona hidrazona (MBTH) apareados oxidativamente con N,Ndimetilanilina (DMA) (método Gochman) o la 4-aminofenazona apareada oxidativamente con fenal (método Trinder) sufren menos interferencias debido a concentraciones elevadas de creatinina, ácido úrico o hemoglobina. Se obtienen resultados bajos cuando la preparación de glucosa oxidasa contiene catalasa como contaminante, ya que ésta descompone el H20 2. La principal ventaja del método de la glucooxidasa es que su costo es bajo. El procedimiento apareado de la glucooxidasa se ha adaptado a diversos instrumentos automatizados, incluyendo los que utilizan reactivos secos ya sea en forma de tira o de película. El sistema Kodak Ektochem (Eastman Kodak Co., Rochester, NY) usa una película de capas múltiples y secas de glucooxidasa en combinación con un sistema de indica-

160 •

QUIMICA CLINICA

dor similar al que se emplea en el método Trinder. La intensidad del tinte, que es el producto final, se mide a través de una película transparente inferior mediante espectrofotometría de reflectancia.23 Diversos dispositivos para control en el hogar dependen de la reacción cromogénica entre la glucooxidasa y la peroxidasa. En estos métodos, una superficie pequeña de una tira de prueba se impregna con el reactivo combinado en forma seca. Se coloca una gota de sangre sobre la tira de reactivo y se lava o se limpia; la tira se lee en un colorímetro de reflectancia o se compara con un diagrama de colores. 24 Los resultados que se obtienen con sangre entera son aproximadamente 10% más bajos que los que se obtienen con plasma o suero, lo cual se debe principalmente a la diferencia en el contenido de agua entre los dos tipos de muestras. Sólo se consiguen resultados confiables cuando se siguen las instrucciones con precisión. Las interferencias que se encuentran en el paso de la peroxidasa para el método de la glucooxidasa se eliminan determinando la velocidad de consumo de oxígeno. Algunos instrumentos utilizan un electrodo polarográfico de oxígeno que mide la velocidad de consumo de oxígeno tras la adición de muestra a una solución que contiene glucooxidasa. El H20 2 que se genera se elimina por reacción con etanol o yoduro: Glucooxidasa

!}-glucosa + 0 2 - - - - o-glucono-8-lactona + H20 2 H20 2 + C 2H50H Etanol

Catalasa

CH3CHO + 2 Hp Acetaldehido

Estas dos últimas reacciones son necesarias para evitar la formación de 0 2 a partir de H20 2 debido a la catalasa que está presente como contaminante en algunas preparaciones de glucooxidasa. No debe utilizarse sangre entera ya que las células vivas usan oxígeno. Este método es preciso, lineal y libre de interferencias y se correlaciona mejor con el método de la hexocinasa del Proposed Product Class Standard (producto propuesto como estándar de su clase). 22 En el laboratorio se emplea el método con electrodo polarográfico de oxígeno en forma manual o semiautomatizada en el analizador de glucosa Beckman (Beckman Instruments, Fullerton, CA). 25 En el cuadro 9-4 se indican los rangos de referencia para glucosa en ayunas (10 a 16 horas) determinados por métodos enzimáticos específicos. 26 No hay diferencia en los rangos por sexo y los rangos normales para adultos que se indican son aplicables a niños después de las primeras semanas de vida. Los valores de glucosa plasmática en ayunas aumentan aproximadamente 2 mg/100 ml (0.1 mmol/L) por década en un adulto y hasta 8 a 13 mg/100 ml (0.4 a 0.7 mmol/L) por década tras una prueba de utilización de glucosa con dosis fija.

Cuadro 9-4. Rangos de referencia para glucosa en ayunas Muestra Suero o plasma Sangre entera Naonato nacido a término Líquido cefalorraqufdeo Orina-aleatoria

mg/10Dml

mmoi/L

70-105 65-95 30-60 40-70 <30

3.9-5.8 3.6-5.3 1.7-3.3 2.2-3.9 <1.7

Los valores de glucosa en líquido cefalorraquídeo géneralmente son de 60 a 75% de los valores plasmáticos y deben compararse con estos últimos para una interpretación clínica más exacta. En la siguiente sección se describen métodos para determinación de glucosa en orina. La cantidad de glucosa que se excreta en orina con frecuencia se determina en una muestra tomada por tiempo más que aleatoria y es menor de 0.5 g/día (2.8 mrnol/dfa).

GLUCOSA EN ORINA La glucosa aparece en la orina en estados de enfermedad como diabetes sacarina. Es posible que aparezcan también otros azúcares en la orina por ciertas afecciones. Por ejemplo, la lactosa se encuentra en la orina de los lactantes con galactosemia. La orina debe analizarse con rapidez para determinar su contenido de glucosa ya que con frecuencia contiene bacterias u otros constituyentes celulares que provocan glucólisis. La glucosa se preserva en una muestra de orina de 24 horas añadiendo ácido acético glacial o benzoato de sodio al recipiente antes de comenzar la recolección. La glucosa se determina en orina cualitativamente (o semicualitativamente), cuantitativamente o por ambos métodos. Para la determinación cualitativa, la glucosa se mide como sustancia reductora en la orina. La prueba se basa en la reacción de reducción del cobre de Benedict. La glucosa y otras sustancias reductoras reducen los iones cúpricos a iones cuprosos y forman un hidróxido cuproso amarillento o un óxido cuproso rojo. El color azul del Cu++ es negativo para sustancias reductoras. La tableta Clinitest (Ames Co., Elkhart, IN) es una adaptación de este procedimiento. Esta prueba no es específica para glucosa ya que todos los azúcares reductores (glucosa, fructosa, galactosa, maltosa, lactosa, xilosa, ribosa y arabinosa) reaccionan. Otras sustancias reductoras, como ácido ascórbico, ácido úrico y creatinina, también contribuyen de manera significativa a las sustancias reductoras totales presentes. Como el límite inferior de detección de glucosa es 200 mg/100 ml (1 1.1 mmol/L), la determinación cualitativa de glucosa en un individuo normal es negativa. Otra determinación cualitativa se basa en tiras impregnadas con glucooxidasa, peroxidasa y un cromógeno. Las tiras se remojan en orina y se verifica el color en el momento indicado. Estas tiras son más sensibles que las tabletas de reducción de cobre y son específicas para glucosa. En ocasio-

CARBOHIDRATOS 9 • l61

nes se obtienen resultados falsos negativos debido al ácido obtienen reascórbico y a uratos que inhiben la reacción. ~ultados falsos positivos cuando la orina está contaminada .:on peróxido de hidrógeno o alguna sustancia oxidante fuer:e como hipoclorito (blanqueador). El Clinistix (Ames Co., Elkhart, IN 46514) es muy empleado. La determinación cuantitativa de glucosa en orina se :fectúa por métodos de o-toluidina o hexocinasa, o por el de ~ glucooxidasa que mide la velocidad de consumo de oxígeno del mismo modo descrito para el suero. Los procedimien:os de glucooxidasa que usan la reacción de peróxido de hiMgeno-peroxidasa no pueden utilizarse por la elevada concen::ración de sustancias, especialmente ácido úrico, que inter:ieren con la reacción de la peroxidasa y producen resultados !!ajos falsos. En general es necesario diluir la orina con agua m tes de efectuar la cuantificación. La identificación de azúcares reductores en orina se Hea a cabo mediante cromatografía en papel o por técnicas de :romatografía en capa fina. Los azúcares se separan por cro~tograffa ascendente o descendente y se localizan por su :olor, revelándolos con algún reactivo como ácido dinitrosax ílico, el cual es específico para azúcares reductores.

Se

HfMOGLOBINA GLUCOSADA

:..a determinación de

hemoglobina glucosada complementa medidas más tradicionales de glucosa en orina y suero, y :roporciona un índice de la concentración media de glucosa WJguínea en los dos últimos meses. ..15

Muestras 5c recolecta la sangre y se le agrega EDTA, heparina o fluocomo anticoagulante. Para determinar la hemoglobina glu;o:sada, se utiliza un hemolizado de eritrocitos lavados con lución salina. La sangre entera puede almacenarse a 4°C Jlarante una semana; el hemolizado puede almacenarse cuaa siete días a 4 oc y hasta 30 días a -70°C. Como se indicó, la formación de la hemoglobina glucot:ada es un proceso en dos etapas: la formación inicial de una ·e de Schiff lábil que se denomina pre-Hb A 1e, seguida r la formación lenta de la cetoamina estable Hb A 1e. Como y un cambio rápido de la concentración de la forma lábil 6e Hb A 1e en respuesta a cambios en los niveles de glucosa lUSmática, es necesario eliminar la forma lábil para que el .&ilisis de Hb A 1e o Hb A 1 sea más exacto. Esto se logra in:.ahando los eritrocitos en solución salina o en solución -=:ortiguadora a pH 5 o 6. YO

llitoctos l....">S principales métodos de análisis de hemoglobina glucouda se dividen en tres categorías principales de acuerdo con ..l :orma en que se separan los componentes de hemoglobina r -"Cosada y no glucosada. Estos pueden separarse según sus ....:"erencias de: 1) carga, 2) reactividad química y 3) estructu"1:::7

METODOS QUE SE BASAN EN DIFERENCIAS DE CARGA

Cromatografía de Intercambio lónlco. En este método se utilizan columnas cortas llenas de una resina de intercambio catiónico débilmente ácida o de resina de carboximetilcelulosa con carga. Se aplica hemolizado a la columna. Como las especies de hemoglobina glucosada, principalmente Hb Ata• A1b y Ate• tienen carga menos positiva a pH neutro que Hb A y se enlazan con menor fuerza a la resina con cargas negativas, se eluyen primero. Se utiliza un segundo amortiguador para eluir la fracción de hemoglobina principal, Hb A. A partir de las absorbancias de las dos fracciones • eluidas se calcula el porcentaje de hemoglobina glucosada total. Existe una gran cantidad de estuches comerciales con columnas desechables llenas que se basan en este principio. La mayoría sólo separa Hb A 1 de Hb A, pero algunos separan Hb A 1e de Hb Ala+b" En todos los métodos de intercambio iónico es importante controlar las condiciones de análisis como temperatura, pH, fuerza iónica y tamaño de la columna. El pte-A 1e lábil se eluye con la forma estable de hemoglobina; poi' tanto es necesario eliminarlo antes de efectuar el análisis. La hemoglobina fetal (Hb F) también se eluye con la Hb A 1 y produce resultados falsamente altos. La presencia de otras hemoglobinopatías, como Hb C o Hb S, provocan valores falsamente bajos en la prueba, ya que estas hemoglobinas y sus derivados glucosados no se eluyen, por lo que la concentración relativa de Hb A disminuye. Cromatografía de fiquld os de alto rendimiento (HPLC).

Este método es un tipo de cromatografía de intercambio i6nico, pero tiene resolución adicional para separar Hb Ate· El hemolizado se inyecta a una pequeña columna de vidrio rellena con resina de intercambio catiónico. Se hace pasar un amortiguador a través de la columna para cluir la Hb A 1c y otras fracciones de hemoglobina de tipo menor. Tras la elución, se hace pasar por la columna un segundo amortiguador de pH más bajo y mayor concentración de sodio para eluir Hb A. Se vigila en forma continua la absorbancia de la columna. La cromatograffa de líquidos de alto rendimiento es el método de referencia que se acepta en forma más general. Muestra excelente precisión en el análisis y permite la separación rápida de Hb A 1e de otros componentes menores de la hemoglobina y de la Hb A; sin embargo requiere de técnicas meticulosas de laboratorio y equipo costoso. Como en otros métodos de intercambio iónico, es necesario controlar la temperatura, el pH, la fuerza iónica y el tamaño de la columna. Es necesario eliminar la pre-A 1e lábil antes de efectuar el análisis y las variantes de hemoglobina interfieren, como ocurre en la cromatografía de intercambio iónico. En el mercado se encuentran sistemas de cromatografía de líquidos de alta resolución dedicados a la determinación de Hb A 1e. El sistema Diamat HPLC (Bio-Rad, Hercules, CA) es una técnica de cromatografía de líquidos de alta resolución de diversos gradientes controlados por microprocesador que sirve para separar las hemoglobinas F, S y C, junto con otras variantes de hemoglobina, de la hemoglobina glucosada.28

162 •

QUIMICA CUNICA

Electroforesls. En este método el hemolizado ·se aplica a un medio de soporte de gel de agar y se aplica un potencial eléctrico a través del soporte. Los componentes de la hemoglobina se separan según sus diferencias de carga: las fracciones menores de hemoglobina migran más que la Hb A y por tanto se denominan hemoglobina rápida. La Hb F y los intermedios lábiles migran a la misma región que la Hb A 1 y provocan resultados elevados falsos. Las hemoglobinas S y C y sus componentes glucosados se resuelven y no interfieren. Las variaciones leves de pH, fuerza iónica y temperatura no afectan significativamente los resultados. La cuantificación se efectúa analizando el gel con un densitómetro. Enfoque lsoeléctrlco. El enfoque isoeléctrico en geles de poliacrilamida es un tipo especial de electroforesis que sep~ las hemoglobinas según sus puntos isoeléctricos. Se utilizan anfolinas para establecer un gradiente de pH específico en el gel. Se aplica el hemolizado al gel y cada componente de la hemoglobina se separa como una banda única a su punto isoeléctrico específico. La Hb A 1e se resuelve de las hemoglobinas A18, A 1b, S, C y F, pero la pre-A 1e sí interfiere. METODOS QUE SE BASAN EN REACTIVIDAD QUIMICA Colorlmetña. Los métodos colorimétricos se basan en la liberación y cuantificación de partes enlazadas del azúcar, en vez de la separación y cuantificación de hemoglobinas glucosadas. El método colorimétrico que más se emplea es el de hidroximetilfurfural (HMF)/ácido tiobarbitúrico. El azúcar unido a la hemoglobina se transforma en 5-HMF durante el tratamiento con calor y ácido oxálico, y se cuantifica por su reacción colorida con ácido tiobarbitúrico a 443 nm. Este método es específico para glucosa enlazada con cetoaminas; por tanto, la Hb pre-A 1e lábil, la Hb F y otras variantes de hemoglobina no interfieren. Sin embargo la glucosa libre sí interfiere y es necesario eliminarla por diálisis.

METODOS QUE SE BASAN EN DIFERENCIAS ESTRUCTURALES Cromatografía de afinidad. En esta técnica se separan moléculas de gran tamaño con base en su estructura química. La columna de gel de afinidad consiste en una matriz insoluble de celulosa inerte o agarosa enlazada covalentemente con algún ligando, generalmente el ácido m-amino-fenilborónico. Cuando se hace pasar un hemolizado de sangre a través de la columna, el ácido borónico reacciona con los grupos cis-diol de la hemoglobina glucosada y forma un complejo reversible con anillo de cinco miembros que se enlaza selectivamente a la columna. La hemoglobina no glucosada y la pre-Hb A 1e no se enlazan con la columna y se eluyen primero al añadir un amortiguador. Un segundo amortiguador, por lo general sorbitol, disocia la fracción enlazada y permite la elución de la hemoglobina glucosada. Se determina la absorbancia de la hemoglobina en ambos tubos a 415 nm. La hemoglobina glucosada se calcula como porcentaje de la hemoglobina total. La principal ventaja de la cromatografía de afinidad es la ausencia de interferencias de las hemoglobinas no glucosadas, las variantes de hemoglobina y los intermediarios lá-

Cuadro 9-5. Rangos de referencia para hemoglobinas glucosadas Subfracción

Rango{%)

HbA1 HbA1c

3.0--6.0

s.o-a.o

biles que son bases de Schiff. El método no es tan sensible a fluctuaciones de temperatura o pH como la cromatografía de intercambio iónico. Los valores que se obtienen suelen ser más altos por cromatografía de afinidad que por otros métodos que se basan en diferencias de carga, ya que el método de afinidad permite determinar las hemoglobinas glucosadas que no están modificadas con carga. En el comercio se encuentran estuches que contienen columnas preempacadas y las soluciones amortiguadoras adecuadas. Los valores de hemoglobina glucosada generalmente se expresan como porcentaje de hemoglobina total en sangre. Los rangos de referencia varían según el tipo de procedimiento que se emplee, las subfracciones que se midan (Hb A 1 o Hb A 1c) y dependen de que la fracción lábil se incluya en el análisis. En el cuadro 9-5 se indican los rangos de referencia sugeridos.26

CETONAS Los cuerpos cetónicos consisten en ácido acetoacético y sus derivados, ácido ~-hidroxibutírico y acetona. Están presentes en la sangre en proporciones relativas de 78% de ácido ~-hi­ droxibutírico, 20% de ácido acetoacético y 2% de acetona. La formación excesiva de cuerpos cetónicos produce una elevación de las concentraciones en sangre (cetonemia) y su excreción en la orina (cetonuria). Esto ocurre en personas con dietas de inanición o diabetes sacarina sin control. Ninguno de los métodos que se utilizan para determinar los cuerpos cetónicos en suero u orina reacciona con los tres tipos de cuerpos cetónicos. Con frecuencia se emplean las pruebas de nitroprusiato para determinación semicuantitativa de cuerpos cetónicos en suero y orina. En esta reacción, el ácido acetoacético y la acetona forman un color púrpura con el nitroprusiato en condiciones alcalinas. La prueba es 15 a 20 veces más sensible para el ácido acetoacético que para la acetona y no reacciona con el ácido ~-hidroxibutírico. Ames (Ames Co., Elkhart, IN) fabrica este tipo de prueba en forma de tableta (Acetest) o una tira de reactivo (Ketostix). Debe utilizarse orina fresca, suero o plasma libre de hemólisis visible. El ácido acetoacético y el ácido ~hidroxibutírico se cuantifican en suero mediante un análisis enzimático más específico catalizado por la deshidrogenasa ~-hidroxibutírica (~-HBD):

NADH + H+ + acetoacetato

-

~-HBD

~-hidroxibutirato

+ NAD+

Cuando la reacción se lleva a cabo a pH 7 .0, el proceso se efectúa hacia la derecha y la concentración de ácido ace-

CARBOHIDRATOS 9 • 163

toacético presente se determina midiendo la reducción de absorbancia a 340 nm, porque el NADH se oxida a NAD+. A pH de 8.5 a 9.5 la reacción procede hacia la izquierda y la concentración de ácido ~-hidroxibutfrico es proporcional al aumento de absorbancia a 340 nm, cuando el NAD+ se reduce a NADH. Los rangos de referencia para ácido acetoacético y ácido ~-hidroxibutfrico son inferiores a 3 mg/100 rnl (0.3 mmo1JL)?6 A estos niveles, el suero y la orina resultan negativos al efectuar análisis semicuantitativos con nitroprusiato.

--f-----RESUMEN

:....os carbohidratos son aldehídos o cetonas que tienen dos o ;nás grupos hidroxilo. Se clasifican como monosacáridos que tienen un grupo aldehído o cetona), oligosacáridos (algu::IOS monosacáridos enlazados entre sí) o polisacáridos (muchos ;nonosacáridos enlazados). El monosacárido más abundante ~ importante en la naturaleza es el azúcar de seis carbonos, :>glucosa. La o-glucosa es el carbohidrato que circula principal-ente en la sangre. La glucosa sanguínea se deriva de la hi~lisis de los almidones de la dieta, de la transformación de :xras hexosas de la dieta a glucosa en el hígado y de la sínte;.,. de glucosa a partir de aminoácidos, ácidos grasos y lacta. La glucosa sirve como combustible principal para los teos periféricos, excepto durante el ay uno prolongado. La _.Jncentración de glucosa sanguínea se mantiene cuidadosante gracias a los procesos metabólicos y al control hormonal. Las afecciones del metabolismo de carbohidratos puen provocar aumento de las concentraciones de glucosa ,_,nguínea (hiperglucemia) o disminución (hipoglucemia). ~ diabetes sacarina, que es la causa más frecuente y grave hipergluccmia, se debe a una insuficiencia de insulina y al . ceso de glucagon en relación con las necesidades del pa- r nte. Es vital detectar, identificar y cuantificar la glucosa en ro y orina para el diagnóstico de la diabetes y para el conde los pacientes diabéticos. Los procedimientos analítique se utilizan con mayor frecuencia son el método enzi-lico de la glucooxidasa y el método de la hexocinasa, que son específicos para la glucosa, Con frecuencia se ;liza la prueba oral de tolerancia a la glucosa para compro·-: defin itivamente el diagnóstico de diabetes sacarina. La :.!Dloglobina glucosada, un conjugado que se forma por adi-n no enzimática de glucosa a grupos amino terminales, es - indicador valioso del nivel de glucosa sanguínea en el pe- ooo precedente de dos meses y por tanto es útil para el conde pacientes diabéticos.

Referencias l. Genuth SM: Plasma insulin and glucose profiles in normal, obese and diabetic persons. Ann Intern Med 79: 812-822, 1973.

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QUIM ICA CLINICA

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CARBOHIDRATOS 9 • 165

APLICACION DE CONCEPTOS 9-1 Cna mujer blanca de 20 años de edad llegó a la sala de ur~ncias del hospital en estado comatoso. Sus compañeros de Aabitación indicaron que la paciente había experimentado :láuseas con anterioridad ese día. Al efectuar el examen ffsi:o se observó que respiraba en· forma profunda y rápida, su aliento tenía olor a frutas y su piel y membranas mucosas esaban secas. El personal se puso en contacto con su familia y ,.) madre indicó que se le había diagnosticado diabetes saca::ma tipo II y que el hermano mayor tenía diabetes sacarina :IpO l. Resultados de laboratorio

Na+ K+

CIHC03 BUN

Osmolalidad del suero pH pC02

Glucosa sérica Glucosa en orina Acetona sérica Hematócrito Hemoglobina Recuento de leucocitos Recuento de eritrocitos Diferencial

128 mmol/L 5.7 mmol/L 88 mmol/L 9 mmol/L 50 mg/100 rnl 310m0smlkg 7.12 28mmHg 750 mg/100 rnl 4+ 3+ 53%

17.6g/100ml 12 OOO/mm3 6.0 millones/mm3

S. La reacción química con nitroprusiato que puede utilizarse para indicar acetona positiva en suero se lleva a cabo con a. Acido acetoacético b. Acido a-hidroxibutírico c. Acido ~-hidroxibutírico d. Acetona e. Acido pirúvico

.•

6. ¿Por qué aumentan los cuerpos cetónicos en la diabetes sacarina? 7. ¿Es de esperarse que los niveles de insuliná sean normales, estén elevados o disminuidos en est'a paciente? Explique este efecto en el nivel de glucosa en suero. 8. ¿Qué observaciones de laboratorio indican pérdida de agua del organismo y por qué ocurre esto? 9. Clasifique el desequilibrio acidobásico de la paciente. a. Alcalosis metabólica b. Acidosis metabólica c. Alcalosis respiratoria d. Acidosis respiratoria

Normal

10. Explique por qué se reduce el HCO) y el pC02 de la pal. Identificar todos los resultados anormales de laboratorio.

2. Con base en los antecedentes clínicos de la paciente, las observaciones clínicas y los datos de laboratorio, el tipo de intolerancia a la glucosa se clasificaría como: a. Tipo 1 b. Tipo 11 c. Afecciones de tolerancia a la glucosa d. Diabetes sacarina gestacional

3. ¿Qué observación de laboratorio es de mayor utilidad para establecer el diagnóstico de cetoacidosis diabética? '- ¿Cuáles son los tres principales cuerpos cetónicos? a. Acido acetoacético b. Acido a-hidroxibutírico c. Acido ~-hidroxibutfrico d. Acetona e. Acido pirúvico

ciente. 11. Como la pérdida de agua del organismo puede provocar hipopotasemia, diga si el aumento de potasio en suero indica error de laboratorio. Explique por qué.

12. Explique en qué consiste la glucosuria. 13. Puede producirse un ligero aumento de BUN debido a la hemoconcentración. Describa otro proceso para explicar la elevación de BUN en diabetes sacarina. 14. Se prescribe a la paciente un régimen diario de insulina. ¿Cuáles de los siguientes procedimientos de laboratorio serán de mayor valor para determinar el grado de control de la glucosa en un periodo de dos meses?

a. Glucosa sanguínea en ayunas b. Prueba posprandial de 2 horas c. Prueba oral de tolerancia a glucosa d. Hemoglobina glucosada

166 • QUIMICA CUNICA

APLICACION DE CONCEPTOS 9-2 Una mujer de 35 años de edad ingresó al hospital debido a la recurrencia de síntomas de debilidad, confusión y desorientación. Tenía amplios antecedentes de problemas psiquiátricos, incluyendo diversos ingresos a hospitales mentales por comportamiento suicida y paranoia. Se la había diagnosticado previamente esquizofrenia crónica. Durante las semanas anteriores al ingreso al hospital se observó que se tambaleaba como si estuviera ebria. Datos de laboratorio obtenidos durante el ingreso Hematologfa Hematócrito Hemoglobina Recuento de leucocitos Recuento de plaquetas Diferencial Análisis de orina Química Glucosa BUN Calcio Fósforo Bilirrubina Proteínas totales Na+

K+

clHco3 - Alcohol en sangre

(Rangos de referencia)

40% 14 g/100 mi 8 200/mm3 215 OOO/mm3 Normal Normal

(37-48) (12-16) (4 300-1 o800) (150 000-350 000)

35 mg/100 mi 10 mg/100 mi 9.2 mg/100 mi 3.6 mg/100 mi 0.8 mg/100 mi 7.6 g/100 mi 138 mmol/L 4.2 mmol/L 104 mmol/L 24mmol/L Negativo

(70-105) (8-25) (8.5-10.5) (3.0-4.5) (0.1-1.0) (6.0-8.4) (135-145) (3.5-5.0) (108-118) (21-28)

l. Identifique los datos anormales de laboratorio. 2. ¿Qué procedimiento adicional ayudaría al diagnóstico de laboratorio? a. Glucosa sanguínea en ayunas b. GTT de 2 horas c. GTT de 5 horas En el segundo día en el hospital se llevó a cabo una GTT de 5 h y se obtuvieron los siguientes resultados:

F 112 h 1h 2h 3h

65 mg/100ml 120 118

4h 5h

56 53

La paciente no experimentó síntomas durante la prueba.

3. ¿Cuál es la interpretación más correcta de estos resultados? En su tercer día en el hospital se llevó a cabo una prueba con ayuno de 24 horas para determinar de nuevo los niveles de glucosa.

4. Sugiera una prueba de laboratorio adicional para encontrar el nivel de glucosa que ayude al diagnóstico. Tras la prueba con ayuno de 24 horas se determinaron los niveles de glucosa, insulina y cortisol y se obtuvieron los siguientes resultados: Glucosa 32 mg/100 ml Insulina 10 ¡.t.U/ml Cortisol 30 ¡.t.g/1 00 ml

(70-105) (6-26) (5-25)

S. Interprete los resultados. 6. ¿Cuál es el significado del nivel de cortisol? La prueba con ayuno de 24 horas se repitió en el sexto día en el hospital y se obtuvieron los siguientes resultados: Glucosa 42 mg/100 ml Insulina 75 ¡.t.U/ml La paciente presentó confusión leve y sudoración que mejoró tras la canalización con 50% de glucosa.

7. Con base en estos datos de laboratorio, el problema que probablemente padece es: a. Diabetes sacarina b. Hipoglucemia reactiva c. Hipoglucemia de ayuno

8. ¿Cuáles son las causas más probables de la hipoglucemia de ayuno?

9. ¿Qué procedimiento de laboratorio permitiría diferenciar mejor entre insulinoma de hipoglucemia facticia? Explique por qué.

110

106

10. Dé una explicación de los síntomas de la paciente.

CA PITULO

10 Lípidos

Leslie l. Onaka •

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE • Definir y describir las propiedades de los lípldos. • Definir los siguientes compuestos utilizando estructuras químicas: Acldo graso Trlgllcérldo Fosfogllcérldo Esflngoslna Terpeno

• Describir el metabolismo y el proceso digestivo de los lípldos exógenos e Incluir los siguientes términos: Anflpótlco Emulslflcaclón Upasa pancreótlca Colesterolesterasa Fosfollpasa Absorción

• Hacer una lista de la composición de las cuatro lipoproteínas básicas. • Describir el metabolismo y las funciones de cada lipoproteína. • Definir una apoproteína y una apolipoproteína; hacer una lista de las principales apolipoproteínas y describir sus funciones.

• Describir la flslopatologfa, metodología y el rango de referencia de cada uno de los lipldos mencionados en el capítulo. • Describir las clasificaciones y valoraciones de laboratorio de las hlperllpoprotelnemlas. • Describir el significado clínico de las hlpolipoprotelnemlas. • Describir el significado clínico, las observaciones de laboratorio y los principales defectos de las anormalidades llsosómlcas mencionadas en este capítulo.

CONTENIDO DEL CAPITULO INTRODUCCION CLASIFICACION

Acidos grasos Esteres de glicerol Derivados de esterol Derivados de esfingosina (esflngolipldos) Terpenos METABOUSMO

Upldos exógenos Upldos endógenos Upoproteínas Qullomlcrones Upoproteínas de muy baja densidad Upoproteínas de densidad Intermedia 167

168 • QUIMICA CLINICA

Upoproteínos de bajo densidad Upoproteínos de alto densidad Apoproteínos Apoproteíno Al Apoproteíno B Apoproteíno C Apoproteíno D (péptldo de fineo delgado) Apoproteíno E (péptldo rico en orglnlno)

PROCEDIMIENTOS ANAUTICOS Colesterol Fraccionamiento de llpoproteínas Upoproteína (a) Trlgllcérldos Apariencia del suero Apoproteínas APLICACIONES CLINICAS Hlperllpoprotelnemlas Elevación de qullomlcrones Incremento de LDL Incremento de IDL Incremento de VLDL Incremento de VLDL con aumento de qullomlcrones Incremento de HDL Hlperllpoprotelnemlos secundarlos

Hlpollpoprotelnemlas Reducción de LDL Ausencia de LDL Reducción de HDL Ausencia de HDL

ANORMALIDADES LISOSOMICAS DE LIPIDOS Enfermedad de Gaucher Enfermedad de Nlemann-Pick Enfermedad de Krabbe Leucodlstrofla metacrom6tlca Enfermedad de Fabry Enfermedad de Tay-Sachs Gangllosldosls GM 1 Fucosldosls RESUMEN

-------INTRODUCCION

En la actualidad las tendencias médicas están en pro del conocimiento del propio organismo y de la participación activa para preservar el estado de salud. Las clínicas de salud y los seminarios al respecto que se llevan a cabo en centros médicos, lo mismo que profesionistas médicos distinguidos están de acuerdo en que las personas acepten cierta responsabilidad respecto a la vigilancia y el control de la vida personal

con el fin de mantenerse aptos desde el punto de vista físico y mental. En el campo de información para el aprendizaje del cuidado personal, probablemente uno de los temas más candentes sea el del colesterol y su relación tan evidente con las enfermedades cardiacas. Los profesionistas de laboratorio no sólo afrontan la responsabilidad del propio organismo sino que tienen la obligación de ayudar a otras personas de la comunidad a cuidar de sí mismas. Como la buena salud depende no sólo de evitar las sustancias dañinas sino también del funcionamiento correcto de las células del organismo, los efectos dañinos de las hiperlipidemias parecen contrastar con la necesidad de lípidos para preservar el funcionamiento. Por su naturaleza y funcionamiento, los lípidos son indispensables como combustibles metabólicos, material para la construcción de membranas celulares y productos bioquímicos críticos para uso en diversas vías. Como fuente de energía, los lípidos proporcionan más del doble de energía con respecto a la que se obtiene de la oxidación de una cantidad equivalente de proteínas o carbohidratos1·2 y al mismo tiempo suelen ser más compactos ya que se excluye el agua de hidratación de la forma de almacenamiento. Por la exclusión de agua debido a diferencias de polaridad, los lípidos tienden a asociarse entre sí. Se observan pequeños grupos de los mismos congregados formando micelas para facilitar su movimiento a través del medio acuoso polar del organismo. A escala ligeramente mayor, las mezclas de lípidos se asocian con proteínas y forman diversas lipoproteínas. Por último, grandes masas de lípidos se unen en células especializadas para dar lugar al tejido adiposo, que sirve como aislante de las variaciones del medio externo y como cojín visceral y subcutáneo para protección de los órganos internos. No obstante, la insolubilidad de los lípidos en agua plantea algunas desventajas; por ejemplo, problemas con respecto a su participación en reacciones en medio acuoso. Como resultado, los lípidos no se digieren con facilidad y requieren de mecanismos de transporte complejos para desplazarse dentro del cuerpo. En el medio de laboratorio, su naturaleza hidrofóbica y su masa molecular relativamente grande provocan problemas para determinaciones exactas. En el pasado, era necesario utilizar productos químicos riesgosos y procedimientos bastante prolongados, aunque actualmente existen mejores métodos. En último término, todas las personas dependen mucho de los Iípidos. Se obtiene energía de los productos del petróleo, que constituyen un legado lípido de animales del pasado milenario y ésta se utiliza para transporte, mantenimiento y finalmente, para la supervivencia. A menor escala el propio organismo utiliza las reservas de lfpidos para generar enlaces fosfato de alta energía que participan en el complicado sistema de reacciones químicas organizadas en procesos metabólicos. En especial en estado de ayuno, ésta constituye una fuente crítica de energía para los tejidos musculares y el tejido cardiaco prefiere utilizar lfpidos con este fin. La naturaÍeza y las funciones de los lfpidos sugieren una definición útil de los mismos: los lípidos son compuestos orgánicos que son ésteres reales o potenciales de ácidos grasos, los utilizan los organismos vivos y son solubles en di-

LIPIDOS 10 •

solventes orgánicos pero insolubles en agua. 3 No ·es sorprendente que la definición, como sucede con las de muchos otros compuestos biológicos, enla~e la estructura con las propiedades. En primer lugar, la falta de polaridad de los lípidos hace que sean insolubles en agua pero solubles en diversos disolventes no polares. Segundo, al considerar los ácidos grasos (hidrocarburos de cadena larga con un grupo arboxilo terminal) como un componente químico común, se observa que los lípidos tienden a ser o son potencialmente un éster de algún ácido graso. Por último, como la propia ,·ida depende de la disponibilidad de esta familia de com;>oestos tan importantes, el uso de dichos compuestos en los organismos vivos constituye una propiedad importante.

---~----

169

Cuadro 10-1. Acldos grasos comunes

·Nombre

Número de carbonos

Saturados Láurico Mirística Palmítico Esteárico Araquídico Monoinsaturados Palmitoleico Oleico Poliinsaturados Linoleico* Linolénico• Araquidónico•

Número de dobles enlaces

o o o o o

12 14 16 18 20 16 18 18 18 20

2 3 4

..

• Indica un ácido graso esencial.

CLASIFICACION ACIDOS GRASOS :.Os ácidos grasos tienen la fórmula general R-COOH, en nde Res un hidrocarburo de cadena larga (con longitud de ~ -a 26 átomos de carbono). Cuando todos los enlaces entre .;;}S átomos de carbono son de tipo único, la molécula es un Jcido graso saturado (fig. 10-1). Los ácidos grasos que tiez n un doble enlace entre carbonos se denominan ácidos ~os monosaturados; los que tienen dos o más dobles enla~ se denominan poliinsaturados. En el cuadro 10-1 se preR:nta una lista de los ácidos grasos más comunes.

ESTERES DE GLICEROL :.OS triglicéridos (triacilglicl!roles), ésteres de glicerol que ;revalecen en plasma y en la grasa de almacenamiento de los zjidos (que contiene 95% de triglicéridos),2 tienen ácidos psos unidos a los tres átomos de carbono de la cadena de J!.icerol (fig. 10-2). Un triglicérido simple contiene tres ácigrasos idénticos y un triglicérido mixto contiene ácidos psos diferentes. Los triglicéridos que proceden de fuentes animales suelen zner cadenas de ácidos grasos cortas y saturadas que se solirican a temperatura ambiente. Los que proceden de plantas len tener cadenas más largas que son poliinsaturadas y perr.;mecen líquidas inclusive a temperatura de refrigeración.

Los fosfoglicéridos son ésteres de glicerol que contienen un grupo de ácido fosfórico en uno de los carbones terminales de la cadena de glicerol (fig. 10-3). Pueden tener otros grupos enlazados a la porción fosfato, lo que diferencia los diversos fosfoglicéridos. Por tanto, cuando hay una molécula de colina unida al grupo fosfato se forma la fosfatidilcolina (lecitina). De manera similar, la etanolamina, la serina y el inositol como grupos laterales dan lugar a las cefalinas. Las cardiolipinas son aún más complejas; tienen dos porciones fosfogliceradas unidas a la cadena de glicerol.

DERIVADOS DE ESTEROL El principal derivado del esterol en los seres humanos es el colesterol. A partir de éste el organismo produce ácidos biliares primarios y secundarios, hormonas esteroides y vitamina D. En la figura 10-4 se muestra la estructura del perhidrociclopentanofenantreno, que es la base de todos los derivados del estero!, y la estructura fundamental de colesterol. El grupo hidroxilo del átomo de carbono 3 en general acepta ácidos grasos de cadena larga que se transfieren de la lecitina para dar lugar a ésteres de colesterol. Para que la reacción se efectúe se requiere la enzima lecitin-colesterolaciltransferasa (LCAT). La mayor parte del colesterol del or-

Acldo olelco monolnsaturado

H'-....

H/1

C-O-FA 1

H-C-0-FA

Acldo estérlco saturado

H'-.... 1 H

Ag. 10..1. Acidos grasos saturados e insaturados. Ambos tienen 18 :a-bonos, pero la diferencia reside en el doble. enlace entre los carbo"'105 9 y 10.

Flg. 10..2.

/

2

C-O-FA

3

Molécula de triglicérido. Glicerol de tres átomos de carbono que forma ésteres con los ácidos grasos.

170 • QUIM/CA CLINICA

Basic formula

o 11

H-C-0-C-R 2

1

o

1

11

Perhidrociclopentanofenantreno

H-C-0-C-R 1

~

2

a.

H-C-0--P-0 2

26

1

o 1

X

27

Fig. 1()-3. Lecitinas. R1 y R2 son ácidos grasos. Cuando X es un hidrógeno se tiene un intermediario del ácido fosfatídico. Los fosfolípidos con X unidades de etanolamina, serina o inositol se detectan con frecuencia en tejidos cerebrales. Cuando X es colina [(CH2 ) 2 N(CH3) 3 ], el compuesto es una lecitina. Las lecitinas son componentes importantes de las membranas celulares de lipoproteínas y del hígado y el cerebro. También son fundamentales para la producción de tensoactivos pulmonares.

ganismo (las dos terceras partes)4 se encuentra en forma esterificada. La mayoría de las reacciones restantes con el colesterol (p. ej., la 7-hidroxilación para producción de ácido biliar y la reacción con isomerasa para metabolismo de la

OH

b.

Fig. 10-4. Derivados del esterol. a. Estructuras de anillo del perhidrociclopentanofenantreno. b. Molécula de colesterol en la qoe se indica el sitio de esterificación común (grupo -OH) en el átomo de carbono 3.

hormona esteroidea) ocurren en el doble enlace entre es y C6oen C7. En la figura 10-5 se presenta un resumen de las vías metabólicas generales en las cuales participa el colesterol.

/ Síntesis de colesteroi a partir de unidades de acetil CoA Hígado Síntesis de ácidos biliares

Reservas de colesterol

Cascada de lipoproteinas

Flg. 10-5. Vías metabólicas del colesterol.

UPIDOS 10 •

DERIVADOS DE ESFINGOSINA (ESFINGOLIPIDpS) El enlace de un ácido graso de 18 carbonos o más largo al grupo amino de la esfingosina (fig: 10-~) da como ~e~ultado la formación de una ceramida. A partir de esta ultima se producen tres esfingolípidos: esfingomielina, galactosilc~ra­ mida y glucosilceramida. Estos tres lípidos son de gran Importancia en la estructura de las membranas celulares y en el sistema nervioso central.

TERPENOS Los terpenos son unidades de cadena ramificada de cinco (isoprenoides). Son intermediarios en la produc: ión metabólica de colesterol. Las vitaminas liposolubles, ~ue son A, E y K, se clasifican como terpenos.

~bonos

--f.-------METABOLISMO

PIDOS EXOGENOS C.erca de 40% del consumo de calorías en la dieta norteamencana típica consta de lfpidos y aproximadamente 35% pro:ene de lípidos animales y 5% de lípidos vegetales poliinsa:=rados.s Los triglicéridos (grasas) constituyen una porción ::nportante (de 98 a 99%) de los lípidos animales y el resto ló:'n colesterol y otros lípidos. El colesterol de los animales ::x:ne un equivalente en las plantas que se denomina fitoste:;::1. Aunque los fitosteroles se absorben mal, durante la abiom:ión en las células de la mucosa intestinal se produce r:m competencia entre el fitosterol y el colesterol. Esto sig- !ica que conforme se consumen más fitosteroles, se ab~"'fben menos colesteroles de la dieta que proceden de fuen- animales.2 En general la incorporación de los lípidos exógenos se ¿"ectúa en tres fases : 1) digestión, 2) absorción y 3) transporr . La fase de digestión se lleva a cabo en ellumen del intes~o. e incluye una alteración de la naturaleza química o del %ledio dellípido de tipo físico o enzimático. Durante la fase de digestión la vesícula biliar desempe- una función muy importante. Se libera bilis, formada por .11..i dos biliares conjugados, lecitina y colesterol al intestino :lelgado, a través del conducto biliar. Las propiedades altar-ente antipáticas (fuertemente hidrofílicas e hidrofóbicas

H H 1

1

H-C-C=C-(CH2 ) 12CH3 1 1 H N-C-H H 2

1

CHpH

Ag. 1G-6. Esfingosina, un alcohol aminado. Un ácido graso de cadena larga se une al grupo ami no para producir una ceramida.

171

de manera simultánea) de los ácidos biliares rompen los glóbulos de lípidos en micelas más pequeñas, que se hacen más vulnerables a la acción de las enzimas digestivas. Este proceso se denomina emulsificación. El páncreas produce tres enzimas hidrolíticas que tienen sustratos lípidos y se secretan al duodeno. Estas son la lipasa pancreática, la colesterolesterasa y la fosfolipasa A. La lipasa actúa sobre los triglicéridos para liberar ácidos grasos libres y forma monoglicéridos, diglicéridos y glicerol. Las colesterolesterasas rompen los enlaces estéricos y liberan ácidos grasos libres y colesterol libre; la fosfolipasa A hidroliza los fosfolípidos exógenos. Durante la fase de absorción, las partículas de lípidos digeridos penetran las células de la mucosa intestinal y posteriormente el sistema linfático y circulatorio. En esta etapa, la naturaleza del mecanismo de transporte de lípidos depende del tipo de molécula que se transporta. Los ácidos grasos de cadena corta e intermedia se unen a la albúmina y se transportan en la circulación portal, mientras que los ácidos grasos de cadena larga se empacan en quilomicrones en las células de la mucosa y son liberados al conducto torácico del sistema linfático para después penetrar al sistema circulatorio. Durante la fase de absorción, los diversos componentes de las micelas se difunden a través del borde de cepillo hacia el interior de las células de la mucosa. Cuando los componentes ya se encuentran en el interior de las células de_la mucosa un proceso de reordenamiento regenera los triglicéridos y Jos ésteres de colesterol, que son liberados a la circulación por un mecanismo de pinocitosis inversa que inicia la fase de transporte. En la figura 10-7 se da un resumen de las vías m~óli­ cas de los triglicéridos en el o_rganis~o: Los ácid? grasos también se utilizan para producrr fosfohpidos esenci es, preservar las membranas celulares y, en las glándulas mamarias de las mujeres, para la fabricación de leche. Dentro de este complejo cuadro participan Jos ácidos grasos esenciales que proceden de fuentes vegetales (ácidos linoleico, linolénico y araquidónico) que el organismo es incapaz de producir, pero que requiere para la síntesis de prostaglandinas.

LIPIDOS ENDOGENOS Debido a la atención que se ha dado a los alimentos libres de colesterol, es interesante observar que el organismo produce la mayor parte del colesterol en forma endógena. Las fuentes dietéticas aportan tan sólo de 150 a 300 mg diarios mientras que el hígado sintetiza 1.5 g al día. 1 De hecho, el exceso d_e carbohidratos y proteínas de la dieta se utiliza para producir moléculas de acetato, que posteriormente sirven para producir colesterol y ácidos grasos. Los lípidos endógenos que genera el hígado son transportados posteriormente en forma de Jipoproteínas para su uso en todo el cuerpo. Por Jo que respecta al cuerpo humano el término grasas se refiere a las mezclas de triglicéridos, diversos derivados de monoglicéridos y diglicéridos y ácidos grasos libres. 3 El principal sitio en que se almacenan estos compuestos es ~1 tejido adiposo. A meoida que las partículas cargadas de triglicéridos se mueven, el contacto con los diver~os tejid~~ en presencia de apoproteína CII libera grasas hacia Jos teJidos

172 •

QUIMICA CLINICA

Bilis

Acidos grasos esenciales

Síntesis de fosfolípidos

Hígado

Almacenamiento Remanentes de quilomicrones

Cascada de lípoproteínas

Flg. 10.7. Vías metabólicas de los triglicéridos. Los triglicéridos que penetran al organismo como grasas de la dieta (que se encuentran arriba a la izquierda) son atacados por la lipasa pancreática de la bilis. Después de ser absorbidos, los ácidos grasos penetran al sistema linfático o a la circulación portal (HDL = lipoproteína de alta densidad; VLDL = lipoproteína de muy baja densidad).

adiposos para su almacenamiento. A pesar de la gran cantidad de energía que se almacena en estos tejidos como resultado de los pasos de degradación que toman bastante tiempo, el organismo utiliza de manera preferencial los azúcares y el glucógeno para satisfacer sus necesidades de energía. Sólo cuando estos carbohidratos casi se agotan, el cuerpo comienza a utilizar las grasas. Por tanto, con un consumo diario promedio de 140 g de grasa3 y la excreción de cantidades constantes, la grasa se acumula con bastante facilidad. Llpoproteínas

El cuadro 10-2 contiene un resumen detallado de las propiedades de las cuatro lipoproteínas básicas. En dicho cuadro no se indican las combinaciones complejas de los lípidos, enzimas y apoproteínas que interactúan con prácticamente todos los tejidos del organismo. Esta serie compleja de intercambios de transiciones entre las diferentes lipoproteínas se denomina cascada de lipoproteínas. En la figura 10-8 se presenta un resumen de las interacciones básicas que se efectúan en el proceso.

muestras de suero lipérnico a una temperatura de 4 a 6°C durante 16 horas. Después de sintetizarse en las células epiteliales del intestino, los quilornicrones se liberan al sistema linfático en donde son transportados y posteriormente penetran a la circulación sistémica a través del conducto torácico y la. vena yugular. A lo largo del camino estos quilornicrones, que son relativamente pobres en apoproteínas, recogen moléculas Apo C mediante interacciones con partículas de lipoproteínas de alta densidad (HDL). La Apo C está presente en los quilomicrones y activa la lipoproteinlipasa, que a su vez cataliza la hidrólisis de triglicéridos. A continuación, los quilomicrones que contienen Apo C interactúan con los tejidos para suministrarles monoglicéridos, glicerol y ácidos grasos libres. Tras perder gran parte de su contenido de triglicéridos, el quilomicrón interactúa de nuevo con HDL; esta vez cede su Apo Al, Apo AII, Apo C y parte de su contenido de lípidos para transformarse en un remanente de quilomicrón, que contiene principalmente ésteres de colesterol, Apo B-48 y Apo E. Los receptores Apo E en el hígado reconocen el remanente, facilitan la endocitosis y la posterior degradación hepática del remanente de quilomicrón para producir tipoproteínas de muy baja densidad (VLDL).

QUILOMICRONES

Son las fracciones de lipoproteínas de mayor tamaño. Debido a su alto contenido de grasas (triglicéridos) y bajo contenido de proteínas, también son las de menor densidad. De este modo, la parte superior cremosa se forma debido a la diferencia de densidades entre los quilomicrones y el resto del suero. Esta capa se observa cuando se dejan reposar algunas

LIPOPROTEINAS DE MUY BAJA DENSIDAD

Sintetizadas en el hígado a partir de remanentes de quilomicrones, las VLDL cargadas de triglicéridos contienen principalmente apoproteínas Apo B-100, Apo E y Apo C. Como ocurre con los quilomicrones, la VLDL Apo CII sirve como

UPIDOS 10 •

173

Cuadro 10-2. Resumen de las propiedades de las llpoproteínas Nombre común

Quilomicrones

VLDL

LDL

HDL

Movilidad electroforética Tamaño (Á) Contenido de proteínas Contenido de fosfolípidos Contenido de triglícéridos Contenido de colesterol

No tiene 750-12 000 2.5-5% 7.1% 81 .3% 9.1%

Pre-beta 280-750 7.1% 26% 51.8% 22.2%

Beta 215-220 20.7% 20% 9.3% 50%

Alfa 65-95 50% 21.9% 8.1% 20%

Forma un sobrenadante cremoso cuando se deja reposar el suero

Se transforma a LDL en el plasma

Principal transportador del colesterol en plasma

Principal transportador del colesterol de las células al hígado

Comentarios

, !..OL

=lipoproteína de muy baja densidad; LDL =lipoproteína de baja densidad; HDL =lipoproteína de a~a densidad.

:1 cofactor necesario para que la lipoproteinlipasa hidrolice

:riglicéridos, que pasan a los tejidos. Esto da lugar a que el .::atabolismo de VLDL produzca lipoproteínas de densidad a termedia (IDL). A medida que se consume, la partícula de \ 1.DL también interactúa con HDL, al cual se transfiere parte :.el Apo C y colesterol libre.

LIPOPROTEINAS DE DENSIDAD INTERMEDIA

perder cada vez más de su contenido de lípidos, las VLDL transforman en partículas de IDL. Estas contienen canti.t3des casi iguales de colesterol y triglicéridos y principalDente Apo B y Apo E. Como ocurre con los remanentes de 'Iomicrones, la Apo E es necesaria para consumo hepático _ jegradación posterior de IDL a lipoproteínas de baja denlidad (LDL) por acción de la lipasa hepática. Una deficien- de Apo E produce acumulación de remanentes de quilocrones y lipoproteínas de densidad intermedia. ,tJ

te

LIPOPROTEINAS DE BAJA DENSIDAD

A medida que las partículas de IDL donan sus lípidos y adquieren el tamaño de LDL, las moléculas de Apo B-100 empacadas en las VLDL originales son reconocid~s por las, regiones de "fosos recubiertos"2 de las membranas celulares. Los fosos recubiertos son regiones en las membranas de los hepatocitos y las células de tejidos periféricos que tienen alta afinidad por ciertas lipoproteínas. En estas regiones se efectúa el enlace y la posterior pinocitosis y degradación de estas lipoproteínas. Así, las células engloban la LDL rica en colesterol, lo que da lugar a depósitos de colesterol en el citoplasma de las células tisulares. El colesterol libre en las células inhibe la actividad de la 3-hidroxi-3-metilglutaril-CoA reductasa (HMG-CoA reductasa), enzima que limita la velocidad y controla la síntesis de colesterol endógeno. También se inhibe la formación de más sitios receptores de LDL con fosos recubiertos en la membrana. El aumento en los niveles de LDL en circulación produce procesos catabólicos no mediados por receptores. Estos

APOE

Monoglicéridos Acidos grasos libres Glicerol

Ag. 1D-8. Cascada de lipoproteínas. Flujo metabólico e intercambio entre fracciones de lipoproteínas. (HDL =lipoproteína de alta densidad; VLDL

=lipoproteína de muy baja densidad; LDL =lipoproteína de baja densidad; IDL =lipoproteína de densidad intermedia.)

174 •

QUIMICA CLINICA

incluyen el englobamiento de LDL por macrófagos del sistema reticuloendotelial. Cuando los niveles de LDL son suficientes estos macrófagos se englobán junto con ésteres de colesterol y aparecen como "células espumosas" .y rellenas, asociadas con elevación de los niveles de LDL. Las células lisas musculares también acumulan ésteres de colesterol, lo que produce el desarrollo de placas ateroscleróticas en las paredes arteriales.

tiende a estar asociada con quilornicrones que se encuentran en la linfa. Al depurarse los quilomicrones también se elimina la Apo B-48 y no se detecta en cantidades apreciables en el plasma en ayunas, excepto en pacientes que tienen defectos en la depuración de remanentes de quilomicrones. La Apo B-100, que se sintetiza en el hígado, es la forma plasmática más común. Se encuentra en VLDL e IDL pero principalmente en LDL. Funciona como sitio de reconocimiento para la molécula de LDL en lo que se refiere a su capacidad para enlazarse con las membranas.

LIPOPROTEINAS DE ALTA DENSIDAD

La HDL que se produce tanto en el hígado como en las paredes del intestino está formada básicamente por proteínas, fosfolípidos y colesterol esterificado. Las principales apoproteínas HDL son Apo Al, Apo AII y Apo C. Hay dos tipos de HDL: HD~ y HDL3 . La HD~ tiene estructura molecular de mayor tamaño, pero menos densa que la HDL 3•2 Las partículas de HDL en forma de disco naciente contienen Apo Al, Apo AII, lecitina y colesterol libre, y se liberan principalmente al plasma. Después la lecitin-colesterol-aciltransferasa (LCAT) cataliza la esterificación del colesterol y forma las partículas esféricas funcionales que participan en forma activa en la cascada de las lipoproteínas. Aunque el mecanismo aún no se conoce a la perfección, en apariencia las HDL desempeñan un papel importante para transportar el colesterol lejos de los tejidos (transporte inverso de colesterol). De este modo la HDL proporciona cierto grado de protección contra las enfermedades de la arteria coronaria. Como se mencionó, HDL interactúa con los quilomicrones ricos en triglicéridos y con las VLDL, lo cual es importante para su degradación posterior.

APOPROTEINA C

La principal actividad de la Apo C es activar la lipoproteinlipasa (LPL) conduciendo a la descomposición de triglicéridos a nivel celular con liberación posterior de ácidos grasos a las células para su metabolismo y almacenamiento. Se conocen tres formas principales: Apo CI, Apo CII y Apo CIII, y su contenido de aminoácidos es diverso, ya que tienen 57, 78 y 79 aminoácidos, respectivamente. La Apo C se sintetiza en el hígado y tiende a asociarse principalmente.con partículas de VLDL y HDL. La Apo CII es de particular importancia, ya que se requiere como cofactor para la actividad extrahepática de LPL. Para asegurar la depuración extrahepática de VLDL y quilornicrones, la Apo CII aparentemente también evita que estas partículas se enlacen con los receptores hepáticos, el primer paso en la depuración hepática. No se detecta Apo C en IDL o LDL, lo que sugiere que la HDL transfiere sus moléculas Apo C a los quilornicrones y a VLDL, y más tarde los recoge de nuevo. APOPROTEINA D (PEPTIDO DE LINEA DELGADA)

Apoproteínas Las unidades proteicas que se encuentran en las lipoproteínas pero que aún no se incorporan a las partículas de lipaproteínas respectivas se denominan apoproteínas. Cuando forman complejos con las partículas de lipoproteínas se denominan apolipoproteínas. Como se indica en el cuadro 10-2, todas las lipoproteínas tienen diversas cantidades de proteínas. Aunque la estructura y funcionamiento de estos compuestos es variable, el componente de apoproteína se asocia con determinadas funciones bioquímicas dentro del medio de las lipoproteínas. Se han estudiado en forma extensa cinco grupos principales y muchos subgrupos de apoproteínas. APOPROTEINA Al

La Apo Al es el principal constituyente proteico de HDL. Funciona como activador de la LCAT, que cataliza la formación de ésteres de colesterol. La Apo Al, en combinación con Apo AII y Apo Cl, elimina colesterol libre de los tejidos extrahepáticos. APOPROTEINA B

Se reconocen dos formas de Apo B: una estructura grande con lOO aminoácidos de longitud (Apo B-100) y una más pequeña de 48 aminoácidos, que se denomina Apo B-48. Esta última forma se sintetiza en la pared intestinal y por tanto

La Apo D es una glucoproteína. Aunque se sabe poco acerca de esta molécula, se considera que es una proteína de transferencia y participa en el movimiento de los ésteres de colesterol y los triglicéridos entre las diversas lipoproteínas. APOPROTEINA E (PEPTIDO RICO EN

ARGI~INA)

La Apo E funciona principalmente como marc'ador de los receptores hepáticos. Se han estudiado cuatro formas polimórficas: Apo El, Apo EII, Apo EIII y Apo EIV. Estas formas se sintetizan en el hígado y se incorporan a HDL. Este último, a su vez, transfiere las moléculas de Apo E a VLDL y quilornicrones. A medida que estas partículas se degradan a IDL y remanentes de quilomicrón, los receptores hepáticos reconocen la Apo EIII y la Apo EIV y se inicia el enlace y el catabolismo.

____,______ _ _ _ f,ROCEDIMIENTOS ANALITICOS En el pasado, los análisis de perfiles de lípidos en suero eran una herramienta diagnóstica para clasificar las diversas hi-

.

UPIDOS 10 • 175

perlipidemias. En ese tiempo, el perfil de lípidos éonsistía en colesterol total, triglicéridos y aparición en suero tras dejar :-eposar la muestra en el refrigeradQr varias horas. Gracias a los avances tecnológicos y de conocimientos se observó que los :tiveles altos de colesterol se relacionaban con aumento en el :iesgo de afecciones de la arteria coronaria y aterosclerosis. Sin embargo no todas las fracciones de colesterol contribu~n al problema. Por tanto se desarrollaron métodos más :omplicados para cuantificar las diversas fracciones de lipo;roteínas. En la actualidad los perfiles de lípidos se emplean :n forma rutinaria, junto con los antecedentes familiares, el ~tado físico y mental del paciente y los hábitos nutriciona..es y sociales, para crear un perfil de riesgos total.

COLESTEROL

credibilidad de los resultados de laboratorio. Por último, quizá sea el científico de laboratorio clínico quien deba decidir si la discrepancia tiene significado estadístico y, en caso afirmativo, ordenar la información con el fin de proponer una explicación posible a dicha discrepancia. Algunos de los primeros métodos para efectuar pruebas de colesterol incluían la obtención de productos coloreados, haciendo reaccionar el colesterol con sustancias fuertemente ácidas. El color que se producía dependía del tipo y la concentración de ácido empleado, junto con otros reactivos presentes. En el método clásico de Liebermann-Burchard se mide el colesterol que se extrae en cloroformo frío, se trata posteriormente con anhídrido acético, ácido acético o ácido sulfúrico concentrado, para formar un complejo de color verde. Reacción de Liebermann-Burchard

Lls métodos antiguos para análisis del colesterol estaban so-

Detidos a un alto grado de varianza analítica. Esto se debía ;:rincipalmente a la poca reactividad de muchos ésteres. Los Détodos actuales utilizan la colesterolesterasa, la cual rompe enlaces estéticos para generar colesterol libre y elimina Jr3.I1 cantidad de las inexactitudes previas de la prueba. Por lo general la muestra primaria para efectuar pruebas colesterol es suero. Sin embargo, en casos poco frecuentes .e analizan otros líquidos corporales. Sin importar el tipo de stra que se analice, ciertos factores afectan la exactitud los resultados del colesterol. Estos factores, que se denoaman preanalíticos, se describen en el cuadro 10-3. Es importante conocer los factores preanalítícos en téros del concepto de servicio en el laboratorio. Con frencia, el colesterol total se utiliza como análisis para deer.ninar si es necesario efectuar otros estudios de lípidos. do se obtiene un valor anormalmente alto, es probable sea necesario obtener otra muestra de sangre del pacient para efectuar un perfil completo. Muchos factores afectan exactitud de estas pruebas, lo que da como resultado di~s grados de discrepancia que pueden poner en duda la

* *

Pasos de deshidratación Colesterol

Acidos fuertes

.

3,5 colestadteno

Dos pasos de oxidación 3,5 colestadieno- ácido colestahexén sulfónico (Absorbe@ 410 nm)

Otra reacción colorida clásica para el colesterol se efecúa mediante sales de hierro y ácido sulfúrico para producir un complejo de color púrpura rojizo. Esta se denomina reacción de Salkowski. Los métodos antiguos tardan bastante tiempo y son riesgosos. Es necesario llevar a cabo un procedimiento manual en pasos múltiples para la extracción de la fase orgánica, utilizando ácidos fuertes y se requiere considerable destreza y tiempo del técnico. Para trabajar con reactivos ácidos fuertes se requiere utilizar campanas, manipularlas con cuidado para evitar derrames y plantear problemas logísticos con respecto

Cuadro 10·3. Factores preanalítlcos que Influyen en los resuHados del colesterol

Factor

Efecto Aumenta con la edad

Diferentes tendencias para varones y mujeres

~u ación

Efecto máximo (variación de 10a 25%) Despreciable Aumenta Variable

-.mólisis

Despreciable o disminuye

Comentario Niveles bajos <100 mg/100 mi al nacer, se duplican en los primeros días de vida y permanecen bastante estables hasta los 20 años. Después de los 20 años los niveles aumentan en forma constante. Los niveles no difieren hasta los 30 o 35 años, punto en el cual comienzan a aumentar en los hombres con mayor rapidez que en las mujeres. Después de los 55 años los niveles en los hombres declinan y en mujeres aumentan en forma continua hasta los 60 años; a esa edad generalmente son más altos en las mujeres que en los hombres. Los niveles aumentan antes de la menstruación, alcanzan un máximo en la ovulación y después declinan. Menos de 3% de aumento tras ingerir alimentos. Permanecen elevados durante varias horas después de episodios de mucha tensión. Fluctuaciones diurnas de aproximadamente 10%. Variaciones de un día a otro que van de 5 a 200 mg/1 00 mi. Son superiores en un promedio de 35 mg/1 00 mi en los meses de diciembre y enero. Como los eritrocitos tienen concentración inferior de colesterol que el suero (10 a 30%), se producen algunos efectos dilucionales si hay mucha hemólisis.

176 •

QUIMICA CUNICA

al almacenamiento y transporte de reactivos. Además, se descubrió que los ésteres de colesterol y el colesterol libre no producen cantidades equivalentes de color. Esto dio lugar a la adición de un paso de saponificación para transformar los ésteres de colesterol en colesterol libre. Debido a las desventajas de los métodos antiguos fue necesario desarrollar métodos más rápidos y seguros, por lo que se comenzaron a utilizar enzimas como reactivos para las pruebas de colesterol. El método atribuido a Flegg6 lleva a cabo el análisis en tres pasos enzimáticos: l . Hidrólisis de los ésteres de colesterol mediante colesterolesterasa (CE):

' .dos grasos E steres d e co1estero1 -CE co1estero1 + ac1

2. Oxidación de colesterol con oxidasa de colesterol (CO) para formar peróxido de hidrógeno: Colesterol + 0 2

co

-

colest-4-eno-3-ona + 4H20 2

3. Oxidación de un tinte de quinoneimina con H20 2 en una reacción catalizada por peroxidasa (P) para obtener el producto colorido terminal: H20 2 + 4-aminoantipirina + fenol ~ quinoneimina + 4H20 No obstante, a pesar de evitar diversos problemas que se presentaban con los métodos de análisis de colesterol antiguos, estos métodos enzimáticos dieron lugar a distintos problemas. Los reactivos enzimáticos, aunque se transportan más fácilmente, suelen tener vidas medias más cortas y se requiere refrigeración para preservar la actividad enzimática. También, las pruebas son más costosas. El mayor problema de varianza analítica se debe a la alta reactividad del peróxido de hidrógeno. Las sustancias reductoras endógenas, como ácido úrico, ácido ascórbico, bilirrubina y glutation, también consumen peróxido de hidrógeno, lo que provoca una reducción falsa de los niveles de colesterol que se miden. Se desarrolló un método polarográfico con electrodo de oxígeno para eliminar la interferencia del peróxido de hidrógeno. En este método se mide la reducción de la tensión de oxígeno durante la reacción a medida que el colesterol se oxida a peróxido de hidrógeno (paso 2). Sin embargo, para ello se requiere un instrumento de tipo distinto (no es un espectrofotómetro) y existe la carga adicional del mantenimiento del electrodo y su membrana. El National Cholesterol Education Program Expert Panel (Panel de expertos para el programa de educación nacional sobre el colesterol) recomienda7 los siguientes rangos de referencia para los niveles de colesterol:

Deseable < 200 mg/100 mi (<5.18 mmol!L) 200-239 mg/100 mi (5.18-6.19 mmol!L) Alto limitante ~240 mg/100 mi (>6.22 mmol/L) Alto

FRACCIONAMIENTO DE LIPOPROTEINAS La electroforesis de lipoproteínas (LPE, por sus siglas en inglés) se utiliza para separar las diversas lipoproteínas por diferencias de sus cargas netas. Este método es fundamentalmente una electroforesis de proteínas, pero utiliza un tinte para lípidos, como aceite rojo 7B, en vez de un tinte de proteínas, como Ponceau S. El sistema para la clasificación de fracciones de lipoproteínas se basa en el patrón LPE. El patrón se produce por diferencias en la velocidad de migración y las bandas se identifican comparándolas con las bandas de proteínas séricas (fig. 10-9). Por tanto la HDL se denomina en ocasiones lipoproteína-alfa, la LDL, lipoproteína-beta, y la VLDL lipoproteína pre-beta. Los quilomicrones se encuentran en el punto de aplicación o cerca de él. Cuando se corre en forma correcta el patrón de LPE y se revela, se obtiene una buena representación visual de los tipos de lipoproteínas presentes. De particular valor diagnóstico es la observación visual de quilomicrones y la banda "beta flotante", ubicada entre la banda beta y 1ª pre-beta, que en ocasiones mezclan una banda beta ancha. psta banda representa la lDL. Desafortunadamente, los intentos para cuantificar cantidades relativas de colesterol HDL y LDL a partir de los patrones de LPE producen resultados poco satisfactorios . El uso de la ultracentrifugación y la electroforesis inadecuada condujo al desarrollo de métodos electivos de precipitación para fraccionar las lipoproteínas. En estos métodos se utilizan cationes bivalentes (Ca2+, Mg 2+ y Mn 2+) en soluciones de amortiguadores, heparina o sulfato de dextrán para precipitar selectivamente VLDL y LDL, dejando HDL en el sobrenadante. Para efectuar el fraccionamiento con estos métodos se hace lo siguiente: l . Se determinan los niveles totales de colesterol y triglicéridos en suero. 2. Se determina el colesterol HDL en el sobrenadante del precipitado. 3. Se calcula el nivel de LDL a partir de la siguiente fórmula: LDL =colesterol total - (HDL + [triglicérido/5]). Sin embargo, se ha observado que se obtienen niveles erróneos elevados de triglicéridos (>300 mg/100 mi) cuando no se estima bien la cantidad de LDL. Además, los métodos antiguos introducen diversos grados de variabilidad analítica debido a diferencias en la estabilidad del precipitado y a las diferencias de concentración entre lotes de diitin}t{ número (p. ej., de heparina). A pesar de estas fallas, la-précipitación selectiva es muy empleada debido a que se dispone de productos mejorados y es útil para analizar lotes grandes de muestras con exactitud razonable. Se considera que las pruebas de Apo Al constituyen una alternativa a las de HDL, ya que se asocian con HDL pero no con LDL. 8 Sin embargo, Apo Al también se asocia con VLDL y quilomicrones, y por tanto puede producir resultados erróneos en presencia de cantidades importantes de éstos. Las muestras normales obtenidas en ayunas sólo tienen tra-

LIPIDOS 10 •

177

EN ACETATO DE CELULOSA · A pH = 8.6 . Albúmina

ANODO(+)

t•

(-) CATODO

a. REVELADO CON TINTE PARA PROTEINAS VLDL HDL

QUILOMICRONES LDL

.

1

.' '

1

b. REVELADO CON TINTE PARA LIPIDOS

Ag. 1o-9. Electroforesis de proteínas y lipoproteínas séricas. a. Migración de las fracciones de proteínas séricas. b. Las mismas muestras se r.:pearon para la mancha de lípidos que indican la ubicación relativa de las fracciones de lipoproteínas. (VLDL = lipoprotefna de muy baja den.aad, HDL = lipoproteína de alta densidad; LDL = lipoproteínas de baja densidad.)

.:zs de VLDL y quilomicrones, y en este caso la prueba de \;x> Al proporciona una aproximación bastante razonable de los eles de HDL. De manera similar, la Apo B se encuentra principalmenen VLDL y LDL. Debido a su asociación con LDL, se supere el análisis directo de Apo B, es decir, la función de en_ro, como alternativa a LDL que se calcula. Cuando se .::izan de esta manera, la Apo Al y la Apo B indican la relao:.n relativa entre los niveles de HDL y LDL, respectivamente.

PROTEINA (a) Es:udios recientes indican que la lipoproteína (a) [Lp(a)] e ser un factor de riesgo para enfermedades de la arteria naria. 9 En estudios efectuados en Honolulu se llegó a la -lusión de que una elevación (>30 mg/100 mi) de Lp(a) ~e tener correlación positiva con los infartos al miocary probablemente sea más importante que los factores que tilizan comúnmente para valorar el riesgo. Aunque los 'bidores de HMG-CoA (inhibidores de la producción en- ena de colesterol que se administran para reducir el co.:serol) hacen descender el colesterol total y el colesterol t..:>L, aparentemente aumentan la Lp(a). Este incremento de :"t a) indica que quizá sea necesario vigilar con cuidado a pacientes que consumen estos fármacos. 10 Aunque la Lp(a) migra al área pre-beta en la electroforesu tamaño es intermedio entre VLDL y LDL, pero su · idad se encuentra en el rango de la HDL. Como la Lp(a)

se cataboliza por un mecanismo en el que participan los receptores de fosos cubiertos de LDL, no es extraño que se observe en forma simultánea elevación de Lp(a) y de LDL, ya que ambas compiten por los mismos sitios de enlace.

TRIGLICERIDOS Los métodos antiguos para determinación de triglicéridos eran prolongados y tediosos e incluían extracciones con disolventes orgánicos. Resulta innecesario añadir que estos análisis eran demasiado laboriosos, algo riesgosos y no se adaptaron con facilidad a métodos automatizados. Al igual que las pruebas para colesterol, gracias al advenimiento de los métodos enzimáticos, aunque los reactivos cuestan más, se logra un ahorro en términos de tiempo laboral y seguridad. En la actualidad la mayoría de los métodos siguen dos pasos analíticos:

/

l. Descomposición del triglicérido por lipasa (LPS): Triglicérido ~ glicerol + ácidos grasos libres 2. Fosforilación de glicerol catalizada por glicerol cinasa (GK):

Glicerol+ ATP ~ glicerol-3-fosfato + ADP

178 •

QUIMICA CLINICA

El paso final de los métodos analíticos es variable; en uno de los procesos más utilizados 11 se lleva a cabo la reducción de NAD+ catalizada por glucosa-6-fosfato deshidrogenasa (G6-PD): Glicerol-3-fosfato + NAD+ G-6-PD fosfato de dihidroxiacetona (DHAP) + NADH + H+ En estos métodos se utiliza un reactivo (por lo general hidrazina), que forma un complejo con DHAP y desplaza el equilibrio fuertemente hacia la derecha haciendo que la reacción termine. A continuación se procede a determinar la absorbancia del NADH a 340 nanómetros. Otros métodos generan peróxido de hidrógeno a partir de glicerol-3-fosfato utilizando la oxidasa de L-glicerofosfato (LGPO): .

LGPO

Ghcerol-3-fosfato-H20 2 + DHAP A continuación se efectúa una reacción con peroxidasa (P), por ejemplo: H 20 2 +tinte leuco~tinte reducido+ H20 En este caso se determina la absorbancia a 540 nm. Las sustancias endógenas que interfieren, como ácido úrico y bilirrubina, provocan resultados falsos bajos porque reaccionan con el peróxido de hidrógeno. Los rangos de referencia7 para adultos (se observan ligeras variaciones según la edad) son < 250 mg/100 ml (<2.83 mmol/L) Aceptable 250-500 mg/100 ml (2.83-5.65 mmol/L) Alto limitante >500 mg/100 ml (>5.65 mmol/L) Alto

la lipoproteinlipasa. Los diversos grados de enturbiamiento (que se denomina lipemia o lactescencia) suelen relacionarse con elevación de los niveles de triglicéridos. En estos casos es conveniente diluir la muestra para que los niveles de triglicéridos queden dentro del rango lineal del método analítico. En consecuencia, el aspecto proporciona datos observables que ayudan a la correlación y validación de los resultados de laboratorio. En el cuadro 10-4 se indican interpretaciones comunes de la apariencia del suero.2

APOPROTEINAS Las apoproteínas desempeñan una función crítica en el metabolismo de lípidos y su asociación con lipoproteínas específicas sugiere que la cuantificación de apoproteínas proporcionará datos útiles para valorar el perfil de lípidos del paciente. En general, la cuantificación se efectúa con nefelometría de velocidad para medir la dispersión luminosa debido a complejos grandes antígeno-anticuerpo. Estos métodos permiten cuantificar gran variedad de proteínas con especificidad, ya que cada proteína produce un anticaerpo determinado. Los métodos que se empleaban antiguamente para analizar apoproteínas no eran muy específicos. Mediante cambios de configuración de las apoproteínas aisladas se producen anticuerpos que no tienen la misma especificidad cuando las apoproteínas están asociadas con lípidos. Además, como se mencionó, una apoproteína puede estar asociada con dos o tres tipos de lipoprotefnas.

----~--APLICACIONES CLINICAS

APARIENCIA DEL SUERO La observación de la apariencia de la muestra del suero después de que reposa sin perturbaciones en el refrigerador de 6 a 12 horas es de gran ayuda para clasificar y dar tratamiento a los pacientes hiperlipidémicos. Sin embargo, la apariencia revela poco acerca de los niveles de colesterol HDL y LDL. La prueba es económica y sencilla de realizar, pero es necesario almacenar las muestras en tubos transparentes y que la etiqueta no obstruya el corte transversal a través del tubo, especialmente el menisco de la muestra. Si se forma una capa cremosa en la superficie del suero es que contiene quilomicrones e indica que la muestra no se tomó en ayunas o que hay un defecto grave en la producción o funcionamiento de

HIPERLIPOPROTEINEMIAS Cerca de 500 000 muertes al año son atribuibles a afecciones coronarias en Estados Unidos. Seis millones de personas más sufren de síntomas de afecciones coronarias en este país. 12 Los síntomas y las defunciones se producen cuando el exceso de lípidos no se elimina o utiliza, se deposita en tejidos y paredes arteriales, y obstruye el flujo de sangre a órganos vitales. Pueden producirse depósitos prácticamente en cualquier órgano pero son más importantes cuando se acumjJlan en el hígado y el riñón, e impiden su funcionamiente:'Í'ambién se producen en la piel y reciben el nombre de xantomas.

Cuadro 10-4. Interpretaciones comunes de la apariencia del suero Apariencia

Interpretación

Claro Claro con tinte anaranjado-amarillento Turbio (no se pueden leer letras impresas a través de la muestra)

Triglicéridos normales o casi normales (<200 mg/100 mi) Colesterol (si está elevado) debido al aumento de LDL. El LDL transporta carotenoides Triglicéridos moderadamente elevados (aproximadamente 300 a 500 mg/1 00 mi)

Opaco y lechoso

Triglicéridos que exceden 600 mg/1 00 mi

LIPIDOS 10 • 179

La restricción del flujo sanguíneo vital promueve la forma:ión de coágulos que obstruyen la circulación, lo cual da lugar a infarto al miocardio. Si la obs_trucción ocurre en una arteria que aporta sangre al cerebro se produce un ataque o accidente cerebrovascular. El perfil de lípidos que el laboratorio proporciona representa sólo un aspecto de la evaluación de factores de riesgo ~e se relacionan con enfermedades cardiovasculares. Di:hos factores se clasifican como no modificables y modifica-les. Los no modificables incluyen género, edad y antecedentes familiares de afecciones coronarias. Los factores de :iesgo susceptibles de modificación son hipertensión, taba~smo, obesidad, inactividad física y dieta. Las observaciones del estudio de Framingham se han :ransformado en guías para el uso y la valoración del riesgo .le afecciones coronarias. En términos de factores que se dez:n:ninan en el laboratorio, el aumento de riesgo de afeccioxs coronarias se asocia con bajos niveles de colesterol HDL _ elevación de los niveles de colesterol LDL. El Expert Pa..:17 publicó guías para la valoración de afecciones corona~ en el laboratorio (cuadro 10-5). La clasificación de Frederickson-Levy 13 de las hiperli· poproteinemias (HLP) se basa en observaciones de laboraDio o expresión fenotípica. Este tipo de clasificación no se IIISa en mecanismos fisiopatológicos o genéticos. El patrón -.lividual de lipoproteínas se modifica con el transcurso del :zmpo. A.demás, varía cuando se inician ciertas enfermeda.acs, hay aumento o pérdida de peso y en ciertas intervencioar:s con fármacos. Las hiperlipoproteinemias se clasifican =:mo primarias o secundarias. En la hiperlipoproteinemia Jrimaria o familiar no se observa ninguna enfermedad sub-xente. En la hiperlipoproteinemia secundaria el patrón .ormal es provocado por alguna afección subyacente. La ificación de las afecciones de lípidos varió en los últimos - . pero el método más útil para interpretación de datos de ratorio es la clasificación de las afecciones hereditarias metabolismo del colesterol. En la siguiente descripción se indica la clasificación de ~tderickson-Levy así como la terminología que se emplea referirse al tipo de afección hereditaria o del metabol5rno del colesterol. Brtaclón de qullomlcrones (qullomlcronemla bnlllar o Frederlckson tipo 1)

quilomicrones se forman en la pared intestinal tras la ingesde alimentos y normalmente la actividad del LPL los depudel plasma con bastante rapidez. Los individuos que tienen LPL insuficiente o ineficaz (afección primaria) acumulan canti-

darles anormales de quilomicrones. Debido a que se requiere Apo en como cofactor de la LPL, cuando la Apo en es ineficaz o insuficiente se observa el mismo efecto, aunque estas deficiencias son poco comunes. La afección primaria se hereda como rasgo recesivo autosómico y en general se detecta en las primeras etapas de la vida del paciente. Es probable que se descubran afecciones secundarias que afecten el funcionamiento o producción de LPL en pacientes de más edad. La acumulación de quilomicrones provoca niveles de triglicéridos extremadamente altos. En caso de que éstos excedan 2 000 mg/100 ml, es probable que se formen xantomas en diversas regiones del organismo; inclusive los lfpidos • llegan a acumularse en la retina. Además, los pacientes experimentan pancreatitis de leve a grave (que en ocasiones es fatal) y también hepatomegalia, esplenomegalia o ambas. Los síntomas sólo desaparecen cuando se controlan los valores de los triglicéridos. Las manifestaciones clínicas difieren de la deficiencia de Apo en. La mayoría de estos pacientes tiene 10 años o más y no presenta xantomas eruptivos o hepatosplenomegalia. Sin embargo, los individuos experimentan episodios recurrentes de dolor abdominal oagudo y ·pancreatitis tras la ingestión de alimentos que contengan grasas. Los resultados de laboratorio para un paciente con quilomicronemia indican la formación característica de una capa cremosa en la superficie de una muestra tomada en ayunas. Los niveles de triglicérido están notablemente elevados y por tanto con frecuencia se requiere de dilución para obtener los resultados. A pesar de la pancreatitis, el nivel de amilasa sérica puede ser normal falso en la etapa inicial. La repetición de la prueba de amilasa con suero diluido con solución salina normal, restaura la actividad elevada que se espera. Al efectuar la electroforesis de lipoproteínas se observan quilomicrones presentes y VLDL normal o un poco incrementado y reducción de HDL. Los niveles de colesterol en suero suelen estar ligeramente elevados. · Incremento de LDL (hlpercolesterolemla primaria o Frederlckson tipo 11)

Hay tres tipos de hipercolesterolemia primaria: 1) hipercolesterolemia poligénica, que se conoce también como hipercolesterolemia primaria grave, 2) hipercolesterolemia familiar y 3) hiperlipidemia familiar combinada. Por una reducción en el consumo celular de LDL, sus tres formas se acumulan en el suero. En la forma poligénica no existe defecto monogénico identificable. Se cree que la afección se debe a una comb~ ción de factores ambientales. En general, estos pacientéS tienen niveles totales de colesterol superiores a 300 mg/100 mi

Cuadro 10-5. Guías para la valoración de las afecciones coronarlas en el laboratorio Prueba

Deseable

Limitante

Indeseable

Cciesterol total Cdesterol HDL Colesterol LDL - '1Qiicéridos

<200 mg/1 00 mi <::55 mg/1 00 mi <130 mg/100 mi <250 mg/1 00 mi

200-249 mg/1 00 mi 35-54 mg/1 00 mi 130-159 mg/100 mi 250-500 mg/1 00 mi

;::: 250 mg/1 00 mi < 35 mg/1 00 mi ;::: 160 mg/100 mi > 500 mg/1 00 mi

180 • QUIMICA CLINICA

con elevación de LDL. En algunos casos se observan xantomas tendinosos y mayor riesgo de afecciones coronarias. Como la hipercolesterolemia familiar se hereda a través de genes autosómicos dominantes, son posibles los estados heterocigoto y homocigoto. El defecto genético provoca inactividad o ausencia de receptores. Los receptores inactivos no son transportados a la membrana celular o son incapaces de trasladarse a lo largo de la membrana celular hasta los fosos recubiertos. En cualquier caso, la capacidad de la membrana para unirse con el LDL se ve impedida. Los pacientes suelen presentar aterosclerosis prematura que con frecuencia les produce enfermedades graves o la muerte a edad temprana. Los homocigotos suelen presentar problemas a edad muy temprana y los xantomas tendinosos y las pruebas electrocardiográficas indican problemas de la arteria coronaria. En particular los individuos que carecen en su totalidad de actividad receptora LDL tienen mayor propensión a muerte por coronaria que los que tienen una actividad receptora media (de 2 a 25% ). 14 Los heterocigotos se diagnostican con base en el aumento de niveles de LDL junto con irregularidades nodulares en el tendón de Aquiles (debido a los xantomas tendinosos) y en los tendones extensores, en especial del dedo medio y del anular. Las afecciones tipo Ilb ocurren con mayor frecuencia en personas mayores y a medida que la persona está más obesa. A menudo su inicio se produce después de alguna afección de tipo hepático y aparentemente su naturaleza no es de tipo genético directo. Los pacientes con hiperlipidemia familiar combinada presentan mayor riesgo de afecciones coronarias prematuras. Se cree que esta hiperlipidemia se hereda por un mecanismo monogenético dominante y los pacientes presentan elevación de VLDL total y de colesterol LDL con aumento de triglicéridos. Estos pacientes presentan alguna variedad del tipo hiperlipidémico Frederickson Ila, Ilb o IV.

Incremento de IDL (dlsbetallpoprotelnemla familiar o Frederlckson tipo 111)

Los pacientes con disbetalipoproteinemia familiar aparentemente carecen de las formas correctas de Apo E (EIII, EIV o ambas) para la identificación de receptores hepáticos de remanentes de quilomicrones y degradación de IDL. Estos pacientes acumulan remanentes de quilomicrones e IDL ya que el organismo sigue produciendo una síntesis normal de quilomicrones y VLDL. En general la afección se reconoce en pacientes de más de 20 años; suelen tener relativamente pocos síntomas, con excepción de formación de xantomas, pero los efectos que favorecen afecciones coronarias son reversibles con un tratamiento adecuado. Los resultados de la electroforesis de lipoproteínas son muy útiles para el diagnóstico diferencial de esta afección, ya que la presencia de IDL, que normalmente se encuentra ausente, hace que aparezca una banda beta ancha. Además se observan niveles bajos de LDL, a pesar de que suele detectarse elevación de los niveles de colesterol y triglicéridos. El análisis de la fracción de VLDL por centrifugación en proporciones de VLDL/triglicéridos plasmáticos totales que exceden 0.25, indica una afección tipo III (en oposición a las tipo

Ilb y IV).2 Cuando se efectúa la prueba de isoformación de Apo E, se observan los fenotipos EIV/EII, EIIIIEII o EIIIEII. Incremento de VLDL (hlpertrlgllcerldemla familiar o Frederlckson tipo IV)

Esta afección se hereda como rasgo dominante autosómico o como parte del síndrome de hiperlipidemia familiar combinada. Se reconocen causas primarias y secundarias de las hipertrigliceridemias con incremento de VLDL, lo que con frecuencia dificulta diferenciar entre ambas. El defecto en la afección primaria parece ser un aumento en la producción de VLDL, una reducción de la depuración de VLDL o una combinación de ambos. En general no se observan síntomas clínicos característicos en la niñez, sino que aparecen en etapas posteriores. Se ha discutido la importancia de las afecciones coronarias prematuras como parte de esta afección, pero la evidencia general indica que la elevación de VLDL no es un factor de riesgo independiente. La forma secundaria de la afección se relaciona con otros estad::>s de enfermedad, como alcoholismo, obesidad y síndrome nefrótito, para nombrar algunos. Los resultados de laboratorio indican elevación de los niveles de triglicéridos y VLDL, con colesterol normal o ligeramente incrementado. El aumento de los niveles de VLDL da lugar a una banda pre-beta ancha junto con la ausencia de la banda de quilomicrones en una muestra en ayunas, en el patrón de electroforesis de lipoproteínas. Incremento de VLDL con aumento de qullomlcrones (hlperllpidemia familiar combinada o Frederickson tipo V)

Esta afección provoca niveles de triglicéridos notablemente altos, ya sea por la incapacidad de eliminar las lipoproteínas ricas en triglicéridos, por el exceso de producción de estas partículas o una combinación de ambos mecanismos. Aunque esta afección es menos frecuente que la tipo IV, los estados de enfermedad similares se asocian con la forma secundaria de ambas afecciones. La afección tipo V ~e conoce como forma familiar, aunque aún se desconoce su mecanismo genético. En estos pacientes se detecta una forma poco frecuente de (Eu) con aumento de Apo CIII. La elevación de quilomicrones y VLDL da como resultado una capa superior cremosa al dejar reposar el suero y un subnadante turbio. En el patrón de electroforesis de lipoproteínas se observan bandas anchas de quilomicrones y prebeta. Los niveles de colesterol LDL y HDL s~de normales a bajos. Los niveles de colesterol en suero yj de triglicéridos aumentan. En general, los pacientes presentan síntomas de los 20 a los 50 años. Suelen ser xantomas eruptivos y episodios de dolor abdominal con o sin pancreatitis. No se han detectado afecciones coronarias prematuras en estos pacientes. Incremento de HDL

Como es de esperarse, los pacientes con hiperalfalipoproteinemia familiar presentan menor riesgo de afecciones coronarias. La elevación de los niveles de colesterol HDL produce

UPIDOS 10 •

un leve aumento del colesterol total, pero con efeétos protectores en vez de dañinos. En estos pacientes se observa mayor x tividad de LPL y por tanto de depuración de VLDL y quilomicrones, debido a un rasgo dominante de tipo autosómico. Hlperllpoprotelnemlas secundarlas

Los niveles elevados de lípidos en ocasiones se asocian con \Jtras afecciones primarias y por tanto se denominan hiperli;x>proteinemias secundarias (cuadro 10-6). En estos casos la ruperlipoproteinemia se corrige al tratar con éxito la afección ;rimaria. Las hiperlipoproteinemias secundarias de tipo más :'recuente se deben a afecciones físicas o bioquímicas de la :apacidad del hígado para funcionar en el metabolismo de lí. ·dos o a interferencias con el metabolismo de lípidos a ni· el celular (periférico).

POLIPOPROTEINEMIAS :lespués de toda la atención que se dedicó a las hiperlipopro'rinemias, es probable que se tenga la impresión de que es más veniente que haya menos lípidos en suero. Esto es cierto ca parte, pero cuando los niveles descienden demasiado, es ble que exista algún otro problema de lípidos. Los nide lípidos sumamente bajos indican anormalidades del _....abolismo de lípidos con implicaciones similares, e inclu- peores, que las hiperlipidemias.

afección se hereda como rasgo autosómico dominante. ntemente el defecto es una incapacidad de sintetizar Apo 00 y Apo B-48. Cuando los niveles de colesterol LDL y ' son bajos y los de triglicéridos son de normales a bajos, ¡>acientes suelen tener una expectativa de vida mayor.

ido a una lesión en la síntesis, en la secreción de lipoproque contienen Apo B o a ambos factores, estos paciencarecen totalmente de LDL. Esto da como resultado un aado de suma gravedad en el cual los problemas de malab:ión de grasa (incluyendo las vitaminas liposolubles A, E y D) provocan falta de desarrollo en la lactancia y retramental y físico. Las células de la mucosa que recubren el . no acumulan vacuolas de gran tamaño llenas de lípidos :a.mbién se observa esteatorrea. Los heterocigotos tienen ·encia normal pero también presentan niveles bajos de U>l.. (aunque no ausencia de los mismos). No tienen quilomis, VLDL o LDL detectables. Por tanto, los niveles séricos triglicéridos, colesterol y fosfolípidos son sumamente baLas manifestaciones neuromusculares incluyen debilidad, &nia e hiporreflexia. Puede producirse ceguera como resulde cambios degenerativos en la retina. Los frotis de sanF muestran que 50 a 70% de los eritrocitos tienen proyec.xmes en forma de espinas (acantocitos). No se producen ;¡roblemas hemorrágicos declarados, pero el tiempo de pro-

181

Cuadro 10·6. Hlperllpoprotelnemlas secundarlas Con relación hepatobiliar

Con relación periférica

Hepatitis biliar aguda Obstrucción biliar Cirrosis Pancreatitis aguda

Infarto al miocardio Falla renal Gota Anemia perniciosa Diabetes sacarina

trombina suele prolongarse debido a malabsorción de la vitamina K. Reducción de HDL (hlpoalfallpoprotelnemla)

Esta afección se hereda como rasgo autosómico dominante. Aún no se identifica con claridad el defecto subyacente y hay indicaciones de aumento del riesgo de afecciones coronarias cuando se presenta esta afección. Ausencia de HDL (enfermedad de Tangler)

La enfermedad de Tangier es una afección relativamente benigna, ya que aunque provoca acumulación de ésteres de colesterol en el sistema reticuloendotelial, no afecta el funcionamiento de los órganos principales. Los resultados de laboratorio en general confirman cantidades no detectables de HDL, Al o AII baja o ausente y ausencia de la banda alfa cuando se realiza la electroforesis de lipoproteínas. El paciente también presenta niveles bajos de LDL y de colesterol total, y quizás una leve hipertrigliceridemia. Clínicamente la acumulación de los ésteres de colesterol se manifiesta por anginas y adenoides de gran tamaño y de color naranja-amarillento (la mucosa de la faringe y el recto también presentan coloración anaranjada), debilidad muscular y atrofia, y neuropatías periféricas recurrentes con depresión de los reflejos tendinosos. Aparentemente el principal problema que provoca la enfermedad de Tangier es un aumento en la susceptibilidad a la ateroesclerosis.

---~--------ANORMALIDADES LISOSOMICAS DE LIPIDOS / El metabolismo de los lfpidos se complica aún más por afecciones que perturban el catabolismo de los mismos. Estas son afecciones lisosómicas en las cuales la persona carece de enzimas catabólicas críticas o éstas son ineficaces. Los lisosomas son "bolsas de enzimas" intracelulares que hidrolizan diversos constituyentes bioquímicos del metabolismo. Las vías catabólicas lisosómicas con frecuencia constan de una serie de pasos de reacción, cada uno de ellos catalizado por determinadas enzimas. Los problemas fisiológicos asociados

182 • QUIMICA CUNICA

con deficiencias específicas de enzimas para el catabolismo de lípidos se deben principalmente a la acumulación de sustratos en el punto de deficiencia. Con frecuencia se utiliza el término afecciones del almacenamiento de lípidos para describir el tipo general de anormalidad. Sin embargo, el defecto primario en estas afecciones produce acumulación anormal de sustratos. Aunque las anormalidades lisosómicas de lípidos comparten muchos rasgos en común, el sustrato específico que se acumula depende de la enzima de la que se carece o que es ineficiente. Una de las anormalidades que se manifiestan en la niñez temprana es deterioro psicomotor con retraso en el desarrollo cuando se inicia en etapas tempranas. Además, la acumulación de sustratos lípidos en las células reticuloendoteliales del hígado y el bazo provoca hepatosplenomegalia y carga de lípidos en las células de la médula ósea. El sustrato también suele acumularse en el sistema nervioso central, lo que origina problemas neurológicos que se relacionan con el tipo de afección. La mayoría de estas afecciones se heredan como rasgos autosómicos recesivos. En el cuadro 10-7 se indican sus efectos principales.

ENFERMEDAD DE GAUCHER La enfermedad más común de almacenamiento de lípidos es el mal de Gaucher. Se debe a una deficiencia de glucocerebrosidasa beta, que resulta en acumulación de glucocerebrosidasa. Se identifican dos tipos: crónica, no neuropática (tipo 1), y aguda neuropática (tipo 11). El tipo 1 es más frecuente, se produce principalmente en adultos y da como resultado anemia normocítica o hipocrómica con trombocitopenia, leucopenia, dolor en los huesos (con erosión de la corteza de los huesos largos) hepatosplenomegalia y pigmentación de la piel. El diagnóstico de laboratorio incluye la presencia de células de Gaucher (histiocitos cargados de lípidos) en la médula ósea y elevación de la fosfatasa ácida sérica (ACP). Como en el tipo 1 no se producen afecciones cerebrales (no es neuropático), el pronóstico es mejor que en los casos neuropáticos, en los que ocurre un deterioro rápido del sistema nervioso central. Es probable que los pacientes con mal de Gaucher tipo 11 mueran durante el primer año de vida.

ENFERMEDAD DE NIEMANN-PICK (LIPIDOSIS DE ESFINGOMIELINA) En la enfermedad de Niemann-Pick, la deficiencia de esfingomielinasa provoca acumulación de esfingomielina. Se distinguen cuatro tipos (A, B, C y D). Los tipos A, C y D producen afecciones neuropáticas más agudas que ocasionan deterioro fatal de tipo psicomotor e intelectual. Estas afecciones se inician en diversas etapas. El tipo A en general afecta a lactantes recién nacidos y el tipo C se inicia en etapas posteriores. El tipo D es la variante de Nueva Escocia, similar al tipo C. El tipo B suele ser más crónico, con afecciones no neuropáticas. Además, las características de esplenomegalia, hepatomegalia y células de Niemann-Pick (histiocitos sobrecargados y de apariencia espumosa en los frotis de médula ósea) son rasgos comunes. En contraste coq el mal de Gaucher, la anemia y la trombocitopenia son poco frecuentes y el nivel de ACP sérico es normal.

ENFERMEDAD DE KRABBE (LIPIDOSIS ~ DE GALACTOCEREBROSIDO O LEUCODISTROFIA DE CELULAS GLOBOIDES) La acumulación de galactocerebrósidos resultantes de la deficiencia de galactocerebrósido-beta-galactosidasa constituye la causa de la enfermedad de Krabbe. Esta enfermedad afecta principalmente el sistema nervioso central y provoca deterioro mental y motor graves. Con frecuencia produce ceguera y sordera. Las observaciones de laboratorio suelen indicar elevación de proteínas en el líquido cefalorraquídeo y presencia de células globoides (histiocitos de gran tamaño y multinucleados). Se han descrito diversos tipos y la edad en que se inicia es variable, lo mismo que la gravedad de los síntomas. En general esta afección es mortal en un lapso de 6 a 12 meses a partir del momento en que se inicia.

LEUCODISTROFIA METACROMATICA Esta enfermedad se debe a una deficiencia de arilsulfatasa A, que provoca acumulación de 3-sulfato-galactosilcerebrósido (ésteres del ácido sulfúrico de los cerebrósidos). Clínicamente se caracteriza por parálisis progresiva y deterioro mental.

Cuadro 10-7. Afecciones llsosómicas Afección

Deficiencia enzimática

Enfermedad de Gaucher Enfermedad de Niemann-Pick Enfermedad de Krabbe Leucodistrofia metacromática Enfermedad de Fabry Enfermedad de Tay-Sachs Gangiiosidosis GM1

Glucocerebrosidasa beta Esfingomielinasa Galactocerebrósido-beta-galactosidasa Arisulfatasa A Galactosidasa-alfa-A Hexoaminidasa A GM, galactosidasa beta

Fucosidosis

Fucosidasa alfa

Sustancias que se acumulan Glucocerebrósido Esfingomielina Galactocerebrósido 3-sulfato-galactosil-cerebrósido Trihexósldo de ceramida Gangliósido GM2 Gangliósidos GM1, oligosacáridos que contienen galacto~ Esfingolípidos que contienen fucosa y fragmentos de glucoproteínas

184 •

QUIMICA CLINICA

Referencias l. Bhagavan NV: Biochemistry. 2nd ed. Philadelphia, JB Lippincott, 1978. 2. Tietz NW, ed: Textbook of Clinicai Chemistty. Philadelphia, WB Saunders, 1986. 3. Henry RJ: Clinicai Chemistty, Principies and Technics. New York, Harper & Row , 1964. 4. Bishop ML, Duben-Von Laufen J, Fody EP: Clin-

icai Chemistry Principies, Procedures, Correiations . Philadelphia, JB Lippincott, 1985. 5. Kaplan LA, Pesce AJ: Clinicai Chemistty: Theory, Analysis, Correlation . St. Louis, CV Mosby, 1984. 6. Flegg HM: An investigation of the determination of serum cholesterol by an enzymatic method. Ann Clin Biochem 10: 79, 1973. 7. Report of the N ational Cholesterol Education Program Expert Panel on Detection, Evaluation and Treatment of High Blood Cholesterol in Adults. Arch Intern Med 148: 36-69, 1988.

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l

UPJDOS lO • 185

APLICACION DE CONCEPTOS 10-1 Paciente A

Paciente C

t:n ejecutivo de cuenta de inversiones de sexo masculino de .:3 años de edad dice sentirse en condición excelente. Juega ;.enis con los amigos y los clientes todos los domingos y dice ~ gana la mayoría de las veces. Tiene de 7 a 9.5 kg de sobre~o con respecto al peso ideal según su estatura y en ocasiones :=::ma sin parar. Los resultados de su perfil de lípidos son Colesterol: 230 mg/100 ml Colesterol HDL: 25 mg/1 00 ml Triglicéridos: 150 mg/100 ml

Es profesora de una escuela primaria, de 50 años y dice que su régimen de ejercicios son "clases de ejercicio aeróbico dos veces a la semana". Aparentemente tiene un exceso de peso de 4.5 kg con respecto al ideal y sigue en forma constante dietas novedosas para el control del peso. Su padre murió a los 47 años de infarto masivo al miocardio. Los resultados de su perfil de lípidos son Colesterol: 255 mg/100 ml Colesterol HDL: 53 mg/100 ml Triglicéridos: 210 mg/100 ml

llaclente B ~ dueña

de un restaurante de 44 años que en general trabaja de - J a 12 horas diarias. No fuma, no sigue ningún régimen apa~te de ejercicio, disfruta la comida china y ve la televisión ta altas horas de la noche y por la mañana. Sus padres tienen D bos exceso de peso y están recibiendo tratamiento para hi3:rtensión. Los resultados de su perfil de lípidos son

.

l. Identifique para cada paciente los factores que aumentan el riesgo de afecciones cardiacas.

2. ¿Cuáles son las consideraciones importantes al recolectar muestras de suero para estudios de lípidos? 3. ¿Cuál de las determinaciones rutinarias de lfpidos se ve más afectada si la muestra de suero no se obtiene en ayunas?

Colesterol: 175 mg/100 ml Colesterol HDL: 25 mg/100 ml Triglicéridos: 135 mg/100 ml

APLICACION DE CONCEPTOS 10-2 :.-- hombre de 36 años ingresa al hospital debido a angina.

E examen físico revela temperatura de 36.1 °C; su pulso es 135 e irregular. La presión arterial es 130/90 mm Hg. Preta xantomas en los codos. Observaciones de laboratorio Recuento de leucocitos Recuento de eritrocitos Hct Hgb Diferencial

Rango de referencia

12 OOO/mm 3

(5 000-10 000)

5.00 millones/mm3

(4.2-5.9)

45% 15.0 g/100 mi

(45-52) (13-18)

75% Neutrófilos segmentados 2% En banda 18% Linfocitos 5% Monocitos 180 OOO/mm 3

(150 000-300 000)

Análisis de orina pH Glucosa Cetonas Sangre oculta Bilirrubina Urobilinógeno Proteínas Nitritos Leucocitos

5 Trazas Negativo Negativo Negativo Normal Trazas Negativo Negativo

Microscópico: Recuento de leucocitos 3 a 5 por campo Recuento de eritrocitos: ninguno

186 • QUIMICA CLINICA

Química sanguínea Na K Cl

co2 BUN Glucosa Proteínas totales Albúmina Acido úrico Bilirrubina Creatinina Calcio Fósforo ALP AST LO CK

Rango de -referencia 140 mmol/L 3.8 mmol/L 100 mmol/L 24 mmol/L 21 mg/100 m1 110 mg/100 mi 8.0 g/100 m1 4.0 g/100 m1 6.9 mg/100 m1 0.9 mg/100 m1 l. Omg/100 m1 9.5 mg/100 m1 3.2 mg/100 m1 70UIL 35 UIL 220 UIL 125 UIL

(136-146) (3.5-5.1) (98-106) (22-29) (5-20) (70-105) (6.2-8.2) (3.5-5.5) (3.0-7.0) (0.2-2.0) (0.5-1.1) (8.8-10.8) (2.7-4.5) (30-95) (5-30) (80-280) (15-130)

l. Identifique las observaciones anormales en la biometría hemática. 2. Identifique las observaciones anormales en el análisis de orina.

c. Aumento de colesterol d. Reducción de colesterol e. Aumento de LDL f. Reducción de LDL 9. Enfermedad aguda reciente, intervención quirúrgica o traumatismo a. Aumento de triglicéridos b. Reducción de triglicéridos c. Aumento de colesterol d. Reducción de colesterol e. Aumento de LDL f. Reducción de LDL

10. Enfermedades crónicas y debilitantes a. Aumento de LDL b. Reducción de LDL c. Aumento de HDL d. Reducción de HDL

Tras cuatro días de hospitalización se dio de alta a la paciente. Los resultados de las pruebas enzimáticas realizadas diariamente fueron los siguientes:

3. Identifique los resultados anormales en la química sanguínea. Tras ayuno de 12 horas se obtiene una muestra de sangre de la paciente para estudios de lípidos. A continuación se dan los resultados de las pruebas: Colesterol: 400 mg/1 00 ml Triglicéridos: 150 mg/100 ml HDL: 19 mg/100 ml

4. Identifique los resultados anormales. 5. El suero de la muestra se observa después de dejarla reposar a 4°C toda la noche. ¿Qué apariencia tendrá? a. Suero turbio b. Suero claro c. Suero claro con una capa cremosa

...

Ingreso AST LO CK

35 220 125

Día 1

Día2

Día3

30 215 126

32 222 129

29 218 124

11. ¿Tienen algún valor los resultados de estas determinaciones enzimáticas para la paciente? Cinco semanas después de que estuvo hospitalizada, se le tomó una muestra de sangre tras ayuno de 12 horas. Se obtuvieron los siguientes resultados Colesterol: 405 mg/100 mi Triglicéridos: 140 mg/100 ml HDL: 22 mg/1 00 mi

6. Calcule el LDL de esta paciente.

12. ¿Por qué es importante repetir el análisis de lípidos?

7. Diga si el valor del LDL calculado es bajo, normal o elevado.

Los tipos de hiperlipidemia se clasifican convenientemente según la especie de lípidos que está elevada. Este sistema de clasificación ha sustituido al sistema fenotípico que se basaba en la movilización electroforética.

El muestreo para estudio de lípidos es muy importante. Diga qué efecto pueden tener los siguientes valores en los factores. Elija todos los incisos correctos.

8. Pérdida de peso a. Aumento de triglicéridos b. Reducción de triglicéridos

13. La elevación de triglicéridos sin aumento de colesterol puede deberse a aumento de: a. Quilomicrones b.LDL

UPIDOS lO •

c. VLDL d.HDL

14. Según la clasificación fenotípica, describa los siguientes tipos de hipertrigliceridernia. Quilomicronemia Elevación de VLDL

15. La hiperquilornicronernia (tipo 1) en la niñez se relaciona con a. Deficiencia de apolipoproteínas Cll b. Aumento de lipoproteinlipasa c. Deficiencia de lipoproteinlipasa d. Deficiencia de apolipoproteína Al

16. La hipertrigliceridemia grave asociada con elevaciones de los niveles de quilomicrones y VLDL (tipo V) se presenta con mayor frecuencia en adultos obesos que tienen incremento del nivel del ácido úrico y son diabéticos. ¿Qué anormalidad de apolipoproteína se observa en estos pacientes? a. Reducción de cm b. Aumento de Cm c. Aumento de All d. Reducción de All e. Presencia de E4

17. La hipercolesterolernia en ausencia de elevación de triglicéridos puede deberse a un incremento de a. Quilornicrones b. LDL c. VLDL d.HDL Clasifique los siguientes tipos de hipercolesterolemias con el sistema de fenotipos Elevación de LDL Elevación de HDL

187

La presencia de hiperlipidemia combinada o la de hipercolesterolernia con hipertrigliceridemia puede deberse a la elevación de LDL y VLDL, a un aumento notable de VLDL o a la acumulación de remanentes. 19. Clasifique los siguientes tipos de hiperlipidemias combinadas según el sistema de fenotipos.

Elevación de LDL y VLDL VLDL sumamente alto Elevación de remanentes La hiperlipidemia de remanentes se conoce también como disbetalipoproteinemia familiar y afecta la retención de tipoproteínas de densidad intermedia. Las partículas remanentes provocan xantomas palmares y aceleración de la aterosclerosis, con más frecuencia en arterias periféricas. 20. Elija los defectos genéticos que se observan en caso de disbetalipoproteinemia familiar. • a. Anormalidad de la apoproteína Al b. Anormalidad de la apoproteína E c. Ausencia de enlace de los remanentes con los receptores d. Anormalidad de la apoproteína CII 21. Clasifique la hiperlipidemia de la paciente en este caso. La forma familiar clásica de hipercolesterolemia se transmite como rasgo dominante autosómico. El defecto específico en el homocigoto es la ausencia de receptores específicos para LDL. En el heterocigoto es una deficiencia de los receptores de LDL. Esto provoca retraso en el catabolismo y acumulación de LDL en la sangre. Los heterocigotos generalmente permanecen sin síntomas hasta los 20 o 30 años. Suelen tener concentración de colesterol en plasma superior a 330 mg/100 ml. Desarrollan xantomas en los tendones. La hipercolesterolemia está muy asociada con aterosclerosis acelerada Cerca de la mitad de los heterocigotos sufren infarto al miocardio antes de los 50 años. Los xantomas tendinosos en general se desarrollan en homocigotos en las primeras seis semanas de vida. Los niveles de LDL son seis veces superiores a lo normal. La expectativa de vida media es de aproximadamente 20 años.

APLICACION DE CONCEPTOS 10-3 -n hombre de 43 años ingresa al hospital por parálisis del .aio derecho. Cuando tenía 24 años se le diagnosticó esclerosis

· tiple por debilidad en las piernas, dificultad para caminar y ·ersas anormalidades del campo visual. Ese año se le efecon diversos estudios para determinar los niveles de proteíen líquido cefalorraquídeo, que fueron de 45 a 75 mg/100 ml _ en varias muestras se detectó aumento de garnmaglobulina.

A los 37 años el paciente tuvo infarto al miocardio. A partir de esta fecha mostró mejoría gradual de los problemas neurológicos. Su temperatura es 36.8°C, el pulso de 70 y la presión arterial 120/80. Dos tíos suyos con síntomas similares murieron en la década de los 40.

188 • QUIMICA CLJNICA

l. Identifique las observaciones anormales de la biometría

Análisis de laboratorio

hemática.

Biometría hemática completa

Recuento de leucocitos Recuento de eritrocitos Hct Hgb Diferencial

Plaquetas

Rango de referencia

7 500/mm3

(5 000--10 000)

2. Identifique las observaciones anormales en el análisis de orina.

4.6 millones

(4.2-5.9)

3. Identifique los resultados anormales en la química san-

41% 13.8 g/100 rn1

(45-52) (13-18)

65% Neutrófilos segmentados 25% Linfocitos 8% Monocitos 2% Eosinófilos 350000/mm3

guínea.

4. Corrija el nivel de calcio con base en el nivel de albúmina. Considere las siguientes afecciones de lípidos y responda a las preguntas que se indican.

A. Enfermedad de Tangier (150 000-300 000)

5. ¿Qué apolipoproteína se ve afectada en la enfermedad de Tangier?

6. ¿Qué bandas de la electroforesis resultan más afectadas? 7. ¿Qué análisis de laboratorio puede efectuarse para cuantificar esta banda?

Análisis de orina

pH Glucosa Cetonas Sangre oculta Bilirrubina Urobilinógeno Proteínas Nitritos Leucocitos

6 Negativo Negativo Negativo Negativo Negativo 3+ Negativo Negativo

Microscópico: Recuento de leucocitos 1 a 2 por campo Recuento de eritrocitos Oa 1 por campo Granular fino O a 2 por campo, a pequeño aumento

8. ¿Cómo se afectan los niveles de VLDL en la enfermedad de Tangier? 9. ¿Cómo se afectan los niveles de LDL? 10. ¿Qué ocurre con los niveles de apolipoproteína CIII? Las pacientes con enfermedad homocigótica tienen anginas de mayor tamaño, hepatosplenomegalia y linfadenopatía. Pueden sufrir afecciones coronarias y experimentar neuropatías periféricas transitorias leves.

11. ¿Qué lípidos se acumulan en los diversos órganos? B. Hipolipoproteinemia Química sanguínea

Na K Cl

co2 BUN Glucosa Proteínas totales Albúmina Acido úrico Bilirrubina Creatinina Calcio Fósforo ALP AST LD CK

Rango de referencia

137 mmol/L 3.9 mmol/L lOOmmol/L 26 mmol/L 40 mg/100 rn1 100 mg/100 rn1 5.8 g/100 rn1 3.0 g/100 rn1 8.0 mg/100 rn1 0.7 mg/100 rn1 1.9 mg/100 rn1 7.3 mg/100 rn1 5.6 mg/100·ml 90UIL 29UIL 157 UIL 100UIL

(136-146) (3.5-5.1) (98-106) (22-29) (5-20) (70-105) (6.2-8.2) (3.5-5.5) (2.6-7.0) (0.2-1 .0) (0.5-1.1) (8.8-10.8) (2.7-4.5) (30-95) (5-30) (80-280) (15-130)

12. ¿Cuál es el principal defecto de apolipoproteína primaria en la hipobetalipoproteinemia? 13. ¿Cuál será el nivel de triglicéridos en este caso? 14. ¿Cuál será el nivel de colesterol?

C. Abetalipoproteinemia Esta enfermedad se manifiesta en los primeros años de vida por diarrea y esteatorrea. Hay una malabsorción de grasas en el intestino.

15. ¿Será anormal la prueba de tolerancia a la xilosa? Algunas manifestaciones de la enfermedad incluyen debilidad neuromuscular, ataxia, temblores, hiporreflexia y afeeciones visuales.

~

LIPIOOS 10 •

16. ¿Cuál será el nivel de triglicéridos?

A. Colesterol: 56 mg/100 mi

17. ¿Cuál será el nivel de colesterol? 18. ¿Qué anormalidad hematológica se asocia con esta enfermedad?

C.

189

B. Colesterol: 56 mg/100 mi

LDL: 2 mg/100 mi HDL: 32 mg/100 mi Triglicéridos: 5 mg/100 mi Colesterol: 160 mg/1 00 mi D. LDL: 120 mg/100 mi HDL: 28 mg/100 mi Triglicéridos: 70 mg/100 mi

LDL: 70 mg/100 mi HDL: 32 mg/100 mi Triglicéridos: 6 mg/100 mi Colesterol: 100 mg/100 mi LDL: 65 mg/100 mi HDL: 2 mg/100 mi Triglicéridos: 350 mg/100 mi

D. Enfermedad de Fabry Esta es una enfermedad generalizada que se acompaña de afecciones vasculares que afectan corazón, riñones y cerebro. Una de sus manifestaciones leves son lesiones rojizas ;:aracterfsticas en la parte inferior del abdomen, el escroto y a zona superior de los muslos. 19. Describa la fisiopatología de esta enfermedad.

22. ¿Qué conjunto de datos de laboratorio indica' enfermedad de Tangier? 23. ¿Qué conjunto de datos de laboratorio indica hipobetalipoproteinemia? 24. ¿Qué conjunto de datos de laboratorio indica abetalipoproteinemia?

20. ¿Cómo se transmite la enfermedad de Fabry a los hijos? 21. ¿Los portadores muestran alguna manifestación de la enfermedad?

::...as manifestaciones en un paciente con esta enfermedad in;!:can afecciones en tallo cerebral o de la médula espinal y se zsemejan a la de los pacientes con esclerosis múltiple. Algunos ;resentan una lesión dermatológica típica que se denomina ¡:¡gioqueratoma. Otros muestran síntomas gastrointestinales :::lacionados con el depósito de trihexósido de ceramida en e intestino delgado y el grueso. Otros más sufren cambios s::nilares a los de la aterosclerosis. La mayoría de los pacienzs tiene enfermedad renal con proteinuria progresiva que :rovoca tarde o temprano fallo renal. Aunque el sistema reti~loendotelial está afectado, en general no presenta sínto-

25. ¿Qué conjunto de datos de laboratorio indica enferme• dad de Fabry? El paciente tuvo los siguientes resultados: Colesterol: 190 mg/100 mi LDL: 135 mg/100 mi HDL: 25 mg/100 mi Triglicéridos: 130 mg/100 rn1 26. Con base en los antecedentes del paciente y los datos de laboratorio, ¿cuál de las anormalidades de lípido mencionadas padece?

~-

A continuación se dan cuatro conjuntos de datos de la:o-atorio.

27. ¿Qué valores de laboratorio confirman la presencia de afecciones renales?

CAPITULO

11 Proteínas

Sonia E. Christensen

..

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

• Hacer una lista de las tres técnicas de inmunodifusión y describirlas.

• Definir los siguientes términos:

• Diferenciar entre los métodos de Manclnl y de Fahey para la lnmunodlfusión radial.

Proteínas Anfótero Anfollto Zwltterlon (Ion doble) Punto lsoeléctrlco Enlac e peptídlco

• Clasificar las proteínas según los siguientes sistemas: Estructura Forma Solubilidad Composición Movilidad electroforétlca Función Tamaño, densidad y masa

• Describir los procesos metabólicos que se llevan a cabo para la digestión de las proteínas. Incluir los siguientes términos en las descripciones: Pepsina Trlpslna Qulmotrlpslna Carboxlpeptldasa

• Indicar la d iferencia entre turbidimetría y nefelometría.

• Describir el objetivo y los pasos para efectuar la electroforesls. • Describir la electroendósmosis y su efecto en la electroforesis. • Describir las siguientes técnicas: Electroforesls c apilar lnmunoelectroforesls Enfoque lsoeléctrlco SDSPAGE Electroforesls bidimensional Cromatografía

• Describir la fisiopatología, el rango de referencia y la metodología que se emplea para cuantificar las proteínas que se describen en el capítulo. • Dados los niveles proteicos en suero, los patrones electroforéticos o ambos, correlacionar las observaciones con el estado de enfermedad. • Describir el significado de las proteínas en orina y en el líquido cefalorraquídeo.

PROTEINAS 11 •

CONTENIDO DEL CAPITULO PROPIEDADES FUNDAMENTALES CLASIFICACION Estructura Forma Solubilidad Composición Movilidad electroforética Función Tama"o, densidad y masa METABOLISMO PROCESOS ANALITICOS GENERALES Turbidimetría y nefelometría lnmunocllfusión Electroforesls Electroforesls capilar lnmunoelectroforesis Enfoque lsoeléctrico SOS PAGE Electroforesis bidimensional Cromatografía APLICACIONES CLINICAS Proteínas totales Flslopatología Metodología

Albúmina Flslopotología Metodología

Prealbúmina Proteína enlazante del retino! Alfa-1-anHtripsina Glucoproteína 6cida alfa-1 Macroglobullna alfa-2 Haptoglobina Hemopexlna Ceruloplasmina Transferrina Proteína e reactiva Fibrlnógeno lnmunoglobullnas lgG lgA lgM lgD e lgE Gommopotías monoclonales Amlloldosls

Microglobullna beta-2 PROTEINAS EN OTROS LIQUIDOS CORPORALES Orina Líquido cefalorraquídeo Otras proteínas RESUMEN

191

----~--PROPIEDADES FUNDAMENTALES Las proteínas son polímeros complejos de aminoácidos que producen todas las células vivas. Cada forma de vida se define en gran parte por las proteínas que produce. Existe gran variedad de proteínas con diversas funciones, formas, tamaños y estructuras, pero cada proteína sólo está formada por20 aminoácidos en diversas cantidades y secuencias. Las secuencias de aminoácidos, que determinan en última instancia, las características de las proteínas, dependen de la información genética que contiene el núcleo de las células. Todas las proteínas contienen carbono, hidrógeno, oxígeno, azufre y nitrógeno. El contenido promedio de nitrógeno es de 16% y su presencia diferencia las proteínas de los carbohidratos y lípidos. Las proteínas están compuestas por L-alfa-aminoácidos. El núcleo del aminoácido es el carbono alfa (el carbono al cual está unido el ácido carboxílico). Los alfa-aminoácidos son los que tienen el grupo amino unido al carbono alfa. Además del grupo carboxilo y amina, cada carbono alfa tiene hidrógeno y otro grupo unido a él. Esto significa que, con excepción de la glicina en la cual el otro grupo es un hidrógeno, el aminoácido es asimétrico y puede tener dos isómeros. El isómero que se encuentra en la naturaleza tiene configuración L. En la figura 11-1 se indican las estructuras de los D- y L-alfa-aminoácidos (estereoisómeros). Al efectuar la hidrólisis total de la proteína sólo se obtienen 20 aminoácidos, aunque en la naturaleza se encuentran muchos más. Algunos organismos vivos pueden sintetizar todos los aminoácidos, pero entre las formas de vida superiores algunos no pueden sintetizarse y deben incluirse en la dieta. Estos se denominan aminoácidos esenciales y para los seres humanos son valina, leucina, isoleucina, fenilalanina, triptófano, treonina, metionina y lisina. Los 20 aminoácidos tienen la estructura que se indica como isómero L en la figura 11-1. La estructura de los aminoácidos es arÍfotérica, lo que significa que contiene dos sitios ionizables. Al pH fisiológico, que es aproximadamente 7.4, ambos sitios están ionizados. El grupo R también puede tener sitios ionizables. En solución a pH 7.4, el COOH pierde con facilidad un ion hidrógeno y se transforma en cooy el NH2 gana con facilidad el ion hidrógeno y se transforma en NHj. Cuando ambos sitios están ionizados el aminoácido se denomina anfolito o zwitterion (ion doble). El grupo R de

Aminoácido L-alfa

COOH 1

-C-H 1

R Flg. 11-1.

Aminoácido D-aifa

COOH 1

H-C1

R Estructuras D y L de los aminoácidos.

192 • QUIMICA CLINICA

cada aminoácido es diferente. Si la porción R del aminoácido tiene grupos ionizables, algunos de ellos pueden ionizarse a pH 7.4. En ácidos fuertes, los aminoácidos tienen carga positiva neta y en soluciones alcalinas fuertes los aminoácidos tienen carga negativa neta. Cada aminoácido tiene un pH en el cual no experimenta carga neta. Este se denomina punto isoeléctrico (pi) y está en función del grupo R. Los puntos isoeléctricos varían desde pH 3 hasta el 1O, de manera que no hay un pH en el cual los 20 aminoácidos sean neutros a la vez. Los aminoácidos se enlazan entre sí por enlaces peptídicos que se ilustran mediante la siguiente reacción:

NH+ 3 1

R-C-Coo 1

H

coo1

+ NHj -C-H ~ 1

R NH+3 o 1

11

coo1

R-C-C-NH-C-H 1

1

H

R

+ HzO

Cuando una molécula de agua se divide entre el grupo carboxilo de un aminoácido y el grupo amino del otro, se forma un enlace covalente que se denomina enlace peptídico. El equilibrio favorece la hidrólisis de manera que se gasta energía para activar el grupo carboxilo, lo que ocasiona que la reacción proceda hacia la derecha.

------CLASIFICACION

Las proteínas se clasifican de diversas formas. No existe un sistema de clasificación que sea universalmente satisfactorio. Como varios de ellos son de utilidad, se describen a continuación.

ESTRUCTURA La estructura primaria de una proteína depende de los aminoácidos que contenga, de su secuencia y del número de los mismos. La sustitución de un aminoácido altera la actividad biológica aun en proteínas de gran tamaño. La estructura secundaria es la forma de la cadena de aminoácidos a medida que éstos interactúan con aminoácidos adyacentes mediante puentes de hidrógeno, enlaces disulfuro entre aminoácidos que contienen cisteína y otras interacciones entre grupos R polares y no polares. El enlace peptídico no tiene mucha rotación, pero otros enlaces sí tienen libertad de rotación. Esta permite cambios de configuración que dan lugar a la forma secundaria. Las estructuras secundarias se describen como

de hoja plegada, de alfa hélice o de enroscamiento aleatorio. La estructura terciaria es la estructura tridimensional que se forma cuando los aminoácidos interactúan con los miembros más distantes de la cadena, lo que hace que la cadena se repliegue y adopte su forma característica. La estructura cuaternaria se forma cuando se unen dos o más cadenas. Estas cadenas se denominan monómeros o subunidades y las proteínas finales se llaman dímeros, tetrámeros u oligómeros. La interrupción de los enlaces que mantiene la configuración secundaria, terciaria o cuaternaria se denomina des· naturalización o inactivación de la proteína. Esto se logra aplicando calor, por cambios de pH, con productos químicos como detergentes, metales y disolventes, y por fuerzas mecánicas. Los enlaces que mantienen la estructura terciaria y cuaternaria de la proteína son muy débiles. En el medio del laboratorio clínico es importante tener en cuenta que el calor excesivo, el ciclo de congelamiento y fusión o el proceso de mezcla vigorosa rompen estos enlaces y desnaturalizan la proteína. Las enzimas pierden su actividad, un receptor pierde su actividad de enlace y un antígeno pierde su antigenicidad y ya no es reconocido por el anticuerpo-cuando estas proteínas se desnaturalizan antes de efectuar el análisis.

FORMA Las proteínas se clasifican según su forma en fibrosas y globulares. La forma se define comparando la relación entre la longitud y el ancho de la proteína. Las proteínas globulares tienen una relación menor de 10 y las fibrosas mayor de 10. La mayoría de las proteínas globulares tiene una relación entre longitud y ancho más cercana a 2 o 3 y se asemeja a globos. Las proteínas globulares son cadenas compactas, muy replegadas y enroscadas. Las proteínas séricas son principalmente globulares. Las proteínas fibrosas son de tipo estructural, como el cabello, la colágena y la fibrina.

SOLUBILIDAD Las proteínas fibrosas son insolubles en solución acuosa. Las proteínas globulares generalmente son solubles en agua o en soluciones salinas débiles. Las globulinas se diferencian de la albúmina por su solubilidad. La albúmina es soluble en agua y en soluciones salinas débiles o bastante fuertes. Sin embargo, las globulinas son insolubles en agua y soluciones salinas fuertes, pero solubles en soluciones salinas débiles. Es posible formar sales de proteínas precipitándolas con sulfato de amonio saturado. Cuando la concentración del sulfato de amonio se reduce a una saturación de 50%, la albúmina se disuelve y las globulinas siguen precipitadas. Las distintas solubilidades de las proteínas son de ayuda en ciertos casos, pero tienen aplicación limitada en su clasificación.

COMPOSICION Las proteínas simples están formadas únicamente por aminoácidos. Las proteínas conjugadas consisten en cadenas de aminoácidos y moléculas de compuestos que no son aminoácidos. La porción de aminoácido de la molécula de proteína se llama apoproteína y la porción que no es aminoácido es el

PROTEINAS 11

Grupo prostético U pido

Lipoproteína Glucoproteína

Carbohidrato (<4% de la molécula)

Mucoproteína

Carbohidrato (>4% de la molécula)

Metaloproteína

Metal

Nucleoproteína

DNA,RNA

Fosfoproteína

Fosfato

193

y el tamaño de la molécula y de otros factores que se describen posteriormente en el presente capítulo. La clasificación tradicional según la movilidad electroforética se basa en la electroforesis en medio de acetato de celulosa a pH 8.6. A este pH casi todas las proteínas llevan carga negativa y migran hacia el ánodo (polo positivo). Las proteínas se separan en cinco fracciones o bandas, con base en su movimiento en el campo eléctrico. La que se desplaza más rápido es la albúmina. Cada fracción contiene proteínas que son funcionalmente distintas, pero similares desde el punto de vista de la electroforesis. El cuadro 11-2 presenta una lista de las proteínas que se encuentran en cada fracción.

Cuadro 11-1. Clasificación de las proteínas cpmplejas Clasificación

•

FUNCION pupo prostético. El nombre de la proteína conjugada se de::Ya del grupo prostético, como se observa en el cuadro 11-1. :..a mayoría de las proteínas del plasma son glucoproteínas y :llbúmina constituye una excepción.

Generalmente las proteínas se clasifican o agrupan según su función en el organismo. En el cuadro 11-3 se da una lista de los diversos grupos funcionales.

TAMAÑO, DENSIDAD Y MASA MOVILIDAD ELECTROFORETICA

:..a proteína retiene algunas características de carga eléctrica los aminoácidos. La mayoría de las cargas se deben a los R ya que los extremos amino y ácido carboxílico par-:pan en enlaces peptídicos que constituyen la proteína. La ,·ilidad electroforética de la proteína depende de la carga

.:Je

~.;pos

Las proteínas también se clasifican según su masa, tamaño y densidad. Las técnicas que "clasifican" proteínas según estas características incluyen ultracentrifugación, filtración en gel y electroforesis con gel de poliacrilamida de dodecilsulfato de sodio (SDS PAGE) que se describe posteriormente en este capítulo.

Cuadro 11-2. Fracciones que se obtienen por electroforesis: proteínas constituyentes principales, porcentaje relativo y concentración

Fracción Albúmina

Porcentaje relativo (%}

Concentración (g/100 m/)

52-68

3.4-5.0

Aifa-1 Globulina enlazante con tiroxina Transcortina Glucoproteína ácida alfa-1 Antitripsina alfa-1 Lipoproteína

2.4-4.4

0.2-0.4

Alfa-2 Haptoglobina Macroglobulina Cerulopiasmina

6.1-10.1

0.5-09

Beta Transferrina Hemopexina Lipoproteína

8.5-14.5

0.6-1.1

10-21

0.8-1 .5

Gamma igG lgM lgA lgD lgE Proteína

e reactiva

•

194 • QUIMICA CLINICA Cuadro 11-3. Clasificación de las proteínas seg(¡n su ·función 1. Catalizadores (enzimas) 2. Proteínas regulatorias, incluyendo receptores, hormonas, represores e inhibidores 3. Proteínas de transporte 4. Proteínas estructurales, incluyendo subespecializadas como proteínas contráctiles, fibrosas y gelatinosas 5. Proteínas de protección, incluyendo inmunoglobulinas y complementos 6. Proteínas oncofetales y placen!frias 7. Proteínas con funciones desconbcidas

--f-------METABOLISMO

La digestión de las proteínas se inicia en el estómago inmediatamente después de la ingestión. Las secreciones gástricas incluyen ácido clorhídrico (el pH de las secreciones gástricas es aproximadamente 1) y pepsina. El ácido fuerte desnaturaliza las proteínas, provoca su desdoblamiento y rompe los enlaces que constituyen las estructuras secundaria, terciaria y cuaternaria. El desdoblamiento expone los enlaces peptídicos a la enzima gástrica de tipo proteolítico pepsina. La pepsina se secreta como el precursor inactivo pepsinógeno sobre el cual a:ctúa el ácido clorhídrico y forma la pepsina. Esta actúa específicamente en los enlaces peptídicos entre los aminoácidos que contienen un anillo aromático o un ácido carboxílico en su grupo R y rompe las proteínas formanc!:o polipéptidos más cortos. A medida que los polipéptidos pasan al intestino delgado, el pH cambia de ácidq a básico y la pepsina se inactiva. El páncreas secreta los cimógenos (precursores inactivos o proenzimas) denominados tripsinógeno, quimotripsinógeno, proelastasa y procarboxipeptidasa al intestino delgado, en donde se transforman en sus formas más activas. La enterocinasa que secreta el intestino activa el tripsinógeno, el cual forma tripsina. Esta, a su vez, activa más tripsinógeno, quimotripsinógeno, proelastasa y procarboxipeptidasa. La tripsina actúa sobre los enlaces peptídicos entre los aminoácidos con grupos R básicos. La quimotripsina rompe los enlaces peptídicos entre aminoácidos que tienen grupos R neutros, mientras que la elastasa actúa en los enlaces entre los aminoácidos pequeños, como glicina, alanina y serina. La carboxipeptidasa ataca al aminoácido terminal carboxílico liberando un aminoácido a la vez. El intestino delgado secreta aminopeptidasa, que actúa. sobre el extremo amínico terminal para liberar aminoácidos libres

únicos. La digestión termina cuando los aminoácidos libres se absorben a través de la pared intestinal, un proceso que requiere transporte activo y utiliza energía. En un proceso similar a la digestión, las proteínas de las células vivas se degradan constantemente y se resintetizan. Este proceso se denomina recambio de proteínas. Para el recambio proteico se utiliza de 1 a 2% de las proteínas totales del organismo diariamente. Se observan tasas más altas de recambio en lactantes y durante los periodos de desarrollo acelerado. Las proteínas individuales experimentan recambio a diferentes tasas. La tasa de degradación se denomina vida media (el tiempo necesario para reducir la concentración a la mitad si no se producen nuevas proteínas). Muchas proteínas experimentan recambio en las células en las cuales se encuentran. Las proteínas plasmáticas se enlazan con receptores específicos en las células hepáticas, penetran al interior y sufren degradación. Las enzimas tienen vida media muy corta, mientras que las proteínas del tejido muscular y otras proteínas estructurales tienen vidas medias prolongadas. La peptidasa y las proteasas del interior ge las células descomponen las proteínas. El exceso de aminoácidos que se consume en la dieta o se produce durante el recambio de proteínas (los que no se utilizan para formar proteínas) sufre eliminación del grupo amino mediante transaminasas específicas por cada par de aminoácido y alfa-cetoácido, como se ilustra en la siguiente reacción general: Alfa-aminoácido ,

alfa-cetoácido

·~

Transaminasa específica

~L-glutamato

Alfa-cetoglutarato

1

NH 3

(Desaminación oxidativa)

El amoniaco que se produce por la desaminación oxidativa se transforma en urea en el hígado y posteriormente los riñones la excretan. Así, la urea es el producto final del catabolismo de proteínas. Como el L-glutamato es el único aminoácido que experimenta desaminación oxidativa en cantidades importantes, los grupos amino de otros aminoácidos se transfieren para producir L-glutamato. La cadena de carbonos restantes se transforma en grasas o se utiliza para producir energía mediante procesos similares a los que se utilizan para el metabolismo de carbohidratos. El metabolismo de proteínas depende en forma parcial de divers.as hormonas. La tiroxina, la triyodotironina, el cortisol, la ~ldosterona, la somatotropina y la hormona del crecimiento desempeñan, cada una, una función significativa en la producción de proteínas. Los genes estructurales que se encuentran en cada célula especifican la secuencia de aminoácidos para la síntesis de proteínas. Las hormonas mencionadas y otras más regulan la inducción o represión de las síntesis de proteínas.

·f-------PROCESOS ANALITICOS GENERALES

T\JRBIDIMETRIA Y NEFELOMETRIA ~

turbidimetría y la nefelometría son técnicas relacionadas.

~ ambas se hace pasar un haz de luz a través de una sus~asión de partículas insolubles y se mide la cantidad de luz

44e se dispersa. En la nefelometría, se mide directamente la ..J. dispersada mediante fotodetectores colocados en un án- _:o de 70 a 90 grados con respecto a la fuente luminosa. En :urbidimetría se efectúa una det~rminación indirecta de la -persión. Se colocan fotodetectóres a ángulos de 180 gracon respecto a la fuente luminosa y la luz que recibe el x-:ector disminuye a medida que los complejos insolubles la ~~~ejan. Con frecuencia los instrumentos miden la disper::1 luminosa en él transcurso del tiempo para indicar la tasa :"ormación de complejos insolubles. En general la nefelometría es más sensible que la turbi--:etría. Se permite que la proteína reaccione con antisueros ~cíficos o se precipita con ácido, formando complejos o iculas insolubles. Se hace pasar luz a través de la suspen- de co~plejos proteicos. Se compara la cantidad de luz _ rsada o la tasa de aumento de dispersión con valores de e.:i.ndares proteicos conocidos. 1

UNODIFUSION b inmunodifusión se utilizan tres técnicas. La primera es inmunodifusión radial. En ésta se añade un antisuero es~lco a agarosa, que a su vez se vierte sobre placas. Se an pozos en el gel y se colocan en ellos estándares de .tínas y problemas (antígenos). El antígeno se difunde en i el durante varias horas y produce anillos en los que se an bandas de precipitado a medida que el anticuerpo y tígeno alcanzan la equivalencia. Un tipo de inmunodifuradial se conoce como técnica de Mancini. También se mina método del punto final, ya que se permite que el ~e no se difunda en el agar durante 24 a 48 horas hasta ya no se produzca expansión. La cantidad de antígenos :uantifica corriendo estándares en forma simultánea y -~ ando el diámetro al cuadrado de la expansión del anillo · a la concentración de los estándares. Otro tipo de inmu--fusión radial se denomina técnica de Fahey o método .ico. En_esta técnica se requiere un periodo de incubamás breve (hasta de 18 horas) y el diámetro del anillo Jetermina mientras el antígeno continúa difundiéndose . •-uantifica el antígeno graficando el diámetro del anillo de :lpitación contra el log de la concentración estándar. La •i=:ic-a de Fahey es menos confiable que el método de Manporque la medición se efectúa mientras el anillo sigue _.__"u,diéndose. Es más susceptible a las condiciones am·ales y a las variaciones de uno a otro días.

PROTEINAS 11 •

195

El segundo tipo de inmunodifusión se denomina técnica de Ouchterlony o inmunodifusión doble. En esta técnica se forman pozos en el gel de agarosa, generalmente en patrón de roseta. Se depositan antisueros específicos en los pozos centrales y los estándares de proteínas y los problemas en los pozos circundantes. Se permite que estas muestras se difundan e!1 el gel y formen bandas de precipitado insoluble entre uno y otro pozos, en donde el anticuerpo y el antígeno alcanzan la equivalencia. La posición y la forma de la banda se determinan según la concentración del anticuerpo y el antígeno, y sus tamaños. La distancia de las bandas con respecto al anticuerpo es directamente proporcional a la cantidad de antígeno presente. Í La tercera técnica es la electroinmunodifusión, que 1 también se denomina electroforesis en cohete. Esta técnica es similar a la inmunodifusión radial, sólo difiere en que la placa se expone a un campo eléctrico que hace que las proteínas migren en una dirección en forma de cohete. Las alturas de los picos en forma de cohete son proporcionales a la • cantidad de proteína presente (fig. 11-2). Los tres métodos de inmunodifusión suelen tener la misma fuente de error. Es necesario que las concentraciones de antígeno y anticuerpo sean similares o de lo contrario no se alcanza la equivalencia y no se forma precipitado. El precipitado sólo se forma en el punto de equivalencia o cuando hay un ligero exceso de antígeno. Este es un proceso continuo a medida que la migración se efectúa. Las moléculas más pequeñas migran con más rapidez que las de gran tamaño y conforme la migración continúa, el precipitado puede redisolverse y volverse a formar de acuerdo con los cambios de concentración de antígeno o anticuerpo en el gel. Si hay grandes cantidades de anticuerpo, el antígeno no se difunde muy lejos antes de alcanzar la equivalencia y el anillo es más grueso o espeso.

.. ,

•

Flg. 11·2. Electroinmunodifusión (inmunoelectroforesis en forma de cohete) en la que se utiliza albúmina como antígeno y geles de antialbúmina.

196 • QUIMICA CLINICA

El ensayo inmunológico con anticuerpos marcados es el método más sensible para cuantificar las proteínas que se encuentran en cantidades muy pequflñas. En este método se marca un anticuerpo o antígeno con enzima o radioisótopo, más recientemente con un marcador que tiene luminiscencia química. En el capítulo 6 se describe la técnica de ensayo inmunológico.

ELECTROFORESIS La electroforesis es la migración de moléculas con carga a través de un medio de soporte poroso en respuesta a un campo eléctrico. Se lleva a cabo con el fin de lograr la separación de fracciones principales de moléculas proteicas. Las proteínas, al igual q,ue los aminoácidos que las constituyen, son anfotéricas. Existen como moléculas con carga positiva (cationes), con carga negativa (aniones) o también son neutras (proteínas bipolares o neutras), según el pH de la solución. El pH en el que la proteína es neutra se denomina punto isoeléctrico o pi. Si el pH de la solución es más alto (más básico) que el pi, la proteína lleva carga neta negativa y migra hacia el ánodo. Cuando el pH es inferior (más ácido) que el pi, la proteína tiene carga neta positiva y migra hacia el cátodo. Naturalmente cuando el pH es igual al pi, la proteína es neutra y no migra en respuesta al campo eléctrico. Como cada molécula de proteína está formada por muchos aminoácidos con grupos ionizables, la cantidad de carga neta en la molécula es variable y depende del pH del amortiguador. La carga de la proteína se hace más negativa a medida que el pH del amortiguador se hace más básico. La tasa de migración durante la electroforesis depende de la carga neta de la molécula, del tamaño y forma de la misma, de la fuerza del campo eléctrico, de la porosidad, viscosidad y temperatura del medio de soporte y de la electroendósmosis. La interacción de estas fuerzas se explica por las ecuaciones 1 = EIR y P = El (1 = corriente en amperes, E = voltaje en volts, R = resistencia en ohms, P = potencia en watts). A partir de éstas se deriva una tercera ecuación P = P.R. La tasa de migración por electroforesis es directamente proporcional al flujo de corriente (/) y la producción de calor es proporcional a la potencia. La resistencia está en función de factores como el tamaño y forma de la molécula de proteína, y la porosidad, viscosidad y temperatura del medio de soporte (fricción). Durante la electroforesis, la corriente, el voltaje o la potencia suelen mantenerse constantes. Si la corriente se mantiene constante y la resistencia aumenta, se incrementa la potencia (calor). Si el voltaje o la potencia se mantienen constantes conforme la resistencia aumenta, la corriente disminuye, la velocidad se hace más lenta y la producción de calor no se incrementa. Es necesario controlar cuidadosamente la producción de calor y la tasa de migración. La difusión de la proteína en el gel aumenta con el transcurso del tiempo, provocando mala resolución de las bandas. Por tanto se logra mejor resolución cuando las tasas de migración son más rápidas. La producción de cantidades excesivas de calor desnaturaliza la proteína y ocasiona cambios de consistencia en 'el medio de soporte. Es más conveniente eliminar el calor con un sistema de enfriamiento efi-

caz para lograr una mejor resolución, sin desnaturalización de proteínas o destrucción del medio. La electroendósmosis (EEO) es el efecto de flujo de un amortiguador debido a que el medio de soporte tiene cargas negativas y hace que el amortiguador fluya hacia el cátodo cuando se expone a un campo eléctrico. Las proteínas negativas (aniones) se desplazan hacia el ánodo, de manera que hay un flujo a contracorriente con respecto al amortiguador cuando esto ocurre. La tasa de flujo del amortiguador varía en los diferentes medios de soporte. Es conveniente que se efectúe algo de electroendósmosis porque tiende a separar la región gamma de las proteínas de otras regiones. Mediante este proceso la región gamma se hace catódica hasta el punto de aplicación en la electroforesis de proteínas en acetato de celulosa. Las gammaglobulinas tienen cargas negativas, pero son de gran tamaño y la carga no basta para vencer el efecto del flujo del amortiguador2•3 (fig. 11-3). Los pasos fundamentales para la electroforesis son los siguientes: l. Se aplica muestra al medio. Esto se efe~túa por pipeteado directo al medio formando una mancha, hacia un hueco marcado previamente en el soporte, en una tira de papel filtro colocada sobre el medio, hacia una formación de pozo en el medio o sumergiendo un aplicador en la muestra y tocando el medio con él. 2. Se aplica voltaje de alguna de -las siguientes maneras. Se sumergen los extremos de la placa o el capilar en cámaras con soluciones amortiguadoras, en las cuales se encuentran los electrodos. Se conectan pabilos de material absorbente desde la cámara que contiene la solución amortiguadora hasta el medio; <:> se colocan directamente los electrodos sobre el geL El amortiguador que se emplea con mayor frecuencia para electroforesis de proteínas es barbital. 3. El medio se trata de manera que puedan visualizarse las proteínas. Para ello se efectúa la fijación y revelado de las proteínas. La fijación se realiza precipitando las proteínas con ácidos, sales o anticuerpos, o secándolas con una membrana de nitrocelulosa. Este procedimiento se efectúa para que las proteínas nc se difundan al interior del gel y las bandas estén bien delimitadas. El revelado puede hacerse con un sustrato cuando la proteína es una enzima o con revela-

~Proteínas

Anodo (electrodo+)++++++++++++++++ ----..Cátodo (electrodo-

···--------·-----Flg. 11·3. ++++ representan los cierres positivos del amortiguada que se unen a la superficie negativa del gel de soporte ----- - Como las cargas negativas están unidas al medio de soporte no experimentan migración, pero los iones positivos migran al aplicar corriente y ocasionan flujo del amortiguador hacia el cátodo. Las proteínas negativas se mueven en sentido opuesto al flujo del amortiguador hacia el ánodo.

PROTEINAS 11

dores, tintes o anticuerpos marcados. Los· reveladores que se emplean con mayor frecuencia son azul brillante Coomassie, negro ,amídico, ponceau S, revelador de plata e inmunorrevelador marcado con peroxidasa de rábano. Para realizar electroforesis capilar, las proteínas que se eluyen se hacen pasar por un detector, lo que elimina los pasos de fijación y revelado. 4. Las fracciones se cuantifican por densitometría. Se utiliza luz fluorescente y un detector de fluorescencia, o un detector espectrofotométrico, para medir la absorción de luz a medida que se toma el electroforetograma. Existen diversos tipos de electroforesis. Las principales "úencias se deben al medio de soporte, que determina el de equipo necesario, a la resolución (qué tan delimitadas estin las bandas y el grado de separación entre una y otra) y amortiguadores y técnicas de visualización que se em-n. Los métodos de electroforesis en papel, en gel de al..~ · n y de límites móviles son de interés histórico, pero ya ~ emplean, por lo cual no se describirán. El acetato de celulosa se emplea generalmente para la ~oforesis de proteínas, tiene la ventaja de ser poco cos:l. de automatizarse con facilidad y no requiere de aparato enfriamiento ni de un suministro de potencia costoso. ..::::e niveles elevados de electroendósmosis, por lo que funbien para algunas aplicaciones aunque produce bandas y por tanto no permite alta resolución. Su desventaja -a en que es opaco y requiere tratamiento químico para ~u ar una clarificación parcial antes de la densitometría. :nás, el tamaño de los poros es pequeño, por lo cual es .::.ilidad limitada cuando se efectúa electroforesis de mo:15 de gran tamaño. El gel de agarosa presenta varias ventajas con respecto ll..":etato de celulosa. Es transparente, por lo cual permite _'Jar densitometría más sensible. La agarosa tiene diverurezas, lo que permite elegir la cantidad de electroena~;;;Josl· s necesaria. El tamaño del poro es variable y depen::c la concentración de agarosa que se emplee. Cuando se poros de gran tamaño es posible separar moléculas -I:Li•es como lipoproteínas y ácidos nucleicos. Es fácil añarnicuerpos a la agarosa antes de recubrir la placa, o perque éstos se difundan hacia el gel después de terminar troforesis. Esto da lugar a diversas aplicaciones de la ÍIIE.:JOC:~le<:trc>foresi·s. La resolución que se obtiene con la agadependiendo del voltaje que se aplique) es mucho me~:Ie la que se logra con acetato de celulosa. Durante la de alto voltaje, es necesario enfriar el gel. En el equipo es más costoso que el que se emplea ::1 electroforesis con acetato de celulosa. La agarosa tiedesventaja de ser frágil, de manera que es necesario ~ ar el gel con cuidado. El gel de poliacrilamida es menos frágil que el de agaro. brinda mejor resolución de las fracciones de proteínas. %Tlaño de los poros es variable pero no son tan grandes los de la agarosa, por lo cual es imposible realizar la --..... ........e,· de moléculas de gran tamaño como ácidos nuEl análisis de las moléculas se restringe por el tama-

o

197

ño del poro y éstas se separan por sus propiedades electroforéticas, por lo que la resolución es mejor. Los geles de gradiente que tienen poros de gran tamaño en el extremo catódico (zona de aplicación) y poros de tamaño pequeño en el extremo anódico, ayudan a efectuar la separación de moléculas con base tanto en el tamaño como en la movilidad electroforética. La transparencia óptica del gel es similar a la de la agarosa. El gel de poliacrilamida no tiene electroendósmosis.

ELECTROFORESIS CAPILAR La electroforesis capilar es el método más reciente de separación que se basa en el desplazamiento de una molécula en un campo eléctrico. Es probable que esta técnica revolucione el estudio de diversas proteínas y polipéptidos porque es rápida, sensible y se adapta a la automatización. La separación se efectúa en un capilar de silicio fundido. El diámetro interno de la columna es de 20 a 200 Jlm y la longitud del capilar de 1O a 100 cm. Los capilares vacíos tienen sup~rficie negativa y electroendósmosis alta. El amortiguador fluye en dirección del cátodo. La solución contiene aniones, que se desplazan contra el flujo del amortiguador hacia el ánodo. La muestra se carga en el cátodo y después se sumergen ambos extremos de los capilares en amortiguador, en las cámaras en que se encuentran los electrodos. Los capilares también pueden contener gel o soluciones anfolíticas. La electroforesis capilar tiene la ventaja de que permite una transferencia de calor muy eficaz y la utilización de alto voltaje, efectúa una separación rápida y proporciona alta resolución; se requieren muestras de tamaño muy pequeño; y las proteínas no se desnaturalizan durante el proceso. Sus desventajas son que la detección y cuantificación de proteínas se dificulta y muchas proteínas se adsorben en la columna.

INMUNOELECTROFORESIS En la inmunoelectroforesis se utiliza un anticuerpo para fijar el antígeno en el gel e identificarlo. Se aplica proteína al gel, se efectúa la electroforesis y después se colocan capas de antisueros específicos o antisueros a través de un canal paralelo al electroforetograma y se permite que se difunda hacia el gel. Los patrones resultantes identifican las proteínas presentes. Se considera que la electroinmunodifusión es similar a la inmunodifusión radial y que la única diferencia es la aplicación de corriente. En la inmunoelectroforesis contraria se coloca un anticuerpo en un extremo del gel y un antígeno en el otro, y la electroforesis se efectúa hasta que ambos se encuentran y forman un precipitado en el punto de equivalencia. Se requiere electroendósmosis para que el proceso se efectúe, porque el anticuerpo, una inmunoglobulina de la región gamma, debe migrar en dirección opuesta con respecto al antígeno.

ENFOQUE ISOELECTRICO El enfoque isoeléctrico es otra técnica especial que se utiliza cuando se requiere alta resolución, como para separar isoformas de isoenzimas. Se realiza añadiendo anfolitos al medio

198 • QUIMICA CL/NICA

de soporte (agarosa o gel de poliacrilamida), el Gua] se denomina isogel. Los anfolitos son pequeñas moléculas anfotéricas de pi variable que, al quedar expllestas a un campo eléctrico, migran formando un gradiente de pH. Al aplicarse al isogel, la muestra de proteínas migra en un campo eléctrico hasta que las proteínas llegan al área del gel en la cual el pH es igual a su pi . En este punto se detiene la migración y las proteínas quedan "enfocadas" en bandas muy angostas (fig. 11-4).

gel de agarosa (enfoque isoeléctrico). Después de la electroforesis, cuando se logra el enfoque de las bandas, el gel que contiene las proteínas se coloca sobre el área de aplicación de la muestra de un gel de gradiente de poliacrilamida o un sistema SDS PAGE y se realiza una segunda electroforesis. El electroforetograma separa las proteínas por su pi en una dimensión y por su tamaño en otra. Es conveniente utilizar una computadora para analizar los electroforetogramas bidimensionales porque es posible separar más de 1 000 proteínas mediante este tipo de técnica.

SOS PAGE La técnica SDS PAGE utiliza un detergente, dodecilsulfato de sodio, que se agrega al sistema. El SDS recubre la proteína, la hace más soluble y aumenta su carga negativa hasta que la carga es directamente proporcional al tamaño de la proteína. Esto hace posible que la separación se efectúe según el tamaño de la proteína. El método SDS PAGE se utiliza principalmente en investigaciones para caracterizar las proteínas al aislarlas.

ELECTROFORESIS BIDIMENSIONAL La electroforesis bidimensional se utiliza con mayor frecuencia con fines de investigación que en el medio clínico. Para esta técnica es necesario tomar un electroforetograma en el cual se hayan separado las proteínas, colocarlo a lo largo a través del área de aplicación de la muestra del otro gel y separar de nuevo las proteínas con un medio o técnica diferente. Por ejemplo, puede separarse una proteína usando iso-

CROMATOGRAFIA La cromatografía también se utiliza para la separación de proteínas. Con frecuencia se emplea para purificar proteínas con fines diversos al análisis clínico. La cromatografía por filtración de gel se basa en el tamaño de la proteína. El gel se elige de acuerdo con el tamaño de sus poros y al aplicar proteínas a la columna, las moléculas de menor tamaño tienen mayor libertad para interactuar con el gel y fluye~ lentamente a través de la columna. Las moléculas de gran tamaño no pueden penetrar a los poros y por tanto atraviesan la columna con rapidez. La cromatografía de afinidad se basa en la adsorción reversible a la columna. Con frecuencia es el mejor método para purificar proteínas, porque se elige el material de la columna según la afinidad que tiene hacia determinada proteína. El adsorbente puede ser sustrato enzimático, inhibidor o cofactor, antígeno, lectina, ácido nucleico, hormona o material de la superficie celular. La elución de la columna se lleva a cabo modificando la fuerza iónica, el pH o la polaridad del amortiguador.

--r--------APLICACIONES CLINICAS

Las proteínas que se analizan con mayor frecuencia son las plasmáticas. Sin embargo, también es posible analizar las de otros líquidos del organismo, como orina o líquido cefalorraquídeo. La mayoría de las proteínas plasmáticas se sintetizan en el hígado; la principal excepción son las inmunoglobulinas que son producidas por las células plasmáticas. El suero contiene las mismas proteínas que el plasma excepto el fibrinógeno que se consume en el proceso de coagulación.

PROTEINAS TOTALES Flslopatología Fig. 11-4. El isogel de agarosa con pH 4-5 se emplea para la determinación de fenotipo A 1A y con pH 3-1 O para obtener las bandas oligoclonales de líquido cefalorraquídeo (que se revelan con revelador de plata).

Las proteínas totales se miden en suero como parte de casi todos los análisis de química sanguínea. El rango de referencia de proteínas totales en suero normalmente es de 6.4 a 8.2 g/100 mi (64 a 82 giL). Este puede variar y es necesario

PROTEINAS 11

que cada laboratorio establezca sus propios rang-os para todos los analitos con base en su metodología y la población de pacientes. La función de la prot~na sérica total es mantener la presión osmótica coloidal del plasma. Esta presión osmótica evita las pérdidas de líquidos hacia los tejidos. El ontenido de proteínas totales en suero depende del estado nutricional, del funcionamiento hepático, el funcionamiento renal, de errores metabólicos y de afecciones-como mieloma :núltiple. Aunque es fácil cuantificar las proteínas totales en iuero por el método de biuret, las variaciones de fracciones :specíficas de proteínas son más útiles para el diagnóstico de :.as enfermedades. La deshidratación hace que todas las fracciones de pro~ínas aumenten en el mismo porcentaje dando lugar a hiper;:roteinemia. La deshidratación puede ser resultado de reduc:!ón del consumo o aumento de la pérdida de líquidos en :nfermedades como mal de Addison, acidosis diabética o -iarrea grave. El mieloma múltiple es la principal enferme:ad en la cual la elevación de una fracción de proteínas pro.;x:a un aumento de las proteínas séricas totales. La hipoproteinemia se debe a un aumento de las pérdi.:JS proteicas o a un bajo consumo de proteínas por inanición malabsorción. El aumento de pérdidas es ocasionado por ~fermedades como síndrome nefrótico, en el cual se pierde úmina a través de los túbulos dañados; hemorragias por numatismos, después de los cuales se repone el agua con yor rapidez que las proteínas; o a pérdidas en pacientes n quemaduras extensas.

· proteínas totales se determinan en suero, plasma, prepa:a..-iones de citosol y otros líquidos del organismo. HistóricaW'Ilte, es de interés el método Kjeldahl para la determina::¡ de proteínas totales, aunque esta reacción ya no se lea en el medio clínico porque requiere de mucho trabano se automatiza con facilidad y no puede efectuarse con :idez. El procedimiento fundamental incluye los siguientes

l. Precipitar la proteína con ácido. 2. Lavar el precipitado para eliminar el nitrógeno no

proteico. 3. Oxidar la proteína con H2S04 y calentarla en presencia de catalizadores para producir NH4 S04 y otros productos finales. -t Hervir la solución para eliminar los productos finales (C02 , CO, Hp y S02 ). Añadir un exceso de OH- y destilar el NH 3 en ácido bórico. 6. Titular el destilado para determinar -el contenido de NH3" :!3Cción se resume como sigue:

•

199

COz + HzO + SOz + Pz0-7 4 + CO + NHt + HS04 NH4HS04 + 2 OH- ~ NH3 + 2H 20 + S04 2

Se supone que 16% de la masa de proteína es nitrógeno. Las fracciones de proteína individuales varían por lo que respecta a contenido de nitrógeno, por lo que esta estimación • resulta arbitraria. El contenido proteico total se determina mediante el siguiente cálculo: Nitrógeno total x 110.16 =proteínas totales

""

La reacción de biuret es el análisis proteico total que utiliza la mayoría de los analizadores químicos automáticos. 4• 5 El biuret es un compuesto orgánico que tiene la siguiente estructura: •

NH 2-C-NH-C-NHz 11

o

11

o

Esta estructura reacciona con Cu2+ en solución alcalina formando un complejo colorido que absorbe luz a 540 nm. Los enlaces peptídicos de las proteínas tienen semejanza estructural con los del biurel y reaccionan del mismo modo. La cantidad de luz que absorbe el complejo es directamente proporcional al color que se produce, el cual es proporcional al número de enlaces peptídicos. El contenido proteico total es proporcional al número en enlaces peptídicos. Como se requieren por lo menos dos enlaces peptídicos para esta reacción, los aminoácidos y los dipéptidos no reaccionan. Otros métodos para cuantificación total de proteínas incluyen el enlace con algún tinte o el uso del refractómetro. Las proteínas totales se miden en otros líquidos del organismo como orina y líquido cefalorraquídeo. Para ello, en general se precipitan las proteínas con cloruro de benzetonio,6 ácido sulfosalicílico o ácido tricloroacético; se enlazan con algún tinte; o se efectúa una reacción biuret modificada como la del análisis proteico BCA de Pierce.7 Para cuantificar la precipitación en ácido, suele utilizarse nefelometría o turbidimetría.

ALBUMINA Flslopatología

La albúmina tiene peso molecular de 66 000, aproximadamente. Constituye más de la mitad de todas las proteínas séricas y gran parte de la presión osmótica depende de ella. También sirve como molécula de transporte para sustancias menos solubles, como ácidos grasos, bilirrubina, hormonas, calcio, metales, fármacos y vitaminas. La concentración de albúmina sérica normalmente es de 3.4 a 5.0 g/100 ml (34 a

) •

QUIMICA CLINICA

giL). Se cuantifica mediante métodos de enlace ·con tin, nefelometrfa, turbidimetrfa, inmunodifusión radial o elec>inmunodifusión. La albúmina sérica se reduce en afeccios hepáticas (reducción de la producción), glomerulonefritis o frosis (incremento de las pérdidas), afecciones gastrointesales (malabsorción) e inanición, y en pacientes con quetduras (aumento de pérdidas). También existe una afección co común que se denomina analbuminemia hereditaria, en cual no se produce albúmina. El aumento de albúmina séa en general indica deshidratación, aunque puede deberse erapéutica con albúminas. Muchas proteínas plasmáticas ~ polimórficas debido a la variabilidad genética de su ex:sión. Un ejemplo de lo anterior es la bisalbuminemia, :cción congénita que se caracteriza por una banda dividida ioble de albúmina que se observa tras efectuar la electro·esis de proteínas. Los dos máximos de albúmina en geneson idénticos antigénicamente y no pueden diferenciarse r ensayo inmunológico. No se asocian síntomas químicos n la bisalbuminemia.

=ttodología

albúmina sérica se analiza mediante técnicas de enlace n tintes. La albúmina se enlaza fácilmente con ciertos tin; que no lo hacen con las globulinas. Estos tintes se utilin para cuantificar las albúminas séricas con facilidad y a sto bajo en instrumentos automatizados. Los que se utili~ con más frecuencia son púrpura de bromocresol (BCP)8· 9 y rde de bromocresol (BCG), 10 que absorben la luz a 600 1 sólo cuando están unidos con albúmina. La absorción de ~ es proporcional a la cantidad de albúmina presente. También se utilizan ensayos inmunológicos para cuantiar la albúmina sérica y otras proteínas del suero. Las téc:as que se emplean son turbidimetría y nefelometrfa, inmuno'usión radial, ensayo inmunoenzimático con anticuerpos trcados e inmunofijación en combinación con técnicas de :ctroforesis.

fALBUMINA prealbúmina, que también se denomina prealbúmina enante de tiroxina, tiene peso molecular de aproximadamen54 000. Como su nombre indica, la principal función de a proteína es transportar tiroxina y triyodotironina. La :albúmina es un indicador sensible del estado nutricional :que tiene vida media muy corta. Su nivel desciende con •idez cuando los niveles de consumo proteico y de calo; disminuyen. Los niveles de prealbúmina se reducen en cciones hepáticas debido a disminución de la síntesis, o suelen elevarse durante enfermedades renales cuando la 1 de filtración glomerular disminuye. La prealbúmina micon más rapidez que la albúmina y con frecuencia se 1ntifica por inmunodifusión radial, electroinmunodifusión efelometría. 11

la vitamina A (retino!) hasta la célula blanco. La proteína enlazante del retino! también migra con más rapidez que la albúmina y se cuantifica mediante nefelometría o inmunodifusión radial.

ALFA-1-ANTITRIPSINA La alfa-1-antitripsina (AAT), llamada también alfa-1-antiproteasa, es un grupo de inhibidores de la serinproteasa que se sintetizan en el hígado. Son posibles diversas expresiones fenotípicas gracias a la presencia de alelos múltiples. La fusión de la AAT es inactivar proteasas, como elastasa y colagenasa. En forma de antielastasa, la AAT evita la descomposición del tejido conjuntivo cuando los neutrófilos liberan elastasa en una zona inflamada. La AAT se inactiva frente a sustancias que liberan los neutrófilos. Entonces la elastasa se encuentra libre para ayudar a la respuesta inflamatoria, pero debe ser inactivada por la AAT antes de que provoque descomposición generalizada de proteínas. Las deficien~ias de AAT se heredan en forma homocigótica o heterocigótica. La deficiencia provoca afecciones hepáticas en lactantes y enfisema en pacientes de 20 a 30 años. Esto se debe en parte a que las proteasas no inhibidas provocan daños estructurales en estos tejidos. La AATes un reactivo de fase aguda. Los reactivos de fase aguda son proteínas que aumentan de concentración como respuesta a la inflamación aguda. Esta elevación a menudo se produce como resultado de infecciones, infarto al miocardio, desarrollo de tumores, intervención quirúrgica o traumatismos. Se supone que todos los reactivos de fase aguda tienen una función en la defensa del huésped. Como los reactivos de fase aguda se asocian con muchos estados de enfermedad, la determinación de los mismos no es diagnóstica pero se utiliza para vigilar el progreso o tratamiento de la enfermedad. Cuando los reactivos de fase aguda se elevan, la albúmina, la prealbúmina y la transferasa descienden y el nivel de proteínas totales no aumenta en forma notable. En el cuadro 11-4 se presenta una lista de los reactivos de fase aguda. El análisis de deficiencia de AAT se efectúa con electroforesis de proteínas porque aproximadamente 90% de la banda alfa-1 está formada de esta proteína. Se observa una banda alfa-1 normal en casos de deficiencia de AAT durante la formación de reactivos de fase aguda. La AAT se cuantifica por

Cuadro 11-4. Positivas

Reactivos de fase aguda Negativas

Alfa-1-antitripsina

Albúmina

Glucoproteína ácida alfa-1

Prealbúmina

Haptoglobina

Transferrina

Ceruloplasmina

::>TEINA ENLAZANTE DEL RETINOL

Fibrinógeno

proteína enlazante del retino! (RBP) es otra proteína de 1sporte. Se combina con la prealbúmina para transportar

Proteína C reactiva

PROTEINAS 11 • 201

nefelometría o inmunodifusión radial y la determinación de fenotipo se lleva a cabo con enfoque isoeléctrico. 12· 14

cardio y otros procesos inflamatorios. La haptoglobina experimenta migración electroforética a la banda alfa-2, pero se cuantifica por inmunodifusión radial o nefelometría.

GLUCOPROTEINA ACIDA ALFA-1 La glucoproteína ácida alfa-1 (AAG) tiene peso molecular de aproximadamente 44 000 y se produce en el hígado. Su :Unción primaria es inactivar la progesterona, pero también se enlaza con fármacos básicos y afecta la farmacocinética. La AAG es un reactivo de fase aguda y por tanto aumenta en ~o de inflamación, en especial durante reacciones autoin::lunes como artritis reumatoide y lupus eritematoso sistémi:o. También se eleva durante neoplasias malignas y después de traumatismos y quemaduras. La deficiencia de AAG puede ser ocasionada por mala nutrición, daños hepáticos o síndro::le nefrótico, pero con mayor frecuencia se relaciona con el ..so de anticonceptivos orales. La AAG se mide mediante ne:::lometría o inmunodifusión radiaJ.l5.J6

MACROGLOBULINA ALFA-2

:..a macroglobulina alfa-2 (AMG)

es una de las principales proteicas y es un inhibidor de la proteasa. Tam__ én participa en la coagulación y en el proceso fibrinolítico. ==.hibe la actividad proteolítica de tripsina, quimotripsina, ::-:~mbina, elastasa, calicreína y plasmina. La AMG no es un -:activo de fase aguda y se reduce en pacientes con artritis . umatoide y mieloma múltiple. También disminuye en pa
HAPTOGLOBINA haptoglobina es una glucoproteína que se manifiesta ::mo tres fenotipos distintos. La función de la haptoglobina :ransportar la hemoglobina plasmática libre al sistema re-.xloendotelial, en donde se degrada. La hemoglobina que está enlazada con haptoglobina, se filtra por el glomérulo, ?recipita en los túbulos y ocasiona daños renales graves. embargo, la hemoglobina enlazada con haptoglobina es .k'::lasiado grande para filtrarse y por tanto los niveles ade.::udos de haptoglobina evitan daños renales y retienen las "'rvas de hierro de la hemoglobina, que de lo contrario se :x:-derían. Todo el complejo de haptoglobina-hemoglobina degrada en el hígado o en el sistema reticuloendotelial, lo explica por qué el nivel de haptoglobinas generalmente JtS;:n.inuye después de una crisis hemolítica Por tanto, el nivel . aptoglobinas desciende en pacientes con anemia hemolíy defectos congénitos de la hemoglobina, como anemia ~aloblástica, anemia de células falciformes, deficiencia de ltidrogenasa de glucosa-6-fosfato, esferocitosis hereditaYtalasemia; durante reacciones de transfusión hemolítica; lupus eritematoso sistémico; y en pacientes que reciben DOmiento con metildopa. La haptoglobina puede compor.:se como una proteína de fase aguda y por tanto se eleva .-:mte infecciones, neoplasias, traumatismos, infarto al mio-

HEMOPEXINA La hemopexina es una globulina beta-l. Funciona como proteína de transporte que enlaza heme libre después de que la hemoglobina se ha catabolizado a sus partes componentes. El complejo heme-hemopexina viaja al hígado, en donde la porción heme se transforma en bilirrubina. Se cuantifica con poca frecuencia en el laboratorio clínico.

CERULOPLASMINA La ceruloplasmina es la globulina alfa-2 de transporte que contiene cobre. Seis moléculas de cobre están enlazadas fuertemente a cada molécula de ceruloplasmina, lo que produce un complejo con color ligeramente azul. La ceruloplasmina se enlaza con cerca de 90% del cobre plas mático y lo transporta. El cobre restante se enlaza con la albúmina. Se desconoce la función exacta de la ceruloplasmina, pero parece funcionar como enzima oxidativa. La ceruloplasinina es un reactivo de fase aguda y se observan niveles altos de la misma durante procesos inflamatorios, cirrosis y leucemias agudas y en pacientes con enfermedad de Hodgkin y artritis reumatoide. También se eleva durante el embarazo y con el uso de anticonceptivos orales. El nivel de ceruloplasmina se reduce en pacientes con enfermedad de Wilson, un padecimiento hereditario que se caracteriza porque el cuerpo es incapaz de excretar cobre en la bilis, lo que provoca su acumulación tóxica en hígado, cerebro, riñones y eritrocitos. Los niveles de ceruloplasmina también se reducen en pacientes que sufren de desnutrición y hepatitis crónica. La ceruloplasmina se cuantifica por inmunodifusión radial o nefelometría.

...t

TRANSFERRINA La transferrina es una beta-glucoproteína que funciona como proteína para transporte de hierro. Los iones férricos de la degradación del heme en el hígado y los que se absorben en la dieta son transportados por la transferrina a los sitios en que se producen eritrocitos, en la médula ósea. La transferrina no es una proteína de fase aguda y sus niveles disminuyen tras quemaduras graves e infecciones, neoplasias, afecciones hepáticas, afecciones renales y transferrinemia hereditaria. Los niveles elevados de transferrina guían hacia el diagnóstico de anemia por deficiencia de hierro, ya que el cuerpo responde a las deficiencias de hierro produciendo más transferrina. Dichos niveles también se elevan durante el embarazo, debido a la mayor demanda de las reservas de hierro, y cuando se utilizan estrógenos.

PROTEINA C REACTIVA La proteína e reactiva (eRP), que se denomina de este modo porque reacciona con el polisacárido e de la pared celular de los neumococos, es una proteína de fase aguda que se sinteti-

202 •

QUIMICA CLINICA

za en el hígado. Es un marcador muy inespecífice que se eleva durante la respuesta inmune a las infecciones, daños a los tejidos o necrosis celular asociada con infarto y enfermedades malignas. Las mediciones repetitivas son útiles para valorar el curso de una enfermedad (terapéutica de control durante el proceso inflamatorio o necrótico). La proteína C reactiva participa en el sistema inmunitario y desempeña una función en la activación de complementos, en la fagocitosis y en la liberación de linfocinas. Los niveles de proteína C reactiva se miden mediante aglutinación con látex, ensayo inmunoenzimático (EIA) o nefelometría. 17

FIBRINOGENO El fibrinógeno es una glucoproteína soluble que fabrica el hígado. Sirve como sustrato para la trombina, que es una enzima de coagulación (véase el cap. 33). El fibrinógeno también es una proteína de fase aguda. Se reduce en caso de coagulación intravascular diseminada, en afecciones hepáticas o en afibrinogenemias hereditarias. El fibrinógeno se mide con mayor frecuencia por análisis de coagulación empleando un fibrinómetro. Cuando el plasma se somete a electroforesis, el fibrinógeno migra a la región beta.

INMUNOGLOBULINAS Las inmunoglobulinas (anticuerpos) son el principal grupo de proteínas séricas que el hígado no produce, sino que las producen las células plasmáticas derivadas de los linfocitos B de la médula ósea. Las inmunoglobulinas se miden por nefelometría o inmunodifusión radial. Todas las inmunoglobulinas tienen dos cadenas pesadas idénticas y dos cadenas ligeras idénticas. Este tetrámero está unido por enlaces disulfuro. Las inmunoglobulinas se clasifican en IgG, IgA, IgM, lgD e IgE. Las cadenas ligeras se clasifican como kappa o lambda. Las inmunoglobulinas participan directamente en la respuesta inmunitaria. En esta respuesta interactúan diversos sistemas incluyendo la inmunidad humoral (producción de anticuerpos), inmunidad mediada por células (linfocitos T), fagocitos y complementos. La reducción de los niveles de inmunoglobulinas, o inmunodeficiencia, es genética o adquirida. Estas afecciones se describen en el capítulo 13. El aumento de niveles de inmunoglobulinas se clasifica como monoclonal, que procede de una línea celular, o policlonal, que procede de líneas celulares múltiples. Todas las células de un clono producen anticuerpos idénticos. Si el clono se multiplica, es posible que la producción de anticuerpos aumente a tal grado que la fracción gamma se haga visible tras la electroforesis. Esta proteína anormal se denomina paraproteína. Los incrementos policlonales se pueden diferenciar de los incrementos monoclonales mediante separación por electroforesis. La paraproteína monoclonal se hace visible como una banda discreta en algún punto de la región gamma, mientras que el incremento policlonal se evidencia como una fracción gamma homogénea pesada o bandas múltiples, según la capacidad de resolución del medio que se emplee y de la anormalidad que conduce a la producción de proteínas. Las hipergammaglobulinemias policlonales se deben a diversas afecciones que incluyen en-

fermedades infecciosas, enfermedades hepáticas, hipersensibilidades, enfermedades malignas y afecciones autoinmunitarias en el tejido conjuntivo, como lupus eritematoso sistémico.

lgG La IgG es la inmunoglobulina que se encuentra en mayor concentración en adultos. Se difunde al espacio extravascular porque es de tamaño pequeño y es capaz de atravesar la placenta. Su función consiste en neutralizar las toxinas, enlazarse con antígenos (incluyendo microorganismos) y activar complementos. La IgG tiene peso molecular de aproximadamente 150 000 y en adultos se encuentra en concentraciones de 800 a 1 800 mg/100 ml (8.0 a 18.0 giL). Como los lactantes no comienzan inmediatamente a producir IgG, dependen de la IgG materna que atravesó la placenta antes del nacimiento. Sus niveles descienden gradualmente y aumentan a medida que el lactante comienza a producir IgG. A los tres meses de edad el nivel es de 350 a 400 mg/100 ml (3.5 a 4.0 giL) y al año de 700 a 800 mg/100 mi (7.0 a 8~0 giL); este valor aumenta de manera gradual hasta que, alrededor de los 16 años, alcanza los niveles de la etapa adulta. Los aumentos de IgG policlonal se asocian con afecciones hepáticas, afecciones autoinmunitarias de la colágena (como lupus eritematoso sistémico y artritis reumatoide), tuberculosis, endocarditis. lepra, mononucleosis infecciosa, infecciones bacterianas y enfermedades malignas, en particular leucemia y linfomas.

lgA La IgA tiene peso molecular aproximado de 160 000. Es el anticuerpo secretorio presente principalmente en saliva, lágrimas, sudor, calostro y secreciones nasales. Proporciona protección superficial externa contra microorganismos, esta presente como dímero en estos líquidos y se estabiliza contra la proteólisis gracias a un componente que se denomina proteína secretoria. En el plasma está presente como monómero Sus niveles en adultos son de 90 a 450 mg/100 mi (0.9 a 4.5 giL). Los lactantes tienen aproximadamente 25% del niY de los adultos, a los tres años de edad alcanzan 50% de dicho nivel y a los 16 años el 100%. La IgA no atraviesa b placenta; en la sangre del cordón su nivel normal es infericr a 1 mg/100 mi. Los niveles de IgA policlonal aumentan ea pacientes con cirrosis, hepatitis crónica, artritis reumatoide... fibrosis quística, actinomicosis, leucemia monocítica y tuberculosis.

lgM La IgM es un pentámero con peso molecular de 900 000. Es la primera inmunoglobulina que se produce durante la respuesta inmunitaria y también la primera que elabora el fe durante su desarrollo. Se limita a la sangre porque es de amaño demasiado grande para pasar al espacio extravascular El rango .de referencia para varones adultos es ·50 a mg/100 ml (0.6 a 2.5 giL) y para mujeres adultas es de 70 a 280 mg/100 ml (0.7 a 2.8 giL). A los cuatro años de edad alcanza aproximadamente 50% del nivel que corresponde

PROTEINAS 11 • 200

la etapa adulta y a los ocho años, 100%. La· sangre del cordón tiene< 20 mg/100 mi(< 0.2 giL). Se observan incrementos policlonales en cirrosis, escleroderma, endocarditis bacteriana, lepra, tripanosomiasis, malaria, mononucleosis infecciosa, bartonelosis, actinomicosis y leucemia monocítica.

lgDe lgE La lgD y la lgE constituyen menos de 1% de las inmunoglobulinas séricas. La IgD tiene estructura similar a la lgG. Aún no se define con claridad la función de la lgD. En general la lgE se enlaza firmemente a los rnastocitos y aumenta en rexciones alérgicas.

Gammopatías monoclonales

:...os aumentos monoclonales de inrnunoglobulinas se deno:ninan gamrnopatías monoclonales. Se clasifican corno rna!:gnas o benignas. Las garnrnopatías monoclonales malignas 1:1cluyen rnieloma múltiple, rnacroglobulinernia de Waldens:rorn y afecciones de cadenas pesadas. El mielorna múltiple es una afección neoplásica maligna ~ue produce la formación de un clono de células plasmáticas ::-n la médula ósea. Generalmente afecta a individuos de más .:e 50 a 60 años y a ambos sexos por igual. Se denominó wieloma múltiple, en referencia a los tumores óseos rnúlti- .es que caracterizan la enfermedad. El rnieloma múltiple se ~ocia con diversos tipos de inrnunoglobulinas. El rnielorna :gG es el más común y constituye aproximadamente 60% de s casos, mientras que el IgA representa tan sólo 20%. Con ¡¡oca frecuencia se producen rnielornas lgD e lgE y constitu: en menos de 1% de los casos. La producción rnonoclonal ~e cadenas ligeras abarca tan sólo 15% de los casos de rnierna múltiple. Se observa una paraproteína anormal corno :.:1nda bien delimitada o máximo M en la región gamma, que - rrnalmente es homogénea durante la electroforesis de pro· ~ínas.

El mielorna múltiple se caracteriza por un amplio espec::-o de manifes taciones clínicas. Cuando la enfermedad rna·gna se desarrolla, produce lesiones óseas que provocan dolor _ reducen la fuerza de los huesos. Los síntomas predominan- ~ y de presentación son dolores esqueléticos. Las células - JSrnáticas producen cantidades anormales de inmunoglo~ u l ina, fragmentos de cadenas ligeras que se denominan pro·:::nas de Bence Jones o ambos. Se reduce la producción -~s tante de la médula ósea, que consiste en leucocitos y eri::ocitos, plaquetas e inrnunoglobulinas normales, lo "q ue oca_iona anemia e incapacidad del cuerpo para afrontar infec_, ones. En el laboratorio se detectan diversas anomalías asocia-=:s. El nivel de proteínas totales generalmente aumenta y va _e 10 a 12 g/100 mi (100 a 120 giL). El incremento se debe -elevación de la fracci?n gamma y el nivel de albúmina en ~:! neral disminuye. La proteinuria es un hallazgo frecuente ~b ido a la presencia de proteínas de Bence Jones. Este ex: eso de cadénas ligeras libres, que son de peso molecular ~jo, es excretado por el riñón en la orina y provoca daño re~ porque se precipita en los túbulos. Las proteínas de Ben:e Jones generalmente no están presentes en el suero, a me-

nos que se haya producido daño renal por su filtración en los glornérulos. El diagnóstico de laboratorio del rnieloma múltiple debe incluir electroforesis de suero y orina, ya que 15% de los mielomas sólo secreta cadenas ligeras. El diagnóstico no se efectúa con precisión cuando sólo se lleva a cabo electroforesis de suero. La electroforesis de proteínas no permite diferenciar el tipo de inmunoglobulinas que participa. Para ello se requiere una prueba adicional con antisueros específicos para algún tipo de inmunoglobulinas o cadenas ligeras, como inrnunoelectroforesis, o la técnica de Ouchterlony. Las cadenas ligeras también se miden como proporción (K:L) y se emplean como marcadores de tumores . Este procedimiento se realiza mediante nefelornetría o inmunodifusión radial. La destrucción excesiva de los huesos libera el calcio de Jos mismos y puede producir hipercalcemia, la que, contribuye a los daños renales. Los niveles de ácido úrico con frecuencia se elevan debido al incremento de proliferación y destrucción celular. Las crioglobulinas también suelen elevarse. Las crioglobulinas son garnrnaglobulinas que se precipitan en frío y se disuelven cuando se recali~ntan a la temperatura corporal. Pueden estar asociadas con cualquier tipo de cadena pesada y son secundarias al mielorna múltiple así corno a otras afecciones como rnacroglobulinernia, leucemia, lupus eritematoso sistémico, artritis reumatoide, policiternia o diversas afecciones de tipo inflamatorio. Cuando los pacientes con crioglobulina se exponen al frío extremo, la precipitación de estas proteínas provoca hiperviscosidad del plasma, espasmos en los capilares, palidez y cianosis, además de dolor. En casos graves esto da lugar a úlceras cutáneas y gangrena. Se denomina fenómeno de Raynaud. El suero se analiza para detectar la presencia de crioglobulinas dejando reposar la muestra en ambiente frío (a 4 oc hasta por 72 horas), verificando si hay precipitado al final de la incubación en frío y redisolviendo el precipitado (si lo hay) a 37°C. Los pacientes también experimentan síntomas relacionados con el síndrome de hiperviscosidad. Debido a la elevada concentración de inrnunoglobulinas el suero se hace espeso y viscoso, lo que provoca reducción del flujo sanguíneo, necrosis en los tejidos y hemorragia en las mucosas. Diversas anormalidades hernatológicas constituyen datos característicos del rnielorna múltiple. Se observa anemia debido a las hemorragias, a la sustitución de la médula por células malignas y a que se acorta el margen de vida de los eritrocitos. También se hace aparente cierto grado de leucopenia y trombocitopenia. La observación hernatológica más notable es el fenómeno de rouleaux, en el cual los eritrocitos aparentemente se adhieren entre sí a nivel microscópico debido al aumento de la concentración de paraproteínas. El tratamiento consiste en el uso de supresores de la médula, corno ciclofosfarnida o vincristina. Estos fármacos inhiben el desarrollo de células plasmáticas anormales en mayor grado que el de células normales. La terapéutica con rayos X y la hidratación adecuada también se utilizan corno tratamiento. El mielorna múltiple es una enfermedad progresiva y ~nortal en último término, aunque en muchos casos (60 a 70%) se logran remisiones durante uno a siete años. La rnacroglobulinernia de Waldenstrorn, conocida también corno rnacroglobulinemia primaria, es una garnrnopatía

204 •

QUIMICA CLINICA

que afecta la producción de globulinas lgM. Casi siempre se observa en personas de edad avanzada, con un máximo de incidencia de los 60 a los 70 años. Ocurre con más frecuencia en varones que en mujeres. La afección suele ser más leve que el mieloma múltiple y es compatible con la supervivencia prolongada. En contraste con el mieloma múltiple, el dolor en los huesos no es un síntoma prominente y casi nunca se detectan lesiones óseas. Los pacientes presentan síntomas vagos de mala salud, como debilidad y pérdida de peso, que suelen preceder a las manifestaciones más graves durante años. Las características más comunes y predominantes se relacionan con el síndrome de hiperviscosidad, que es más pronunciado en la macroglobulinemia de Waldenstrom debido al gran tamaño de las moléculas lgM. Las manifestaciones comunes son anemia, crioglobulinemia y hemorragia. La anemia se explica en parte por la destrucción acelerada de células sanguíneas y reducción de la eritropoyesis, y las diátesis hemorrágicas se deben a afecciones circulatorias de la sangre viscosa y a la interferencia de la lgM con los factores de coagulación. Las afecciones renales son mucho menos frecuentes en la macroglobulinemia de Waldenstrom que en el mieloma múltiple, aun en presencia de proteinuria de Bence Jones, lo que ocurre en cerca de 10% de los casos. El tratamiento consiste en efectuar plasmaféresis como medida temporal para reducir el grado de hiperviscosidad. El fármaco quimioterapéutico de elección es el clorambucil. Las gammopatías monoclonales benignas son las afecciones más comunes en las cuales se producen niveles inexplicables de proteínas séricas. Se observan componentes M en cerca de 1% de los sujetos normales y en 3 a 6% de las p~rsonas. de 70 años de edad o mayores. Muchos de estos pacientes tienen antecedentes de algún tipo de enfermedad crónica. En la actualidad es imposible distinguir de manera inequívoca entre las afecciones benignas y las que progresan en último término a enfermedades declaradas, como mieloma. El método más útil para valorar una gammopatfa monoclonal inexplicable es efectuar estudios de seguimiento cuidadosos en el paciente.

Amlloldosls

MICROGLOBULINA BETA-2 La microglobulina beta-2 (B2M) es una proteína de peso molecular bajo (11 800). Es la cadena ligera asociada con antígenos HLA que se encuentra en todas las células nucleadas. La cadena pesada de HLA está integrada a la membrana celular y la cadena ligera se encuentra enlazada con la cadena pesada en la superficie celular. Se libera B2M a la sangre cuando la célula muere o se regenera; este producto es filtrado por el glomérulo y se absorbe y degrada en los túbulos proximales del riñón. Sus niveles séricos reflejan la tasa de producción y el funcionamiento renal de filtración y reabsorción de esta proteína. La B2M se emplea como marcador de tumores, especialmente para el diagnósti'co de ciertas leucemias y puede utilizarse como una prueba sensible del funcionamiento renal. La B2M se mide por ensayo inmunorradiológico (RIA), inmunodifusión radial, electroinmunodifusión y nefelometría. Los valores séricos van de 0.7 a 3.4 mg/L y los niveles en orina de O a 300 ¡J.g/litro.I8 Los rangos de referencia de las proteínas séricas en adultos se indican en el cuadro 11-5 y en la f¡,gura 11-5 se

Cuadro 11-5.

Rangos de referencia para las proteínas sérlcas en adultos Rango

Prealbúmina

20-40

AAT

93-224

AAG

55-140

AMG

15CM350

Haptoglobina HP 1-1 HP 1-2 HP2-2

100-220 106-300 120-260

Transferrina

200-400

Ceruloplasmina CRP

Las amiloidosis son un grupo de enfermedades que se caracterizan por depósitos de sustancia proteica fibrilar entre las células de diversos órganos. Esta proteína tiene dos porciones distintas, la proteína fibrilar (capa beta) y el componente P, una glucoproteína sérica similar a la proteína C reactiva. La proteína fibrilar suele estar formada por cadenas ligeras asociadas con inmunoglobulinas (proteínas de Bence Jones) o con antígeno HLA (microglobulinas beta-2). La otra proteína que se relaciona con este depósito extracelular se llama proteína asociada con amiloides. Los depósitos amiloideos pueden ser secundarios a otras enfermedades, generalmente mieloma múltiple, inflamación crónica o afecciones renales, o se observan como estado de enfermedad primario (una afección hereditaria). Los depósitos, de tipo localizado o sistémico, ejercen presión en los órganos sobre los que se encuentran y pueden provocar la muerte.

(mg/100ml)

Constituyente

15-60 0-0.5

Fibrinógeno (plasma)

15CM350

lgG

800-1 800

lgA

90-450

lgM

60-280

lgD

0-14

lgE RBP Hemopexina B2M

0-180 (U/mi) 1 ~ = 2 ng, 0-360 ng/ml

3-6 50-115 0.07-Q.34

PROTEINAS 11 •

ilustran los electroforetogramas de diversos estados de enfermedad.

----f-------PROTEINAS EN OTROS LIQUIDOS CORPORALES

ORINA ~ormalmente no se observan proteínas en ~ detectan, en general son albúminas y si

la orina. Cuando persisten indican 1fección renal. Se describió ya la manera de cuantificar pro:.cínas en orina. La presencia de cadenas ligeras se detecta ;x>r electroforesis e inmunoelectroforesis tras concentrar la .:::uestra.

UQUIDO CEFALORRAQUIDEO :.OS niveles proteicos en líquido cefalorraquídeo en general -.."11 muy bajos. El rango es de aproximadamente 15 a 45 :::g/100 mi (150 a 450 mg!L). Los niveles elevados de pro:rinas totales pueden deberse a daños en la barrera entre sanf='e y cerebro durante alguna enfermedad, o tras algún trau::;¡úsmo. Las elevaciones también son ocasionadas por :nento de la producción de proteínas en el sistema nerviocentral secundario a enfermedades como neoplasia, infec•. 2"nes y esclerosis múltiple. La cuantificación de fracciones leicas individuales es útil cuando se requiere valorar ni'!:es elevados de proteínas totales o cuando el cuadro clíni-~ sugiere alguna anormalidad del sistema nervioso. Esto se Ya a cabo mediante los mismos procesos sensibles para . :...J.núficar proteínas séricas, como nefelometría, ensayo inorradiológico, inmunodifusión radial y ensayo inmunoenz:::Jático. La proteína básica mielina (MBP) es un componente esrxtural del recubrimiento de mielina. Este funciona como ·'ante eléctrico para el axón del nervio. Los impulsos neros se transmiten con más facilidad cuando esta capa está ta. La mielina normalmente no está presente en ellíquicefalorraquídeo, pero se observa en estados de enfermedad ~ desmielinización que provocan necrosis o descomposi:l de la mielina. Se mide mediante ensayo inmunorradio~t o o técnicas de inmunorrevelado. La presencia de mielien líquido cefalorraquídeo indica desmielinización activa ;:.~ele ocurrir después de traumatismos o se relaciona con :ermedades como esclerosis múltiple, encefalitis y otras áe:-ciones cerebrovasculares. En ocasiones se detectan paraproteínas anormales en lío cefalorraquídeo, las cuales se· valoran con las mismas ar..--:úcas que las proteínas séricas. Con frecuencia se evalúa e ~:quido cefalorraquídeo para detectar bandas oligoclonales ca :a región de las inmunoglobulinas. Estas se definen como 11%.3 o más bandas en el líquido cefalorraquídeo que no están

205

presentes en suero. Las bandas oligoclonales se presentan en 95% de los pacientes con esclerosis múltiple. La esclerosis múltiple es una enfermedad que presenta síntomas muy diversos, lo que dificulta su diagnóstico así como el hecho de que en sus primeras etapas se manifiesta por episodios. Esta enfermedad no progresa de manera predecible, aunque casi siempre produce un aumento de anormalidades neurológicas. Se observa con mayor frecuencia en mujeres blancas, generalmente en adultas jóvenes. Desde el punto de vista patológico la enfermedad se caracteriza por lesiones, inflamación y desmielinización de los nervios de la médula espinal, el tallo cerebral o el nervio óptico. Se piensa · que esta enfermedad la ocasiona un agente viral o es una afección autoinmunitaria. Los pacientes con esclerosis múltiple muestran incremento de IgG en líquido cefalorraquídeo. La lgG anormal tiende a separarse en bandas oligoclonales tras la electroforesis de alto voltaje en gel de agarosa, gel de poliacrilamida o isogel. Primero se concentra la proteína para asegurar una visualización adecuada o se revela el electroforetograma con técnicas de revelado especiales muy sensibles (revelado con plata o inmunorrevelado). Además, existen otros dos cálculos útiles para valorar la elevación de IgG en líquido cefalorraquídeo. El primero es la relación de lgG/albúmina, que normalmente es inferior al 25%. Las elevaciones de esta relación indican incremento de lgG en el líquido cefalorraquídeo. El segundo es el índice de lgG, que es (IgG en líquido cefalorraquídeo!IgG en suero)/(alb~mina en líquido cefalorraquídeo/albúmina en suero) y normlftmente es inferior a 0.66. La elevación del índice de lgG indica daños en la barrera entre la sangre y el cerebro, más que aumento de la producción de IgG en líquido cefalorraquídeo. 19. 20 En el cuadro 11-6 se enumeran los rangos de referencia para las proteínas que se encuentran en el líquido cefalorraquídeo.

OTRAS PROTEINAS En el organismo hay otras proteínas de interés. Dos proteínas estructurales que se están evaluando como marcadores de daños al miocardio son la miosina ventricular humana de cadena ligera y la mioglobina cardiaca. Estas proteínas se liberan a la sangre poco después de un infarto y sirven como marcadores para infarto al miocardio en etapas más tempranas que la enzima creatincinasa.

Cuadro 11·6.

Rangos de referencia para proteínas en líquido cefalorraquídeo

Constituyente

Rango (mg/100m/)

Albúmina

0-40

lgG

2-4

lgA

0.15-0.6

lgM

0-0.1

a.

b.

Fracción

%

ALBUMINA ALFA 1 ALFA2 BETA GAMMA

53.5 3.6 10.2 13.9 18.8

g/100 mi 3.8 0.3 0.7 1.0 1.3

SPEP total 7.1 (patrón de electroforesis proteica del suero) c.

•

Rango de g/1 00 mi

Fracción

% 43.0 3.4 8.0 10.8 34.8

g/100 mi

3.4 0.2 0.5 0.6 0.8

5.4 0.4 0.9 1. 1 1.5

ALBUMINA ALFA 1 ALFA2 BETA GAMMA

6.0

8.3

SPEP total 8.5hi (patrón de electroforesis proteica del suero)

~ ·~?·:· ~

·:

3.7 0.3 0.7 0.9 3.0hi

Rango de g/1 00 3.4 J).2 0.5 0.6 0.8 6.0

d. ,~

.

·, . ~~~~~!

Fracción

%

ALBUMINA ALFA 1 ALFA2 BETA GAMMA

48.0 3.9 6.4 9.0 32.6

g/100 mi

3.1 lo 0.3 0.4 lo 0.6 2. 1 hi

SPEP total 6.5 (patrón de electroforesis proteica del suero)

Rango de g/1 00 mi

Fracción

% 44.6 8.1 17.2 15.7 14.5

g/ 100 mi

3.4 0.2 0.5 0.6 0.8

5.4 0.4 0.9 1.1 1.5

ALBUMINA ALFA 1 ALFA2 BETA GAMMA

6.0

8.3

SPEP total 5.61o (patrón de electroforesis p roteica del suero)

2.5 1o 0.5hi 1.0 hi 0.9 0.8

3.4 0.2 0.5 0.6 0.8 6.0

Flg. 11-5. Electroforetogramas de diversos estados de enfermedad. a. Electroforesis sé rica normal. b. Gammopatía monoclonal; el máximo intenso en la región gamma indica el incremento de algún tipo de inmunoglobulina, que se observa en gammopatías monoclonales como mieloma múltiple. c. Gammopatía policlonal (se observa en diversas afecciones en las que hay producción de anticuerpos); una banda gamma ancha y difusa sugiere incremento policlonal de las fracciones de inmunoglobulinas que se observan en afecciones inflamatorias, como enfermedades hepáticas y enfermedades infecciosas. d. Patrón de fase aguda; el patrón inflamatorio agudo característico muestra una reducción de la fracción de albúmina y un incremento en las fracciones 0:1 y 112.

206

r-·

t .....

=-acción ~U MINA ~'=A

1

~A 2

!E""A ,io~MM A

%

49.2 5.2 12.3 13.4 19.9

·-~--

-

. ·-

·~

-

t

/__,,., ,.. ...,,,~ """i

. -------

--~--- -~J.•

g/100 mi 4.0 0.4 1.0 hi 1.1 1.6hi

8.1 :?=-.Ptotal ;:a~ón de electroforesis proteica del suero)

Rango de g/1 oo mi

Fracción

%

50.2 4.6 11.6 19.2 14.3

g/100 mi

3.4 0.2 0.5 0.6 0.8

5.4 0.4 0.9 1.1 1.5

ALBUMINA ALFA 1 ALFA2 BETA GAMMA

6.0

8.3

7.0 SPEP total (patrón de electroforesis proteica del suero)

3.5 0.3 0.8 1.3 hi 1.0

Rango de g/1 00 mi 3.4 0.2 0.5 • 0.6 0.8

5.4 0.4 0.9 1.1 1.5

6.0

8.3

h.

"J.

57.3 2.4 8.2 11.5 20.6

~ de

f.

'•"'•

3.8 0.2 0.5 0.8 1.4

6.6 electroforesis proteica del suero)

Fracción

o¡o 56.0 4.2 15.8 14.0 9.9

g/100 mi

3.4 0.2 0.5 0.6 0.8

5.4 0.4 0.9 1.1 1.5

ALBUMINA ALFA 1 ALFA2 BETA GAMMA

6.0

8.3

SPEP total 5.7 /o (patrón de electroforesis proteica del suero)

3.2/o 0.2 0.9 0.8 0.6/o

Rango de g/100 mi 3.4 0.2 0.5 0.6 0.8

5.4 0.4 0.9 1. 1 1.5

6.0

8.3

'"9- 11-5. (Continuación) e. Patrón de inflamación crónica; la inflamación crónica se caracteriza por reducción de la albúmina e incremento de • :racciones de <X1 y <X2 que se detecta en reacciones de inflamación aguda, y también aumento de las fracciones gamma. f. Patrón que se ob..-.-a en anemia microcítica; el incremento de la fracción ~ en la anemia microcítica se debe a una elevación de la síntesis de transferrina, la T.Xeína de transporte de hierro. g. Deficiencia de a,-antitripsina; la deficiencia de <X1 ·antitripsina aparece como reducción de la banda <X1 o ::rx> ausencia total de la misma, dependiendo de que la afección sea heterocigótica u homocigótica. h. Síndrome nefrótico; el patrón de sín:r:rne nefrótico se caracteriza por reducción de todas las fracciones de proteína, con excepción de a2. La macroglobulina <X2 se retiene en los ...,: - es debido a que su tamaño molecular es grande.

207

--f----

208 • QUIMICA CUNICA

i.

RESUMEN

Las proteínas se han empleado como ayudas diagnósticas durante años. Los recientes desarrollos tecnológicos, incluyendo el uso de tecnología monoclonal de anticuerpos, mejoraron en forma considerable la sensibilidad y especificidad del fraccionamiento y cuantificación de proteínas. Las proteínas específicas, que no se utilizaban antes como ayudas diagnósticas, se emplean actualmente conforme se desarrollan las tecnologías asociadas con anticuerpos monoclonales, separación de proteínas y determinación de la secuencia de las mismas. Sin embargo, aún es necesario investigar más a fondo las causas genéticas de las anormalidades de proteínlb y lo que se puede hacer para resolver estos problemas. Fracción

%

ALBUMINA ALFA 1 ALFA2 BETA GAMMA

38.6 8.5 9.8 9.1 34.0

g/100 mi

2.4/o 0.5 hi 0.6 0.6 2.1 hi

SPEP total 6.3 (patrón de electroforesis proteica del suero)

Rango de g/1 00 mi 3.4 0.2 0.5 0.6 0.8

5.4 0.4 0.9 1.1 1.5

6.0

8.3

Flg. 11-5. (Continuación.) l. Cirrosis; el patrón de electroforesis característico de cirrosis indica que las fracciones beta y gamma se encuentran mezcladas, lo que recibe el nombre de puente beta-gamma.

La alfa-fetoproteína (AFP) está presente en fetos y lactantes en cantidades muy abundantes, pero en adultos normales se detecta en cantidades muy bajas, inferiores a 15 ng/ml (<15 J.lg/L). La alfa-fetoproteína se utiliza comúnmente como marcador de tumores, como se describe en el capítulo 16. También se usa para analizar el suero materno y el líquido amniótico y detectar defectos fetales (principalmente defectos del conducto neural). Esto es posible porque los niveles fetales son muy altos. Parte de la alfa-fetoproteína fetal que pasa normalmente al líquido amniótico se introduce a la circulación materna. Es complejo calcular los niveles séricos matemos normales porque es necesario tomar en cuenta la edad gestacional del feto, el peso de la madre, la edad y la ascendencia. Si el feto tiene un defecto de apertura del conducto neural, un defecto de la pared abdominal o anencefalia, los niveles en el líquido amniótico serán muy superiores a lo normal, lo mismo que los niveles séricos maternos, porque se pierde más alfa-fetoproteína fetal a través del defecto abierto. Se calcula un nivel medio de alfa-fetoproteína para cada edad gestacional y los resultados de alfa-fetoproteína materna se interpretan como múltiplos de esta mediana. Las proteínas que liberan los tumores se utilizan como marcadores. La proteína como marcador de algún tumor se mide en preparaciones de citosol y en suero, orina, líquido cefalorraquídeo y otros líquidos del organismo.

'

Referencias l. Salden H, Bas B, Hermans 1, Janson P: Analytical performance of three commercially available nephelometers compared for quantifying proteins in serum and cerebrospinal fluid . Clin Chem 34: 8, 1988. 2. Wu JT, Knight JA: Electrophoresis: Basic principies and practical considerations. American Society of Clinical Pathologists Clinical Chemistry Check Sample CC 85-6 (CC-164), 1985. 3. Hoefer Scientific Instruments: Introduction to 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13 . 14. 15.

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PROITINAS 11 • 209

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..

.

210 • QUIMICA CUNICA

APLICACION DE CONCEPTOS 11-1 .·

Un hombre de 35 años de edad con antecedentes de disnea progresiva durante cinco años fue referido a una clínica pulmonar. El paciente vivía en una comunidad de granjeros y no tenía antecedentes de tabaquismo. En el examen físico se observó que los lechos de las uñas estaban cianóticos y sus dedos tenían forma de palillo de tambor. Rango de referencia

Datos de laboratorio 3

(4 300-10 800) (4.20-5.90) (13.0-18.0) (43-52) (6.0-8.4) (3.5-5.0) (0.1-1.0) (7-27) (13-39) (5-20)

Recuento de leucocitos= S OOO/mm 3 Recuento de eritrocitos = 6.0 millones/mm Hemoglobina= 19.0 g/100 mi Hematócrito = 57% Proteína total = 6.0 g/1 00 mi Albúmina= 4.6 g/100 mi Bilirrubina = 0.8 mg/100 mi AST= 25 UIL ALP= 65 U/L BUN = 16 mg/100 mi Gases sanguíneos p02= 70mm Hg pC02 = 68 mm Hg pH = 7.30

(80-90) (35-45) (7.35-7.45)

l. Identifique las observaciones anormales de laboratorio.

5. ¿Cuáles son los componentes de la fracción alfa en la electroforesis de proteínas? 6. ¿Qué componentes de la región alfa constituyen cerca de 90% de dicha fracción? 7. ¿Qué estados de enfermedad se asocian con reducción de los niveles de AAT? 8. ¿Qué métodos pueden utilizarse para cuantificar la AAT?

9. ¿Qué función tiene la AAT? 10. ¿Qué estado de enfermedad representa el patrón de electroforesis a? • 11. ¿Qué valores de laboratorio indican que este paciente no tiene cirrosis en etapa tardía?

12. ¿Qué estado de enfermedad representa el patrón de electroforesis e? 13. ¿Qué valores de laboratorio indican que este paciente no tiene síndrome nefrótico?

2. Clasifique el desequilibrio acidobásico. 3. Explique el incremento de la masa de los eritrocitos. 4. ¿Cuál de los siguientes patrones electroforéticos corresponde probablemente a este paciente?

+

+

a.

b.

+

c.

PROTEINAS 11

•

211

APLICACION DE CONCEPTOS 11-2 Un varón de 65 años acude al médico porque experimenta fatiga y hemorragia nasal frecuente. También observó cierta :nflamación de los ganglios linfáticos de la axila y reducción de su visión. Las pruebas de laboratorio revelan lo siguiente: Rango de referencia

Datos de laboratorio 3

Recuento de leucocitos= 4 OOO/mm Recuento de eritrocitos = 4.1 núllones/mm3 Hemoglobina= 12.0 g/100 mi Hematócrito =36% Plaquetas = 270 OOO/mm3 Proteína total= 14.0 g/100 mi Albúmina= 2.7 g/100 mi

(4 300--10 800) (4.20-5.90) (13 .0-18.0) (43-52) (150 000-350 000) (6.0-8.4) (3.5-5.0)

l. Identifique los datos anormales de laboratorio.

2. Se ordenó una electroforesis de suero y se detectó un "máximo" monoclonal. ¿Qué incidencia tiene este tipo de máximo entre la población? a. Muy poco frecuente, < 0.001% b. Poco frecuente, < 0.1% c. Más frecuente, > 0.1% 3. Con base en la incidencia entre la población elija los tipos de inmunoglobulina más comunes y menos comunes que se encuentran en asociación con el máximo de electroforesis. a. lgA b. lgD c. lgE d. lgG e. lgM ~

La inmunoelectroforesis del suero identificó inmunoglobulina como IgM con cadenas kappa (K). De la siguiente lista de enfermedades elija las que suelen relacionarse con incremento de niveles de lgM. a. Mieloma múltiple b. Gammopatfa monoclonal benigna c. Macroglobulinemia de Waldenstrom d. Linfoma

S. El mieloma múltiple es una neoplasia maligna de una sola clona de células plasmáticas de la médula ósea. Elija las características típicas del mieloma múltiple. a. Ocurre en personas de menos de 40 años b. Ocurre en personas de más de 40 años c. Mayor incidencia en varones d. Mayor incidencia en mujeres e. Dolor en los huesos

f. No produce dolor en los huesos g. Destrucción de los huesos h. No produce destrucción de los huesos i. Anormalidades renales j. No produce anormalidades renales 6. Elija las observaciones sanguíneas características en casos de mieloma múltiple. a. Anemia microcítica, hipocrómica b. Anemia macrocítica c. Anemia normocftica, normocrómica d. Reducción del recuento de leucocitos e. Recuento normal de plaquetas 7. Las lesiones de los huesos y el dolor de los mismos son los síntomas más frecuentes del mieloma múltiple. Elija las observaciones de laboratorio que se asocian con estos síntomas. a. Reducción de calcio en suero b. Aumento de calcio en suero c. Reducción de fosfatasa alcalina en suero d. Fosfatasa alcalina sérica normal e. Aumento de fosfatasa alcalina sérica f. Reducción de fósforo en suero g. Fósforo en suero normal 8. La macroglobulinemia de Waldenstrom parece ser una variedad de leucemia linfocítica crónica o linfoma linfocítico bien diferenciado. La paraproteína es invariablemente lgM y es producida por los linfocitos B más maduros. Elija las características clínicas asociadas con la macroglobulinemia de Waldenstrom. a. La edad promedio en que se manifiesta es inferior a 50 años b. La edad promedio en que se manifiesta es mayor a 50 años c. Se observa mayor incidencia en varones d. Se observa mayor incidencia en mujeres e. Los ganglios linfáticos, el hígado y el bazo se encuentran normales f. Los ganglios linfáticos, el hígado y el bazo se observan de mayor tamaño g. Se observa diátesis hemorrágica h. No se observa diátesis hemorrágica i. Se observan lesiones osteolfticas en los huesos j. No se observan lesiones osteolíticas en los huesos k. Se producen cambios oculares l. Produce dolor en los huesos m. No produce dolor en los huesos n. Se observan perturbaciones neurológicas

212 • QUIMICA CLINICA

9. Para cada una de las siguientes determinaoioñes de laboratorio indique si las observaciones características asociadas con macroglobulinemia se refieren a reducción, datos normales o incremento de los mismos. a. Proteína total b. Albúmina sérica c. Calcio en suero d. Fósforo en suero e. Fosfatasa alcalina en suero f. Nitrógeno ureico sanguíneo g. Creatinina sérica h. Deshidrogenasa táctica i. Bilirrubina total j. Acido úrico k. Niveles de lgG

l. m. n. o. p.

Niveles de lgM Sodio en suero Potasio en suero Cloruro en suero Bicarbonato en suero

10. Calcule la brecha de aniones. ¿Se encuentra normal, reducida o aumentada?

11. Con base en los antecedentes del paciente y los datos de laboratorio elija el diagnóstico más probable: a. b. c. d.

Mieloma múltiple Gammopatía monoclonal benigna Macroglobulinemia de W aldenstrom Linfoma

~

APITULO

12

Shauna C. Anderson

Metabolismo de aminoácidos y afecciones relacionadas

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE • Definir las enfermedades genéticas. • Definir los errores Innatos del metabolismo y describir tres cursos resultantes de los mismos. • Describir los niveles característicos de aminoácidos en suero y en orina en amlnoacldurlas renal y de desbordamiento. • Describir las observaciones clínicas, datos de laboratorio y el defecto fundamental de cada una de las siguientes afecciones: C lstlnurla Clstlnosls Síndrome d e Hartnup renllc etonurla ll'oslnosls 1ioslnemla Alc aptonurla Enfermedad d e la orina color maple '-lomoclstlnurla .:..!blnlsmo

• 1

Describir los procedimientos simples de laboratorio que se utilizan para detectar afecciones metabólicas y las observaciones para las afecciones mencionadas anteriormente.

CONTENIDO DEL CAPITULO GENERALIDADES SOBRE ENFERMEDADES GENETICAS APLICACIONES CLINICAS Clstlnurla Clstlnosls Síndrome de Hartnup Fenllcetonurla nroslnosls y tlroslnemla Alcaptonurla Enfermedad de la orina color maple Homoclstlnurla Albinismo PROCEDIMIENTOS ANALITICOS RESUMEN 213

--f-------- -----214 •

QUIMICA CUNICA

-GENERALIDADES SOBRE ENFERMEDADES GENETICAS

Una enfermedad genética es una afección mórbida provocada por una variación del material genético humano. 1 La enfermedad se produce cuando se lleva a cabo la mutación en un solo gen en forma espontánea o hereditaria. Si ésta se expresa, el gen mutante da lugar a la síntesis de una proteína anormal o altera el nivel de producción de una proteína normal. Una manera útil de dividir las enfermedades genéticas es según el tiempo en que se inicia la expresión fenotípica. 2 El grupo 1 consiste en defectos que se manifiestan in utero. La mayoría de estos defectos son aberraciones cromosómicas, como deleciones, trisomías, translocaciones no balanceadas o afecciones multifactoriales del desarrollo. El síndrome de Down es un ejemplo de una afección de este grupo. Los defectos del grupo II expresan alteraciones de fenotipos durante el periodo prenatal o en la niñez temprana. La mayoría de estas enfermedades son errores congénitos monogénicos del metabolismo (fenilcetonuria, homocistinuria). El grupo III incluye afecciones que aparecen en la adolescencia o en la etapa adulta. Este grupo contiene principalmente afecciones poligénicas en las cuales desempeñan una función las influencias ambientales. Algunos ejemplos incluyen hipertensión esencial, aterosclerosis, úlcera péptica, diabetes y esquizofrenia. Las técnicas de biología molecular que se aplican en el campo de la medicina han mejorado la capacidad para identificar el gen causal. Aunque los conocimientos acerca de los defectos que provocan estas enfermedades van en aumento, como grupo son relativamente resistentes al tratamiento. La terapéutica más eficaz para la mayoría de estas enfermedades genéticas aún es la prevención a través de pruebas y orientación genéticas, y diagnóstico prenatal. En teoría, las enfermedades genéticas más simples de tratar serían las monogénicas. En ellas, un gen defectuoso produce RNA mensajero defectuoso o impide que se produzca. En último término, se produce una proteína defectuosa o no se llega a producir. Esto ocasiona un desequilibrio metabólico o bioquímico. Si la proteína que no se produce es una enzima, esto impide que se metabolice algún tipo de sustancia y el exceso da lugar a manifestaciones clínicas. Por otra parte, si la proteína en sí no se metaboliza en forma normal para crear otros productos, se observa una enfermedad clínica. El tratamiento de este tipo de enfermedades consiste en corregir el desequilibrio mediante la activación de la enzima anormal, el suministro de la proteína faltante o anormal, o la reposición del mRNA o el gen defectuoso. Las afecciones poligénicas son mucho más frecuentes y como los factores del medio participan en su desarrollo, es más fácil llevar a cabo intervenciones terapéuticas. El paciente puede o no "curarse".

APLICACIONES CLINICAS

Por definición, los errores congénitos del metabolismo incluyen defectos que se encuentran en enzimas y que interrumpen vías fisiológicas. Con esta interrupción, se siguen tres cursos: 1) exceso de precursores tóxicos, 2) exceso de metabolitos tóxicos y 3) deficiencia de metabo1itos esenciales. Los errores congénitos del metabolismo de aminoácidos provocan aminoaciduria o incremento de aminoácidos en la orina. Las aminoacidurias son renales o de desbordamiento. Las aminoacidurias renales se identifican por niveles normales de aminoácidos en plasma pero aumento de los niveles en orina y en general se deben a reducción de la reabsorción en los túbulos renales. Esta reducción puede ser consecuencia de anomalías congénitas del funcionamiento de los túbulos renales, o puede ocurrir como resultado de alguna enfermedad adquirida o estar asociado a ella. Las amiqoacidurias de desbordamiento se caracterizan por elevación de la concentración de uno o más aminoácidos en plasma y depuración renal normal.

CISTINURIA La cistinuria es uno de los "errores congénitos del metabcr lismo" originalmente descritos por A.E. Garrod en 1908. Los individuos que excretan mayores cantidades de cistina. lisina, arginina y ornitina tienen el diagnóstico de cistinuria. Esta afección no es del metabolismo sino que se cree que en ella participa una proteína de transporte que se localiza en la membrana de ciertos tipos de células epiteliales. El defecto en el mecanismo de reabsorción del túbulo renal ocasiona aminoaciduria renal. Se observa un defecto aparente en el túbulo renal en la reabsorción de aminoácidos similares del filtrado glomerular. Todos los aminoácidos afectados son de tipo alfa con un segundo grupo aminado en la molécula (fig_ 12-1). La incidencia de esta afección es de aproximadamente un caso en 7 000 a uno en 20 000. La única manifestación de la enfermedad, la formació. de cálculos renales, se produce durante la niñez pero alcanLt un máximo de incidencia en la tercera década de la vid1. Con frecuencia se forman cálculos múltiples que tienden a recurrir cuando se los elimina. Los cálculos de cistina son de color blanco amarillento y tienen brillo seroso. A menudo son suaves pero tambiéa pueden ser de tipo granular denso. La detección de cristales de cistina en el sedimento urinario indica el potencial para la formación de cálculos de cistina. Los cristales de cistina aparecen en forma de cristales hexagonales. La prueba cualitativa con reactivos de cianuro y nitroprusiato confirman la presencia de cristales de cistina en el sedimento de orina. L reactivos producen un color púrpura rojizo en presencia de cistina. Esta prueba no es sensible y no permite detectar a le:. heterocigotos. El análisis de aminoácidos de tipo cuantitativo por intercambio iónico permite detectar no sólo las mayores cantidades de cistina sino también las de lisina, argini y ornitina.

METABOLISMO DE AMINOACIDOS Y AFECCIONES RELACIONADAS 12 • 215

COOH

H~@ H

CH2

H~®

1 S 1 S 1

CH 2 1

CH 2

CH2

HC NH2

H? NH2

1

1

1

COOH

COOH omitina

cistina Flg. 12-1.

Semejanza estructural entre la cistina y los aminoácidos básicos arginina, lisina y ornitina.

CISTINOSIS La cistinosis es una afección de almacenamiento de los liso-

romas que generalmente se debe a un defecto en el proceso ..le transporte para el paso de la cistina a través de las mem!:'oranas de lisosoma. En consecuencia, se depositan cristales :.e cistina en los macrófagos. Se producen manifestaciones ;:.Stémicas graves debido a estos precipitados, que afectan a .::versos órganos, incluyendo hígado, bazo y riñones, así :..Jmo los tejidos de la médula ósea, de los ganglios linfáticos . la córnea ocular. Se observa cistinosis en aproximadamen~ uno de cada 40 000 nacimientos. 3 El tipo nefropático de cistinosis se manifiesta durante la X.:ñez. Estos niños se desarrollan poco, experimentan raqui-iiDO, acidosis y aumento de la excreción renal de potasio, ~:~cosa, fosfato y aminoácidos. Este tipo de aminoaciduria ~al en ocasiones se denomina aminoaciduria generalizada, • -:¡ que la mayoría de los aminoácidos en orina se incremen:.I:.l. Cuando existen defectos proximales de los túbulos que :revocan glucosuria, aminoaciduria, fosfaturia, proteinuria y e: ocasiones acidosis, la cistinosis se denomina síndrome de F-uconi. Por tanto, la cistinosis es una de las causas del sín:r.::me de Fanconi renal. La mayoría de estos niños desarrofotofobia grave y la muerte suele producirse como resul:Xo del fallo renal. Otra forma de cistinosis, de inicio tardío, intermedio o :: la etapa de la adolescencia, no produce síntomas hasta los pacientes tienen de 18 meses hasta 17 años de edad. _- daños renales son menos graves y los pacientes no maní- ·tan síndrome de Fanconi. Los daños glomerulares pro~ con más lentitud que en los casos nefropáticos típicos. También existe una cistinosis benigna que se inicia en la c:..Qa adulta. Los únicos signos son cristales de cistina en :órnea, en leucocitos y en la médula ósea. En general, la ~rvación se produce de manera incidental al efectuar un cumen de la vista y estas personas no presentan disfuncio1ES renales o retinopatía.

OROME DE HARTNUP E síndrome de Hartnup es una afección en la cual se in.:re:nenta la excreción urinaria de alanina, treonina, glutami-

na, serina, asparagina, valina, leucina, isoleucina, fenilalanina, tirosina, triptófano, histidina y citrulina, que da lugar a aminoaciduria renal. La mayoría de estos aminot cidos son neutros y monocarboxOicos. La incidencia de este síndrome es de aproximadamente un caso por cada 18 000. 3 Muchos pacientes con síndrome de Hartnup manifiestan deficiencia de nicotinamida. El triptófano se transforma en último término en ácido nicotfnico y nicotinamida en los seres humanos. Estos pacientes absorben mal el triptófano y debido a ello la deficiencia de nicotinamida se manifiesta por una erupción similar a la pelagra. Esta erupción escamosa de color rojizo aparece durante la primera década de la vida. También se observan manifestaciones neurológicas que incluyen dolor de cabeza, falta de concentración, debilidad de los miembros y ataxia. Los tipos de afecciones que se acaban de describir (cistinuria y síndrome de Hartnup) producen arninoaciduria. Como el defecto se localiza en el mecanismo de transporte de los túbulos renales en ocasiones se denomina aminoaciduria secundaria. Este tipo de aminoacidurias también son ocasionadas por órganos afectados como los riñones (cistinosis), en cuyo caso se observa disfunción generalizada de los túbulos renales, y por afecciones hepáticas o inanición. Por otra parte, si la aminoaciduria se debe a un defecto enzimático en la vía por la cual se metaboliza un aminoácido específico, se denomina aminoaciduria primaria.

FENILCETONURIA La fenilcetonuria (PKU) es un tipo de hiperfenilalaninemia. En realidad, las hiperfenilalaninemias son un grupo de afecciones que se producen por defectos en la conversión de fenilalanina a tirosina. La fenilcetonuria se caracteriza porque se excretan en la orina fenilalanina y sus metabolitos, los ácidos feniláctico, fenilpirúvico y fenilacético. El defecto subyacente es una deficiencia de la enzima fenilalaninhidroxilasa (PH) la cual transforma la fenilalanina en tirosina (fig. 12-2). La fenilcetonuria se hereda como rasgo autosómico recesivo y la incidencia de la misma es de aproximadamente un caso en 10 000 a uno en 12 000 en Estados Unidos.3 Cuando la enfermedad no se diagnostica durante la lactancia, produce retraso mental grave. Los síntomas tempra-

216 •

QUIMICA CUNICA

Fenilalanina Fenilalaninhidroxilasa

Tirosina

Flg. 12-2.

Transformación de fenilalanina a tirosina.

nos incluyen manifestaciones inespecíficas como dificultades para la ingestión de alimento, vómito y retraso en el desarrollo. Los pacientes también suelen presentar hipopigmentación. Esto se debe a que la fenilalanina es un inhibidor competitivo de la tirosinasa, enzima que inicia la vía para la producción de melanina. El aumento de los niveles de fenilalanina también reduce los niveles de noradrenalina, mielina y serotonina. Es probable que esta reducción origine los síntomas neurológicos. Los lactantes son normales al nacer y presentan niveles normales de fenilalanina sérica. Al tercer o cuarto días de edad, los niveles de fenilalanina sérica comienzan a incrementarse. El aumento de ácido fenilacético en sudor y orina provoca un olor a ratón o a rancio (fig. 12-3). Si la enfermedad no se trata se manifiestan afecciones cerebrales en un lapso de tres a cuatro meses. Estas progresan hasta-un máximo cuando el niño tiene de dos a tres años. Como la restricción dietética de fenilalanina evita el retraso mental, la detección temprana de la fenilcetonuria es fundamental. En general, los análisis neonatales se llev!n a cabo mediante la prueba de Guthrie, que es un análisis microbiológico semicuantitativo. Esta prueba se basa en que la presencia de

Transaminasa Jo Fenilalaninhidroxilasa

Fenilcetonuria

Tirosinemia 11 T irosinemia

Acido 2,5-dihidroxifenilpirúvico Oxidasa del ácido homogentrsico

Alcaptonuria

MAA isomerasa

Tirosinemia 1 Tirosinosis

FAA hidrolasa

y ácido fumárico Flg. 12-3.

Vía metabólica de la fenilalanina.

METABOLISMO DEA MINOACIDOS Y AFECCIONES RELACIONADAS 12 • 217

fenilalanina evita la inhibición de beta-2-tienilaJ.anina en la bacteria Bacillus subtilis. Esto permite el crecimiento de B. subtilis en el medio de cultivo. Se. obtiene sangre del talón del recién nacido y se coloca sobre papel filtro. A continua. ción se introduce el disco en un medio de cultivo que contiene beta-2-tienilalanina inoculada con esporas de B. subtilis. Tras la incubación durante la noche se comparan las zonas de crecimiento con discos de control que contienen cantidades conocidas de fenilalanina. Si la prueba de Guthrie indica un aumento del nivel de fenilalanina en la sangre del niño, se realiza una prueba de confirmación. El nivel sérico de fenil:l!anina > 4.5 mg/100 mi dos a tres días después del naci:niento se considera confirmatorio.

Tirosina

1 OOCOOH

1 Tirosinaminotransferasa

-

nROSINOSIS Y TIROSINEMIA

:.a tirosinosis (tirosinemia I) es una afección poco frecuente un caso en 100 000)3 que se caracteriza por la excreción de ícido p-hidroxifenilpirúvico (PHPPA) cuando el paciente ingiere una dieta normal y la excreción de metabolitos de tirosina : pequeñas cantidades de ácido p-hidroxifeniláctico (PHPLA) . :l.llldo la dieta incluye grandes cantidades de tirosina. Cuando ~ describió el defecto por primera vez se pensó que se pro_ucía en el punto de conversión de PHPPA a ácido homogen::Sico (HGA) (fig. 12-4). Actualmente se cree que el defecto lo xasiona una reducción de la actividad de la fumaril-acetoace:xo-hidrolasa ácida (FAA) y también una reducción de la acti'I'Jdad de la oxidasa de PHPPA. La falta de actividad enzimá::.:a eleva los niveles de tirosina en sangre y orina y los de tionina en sangre. El aumento de niveles séricos de alfa:'etoproteína también se asocia con esta afección. 3 Los principales síntomas clínicos se relacionan con dai.::s al hígado y los riñones. El daño hepático produce fallo J{'".Jdo o un estado crónico que da lugar a cirrosis. El daño ~ ..al ocasiona síndrome de Fanconi. La tirosinemia (tirosinemia 11) se debe a una deficien.::2 de la enzima hepática tirosinaminotransferasa (véase fig. :-4). La precipitación de cristales de tirosina produce inflaión y posteriormente lesiones oculares y cutáneas. En :xrtos casos se reporta retraso mental. Se detectan niveles oe\·ados de tirosina en sangre y orina, y el sedimento de la ..-.na puede presentar agujas de alta refracción, característic:::E de este tipo de cristales. Sin embargo, en contraste con la ~r-S.inemia I, los niveles sanguíneos de metionina no se elevan.

alcaptonuria es otro error congénito del metabolismo .:rito originalmente por Garrod. Se caracteriza por la ex=e::ón urinaria de ácido homogentísico. El defecto se ena ctra en la enzima oxidasa del ácido homogentísico (véase 11 12-4). Esta es una afección poco frecuente que se produCE ~:1 aproximadamente uno de cada 250 000 nacimientos. 3 tE= ia fig. 12-3 se resumen los defectos enzimáticos que se -..""tJentran en la vía metabólica de la fenilalanina.) La única manifestación de alcaptonuria en niños pt!quees que la orina se oscurece cuando se expone al aire y la solar o se le añade algún álcali. Esto persiste durante toda -rida y en general no produce consecuencias aparentes, por lo

OH Acido p-hidroxifenilpirúvico (PHPPA)

1 Oxidasa de PH~A 1

1 OH

O CH,COOH OH Acido homogentfsico (HGA)

o

1

1 Oxidasa de HGA ]

QgHCOOH

2 COOH Acido maleilacetoacético (MAA)

l

llsomerasa de MMA 1

1 Hidrolasa de FAA

CH.COOH 11

HOOC.CH Acido fumárico + ácido acetoacético Flg. 12-4.

Transformación de tirosina en ácido acetoacético y ácido fumárico.

218 •

QUIMICA CUNICA

cual se diagnostica en personas mayores, cuando· la -acumulación de polímeros de HGA en las células provoca decoloración de los carti1agos y tendones (ocronosis)-y cambios artríticos.

ENFERMEDAD DE LA ORINA COLOR MAPLE La enfermedad de la orina color maple se denomina también cetoaciduria de cadenas ramificadas por la excreción en los líquidos corporales de los aminoácidos ramificados leucina, isoleucina y valina. La enfermedad se llamó así debido al olor dulce de la orina de los niños afectados. Se hereda como rasgo autosómico recesivo e incluye un defecto en la enzima de carboxilasa de cetoácidos ramificados. La incidencia de la afección es aproximadamente de uno en 200 000 nacirnientos.4 En algunos lugares de Estados Unidos las pruebas para detección de esta enfermedad se efectúan por ley. Cuando se detecta, se trata mediante el control de la dieta. En caso de que no se detecte o no se le dé tratamiento temprano, produce daños cerebrales graves y en general la muerte durante el primer año de vida. Los síntomas, incluyen hipoglucemia, acidosis, letargo, falta de apetito, vómito y convulsiones. El aumento de niveles de cetoácidos en orina se detecta por la presencia de un precipitado de color blanco amarillento al efectuar la prueba de dinitrofenilhidracina y un color gris azuloso al realizar la prueba de cloruro férrico. También es aplicable la prueba de Guthrie usando 4-azaleucina como inhibidor para percibir el incremento de niveles de leucina en sangre.

HOMOCISTINURIA L~ homocistinurias

son un grupo de afecciones que se capor aumento en la concentración de homocisteína en los tejidos del organismo. La incidencia de homocistinuria es aproximadamente uno por cada 200 000 nacimientos. 3 La homocistinuria clásica se ha descrito como una ausencia o deficiencia de cistationinsintasa, enzima que transforma la

J:~cterizan

Metionina

j

homocisteína a cistationina (fig. 12-5). El bloqueo hace que la metionina, la homocisteína y la homocistina se acumulen en sangre y en orina. Además de metionina, es probable que en la orina se observen mayores niveles de otros aminoácidos que contengan azufre. Los síntomas de esta enfermedad no se manifiestan en el nacimiento sino que se desarrollan en el transcurso de los años. Una de las manifestaciones más frecuentes es la dislocación del lente ocular. También se presentan anormalidades esqueléticas como osteoporosis, y deformidades óseas, como piernas zambas. No siempre se observa retraso mental. Las complicaciones que generalmente provocan la muerte se relacionan con el sistema cardiovascular. Estos pacientes muestran incremento de adherencia de las plaquetas y tendencia a formar trombos o émbolos. Se diseñó una prueba de Guthrie utilizando metionfn sulfoximina para detectar el aumento de los niveles plasmáticos de metionina en casos de homocistinuria por deficiencia de cistationinsintasa. La orina produce un color rojizo al efectuar la prueba de la mancha de cianuro/nitroprusiato.

.,

ALBINISMO Las enfermedades que se denominan metabólicas se deben a la deficiencia o ausencia de una enzima que produce la acumulación de un compuesto por encima del bloqueo en la vá metabólica. La acumulación de dicho compuesto es tóxica ~ provoca síntomas característicos de la enfermedad. En contraste, el albinismo se debe a la carencia de una enzima, ~ sus síntomas resultan de la carencia de un compuesto que debió producirse. El albinismo se debe a la ausencia o deficiencia de a enzima tirosinasa, que transforma la tirosina en melanina (fig. 12-6). Se identifican dos tipos de albinismo que se heredan como rasgos autosómicos recesivos según la cantidad de melanina que se produzca. El albinismo oculocutáneo tipo 1 (OA 1) ocurre con una frecuencia de aproximadamente uno por cada 10 000 nacimientos.4 Estos pacientes no produce. melanina, lo cual afecta los ojos, el cabello y la piel. Su n sión es muy mala. En el albinismo tipo OA II, se produce. pequeñas cantidades de melanina y la visión de estos pacieDtes es mucho mejor. Los tipos de albinismo OA 1 y OA D son defectos genéticos recesivos distintos y la frecuencia coa que se observa el defecto OA II es de aproximadamente llDit por cada 60 000 nacimientos.4

Homocistefna

j

Cistationinsintasa

Cystathionin Flg. 12-5. Transformación de metionina en cistationina.

PROCEDIMIENTOS ANALITICOS Las pruebas de detección rutinaria de afecciones lll~
METABOLISMO DE AMINOACIDOS Y AFECCIONES RELACIONADAS 12 • 219

Tirosina

j j j

Tirosinasa

o o

Melanina

Flg. 12-6. Transformación de tirosina en melanina. ~.mos de ellos se practican también pruebas para detectar p:xtosemia, hipotiroidismo, homocistinuria y enfermedad ;e orina color maple. 4 El laboratorio clínico desempeña una ión importante en el diagnóstico de enfermedades en ni- o lactantes que no se desarrollan bien. Estos pacientes pr:sentan además síntomas adicionales como: retraso menictericia, vómito, falta de apetito y olores anormales del

cuerpo, entre otros. Las pruebas que se incluyen en la batería metabólica suelen ser inespecíficas. En caso de que se obtengan resultados positivos se lleva a cabo una prueba de seguimiento más específica para confirmar la anomalía. Algunas pruebas de laboratorio son tan sencillas como observar el color, el olor y la presencia de cristales en una muestra de orina o efectuar pruebas sencillas de manchas colorimétricas.5 En el cuadro 12-1 se presenta un resumen de las observaciones en este tipo de pruebas para las afecciones descritas. Además, la electroforesis de alto voltaje o la cromatografía de capa fma uni o bidimensional puede revelar una o más manchas anormales de aminoácidos, signo que se confirma mediante procedimientos más complicados. Las pruebas de manchas colorimétricas se ejecutan con facilidad, son rápidas y poco costosas. La prueba de cloruro férrico es una de las más antiguas de tipo cualitativo para.)detectar grupos hidroxilo aromáticos. Da resultados positivos con ácido fenilpirúvico (fenilcetonuria), ácido alfa-cetoisocaproico (enfermedad de orina color maple), ácido homogentfsico (alcaptonuria) y tirosina y PHPPA (tirosinemia). Ciertos fármacos interfieren y producen resultad~s falsos positivos. Algunos ejemplos comunes son las fenotiacinas y los salicilatos. El método Phenistix (Ames Co., Elkhart, IN) es una adaptación comercial de la prueba de cloruro férrico. Las reacciones de Phenistix son más específicas que la prueba colorimétrica de cloruro férrico. Es probable que no dé resultados positivos para alcaptonuria y enfermedad de orina color maple. Se ha sugerido la conveniencia de llevar a cabo de manera simultánea las pruebas con cloruro férrico y Phenistix y comparar los resultados. 5 El fundamento de la prueba de dinitrofenilhidracina es que se producen hidrazonas insolubles cuando la dinitrofenilhidracina reacciona con cetoácidos alfa alifáticos o aromáticos. El precipitado amarillo o blanco amarillento constituye una prueba positiva. Los compuestos PHPPA (tirosinemia), ácido fenilpirúvico (fenilcetonuria) y ácido alfa-cetoisocaproico (enfermedad de la orina color maple) producen resultados positivos.

Cuadro 12-1 . Datos de laboratorio en orina

Afección

Color

Sulfuroso

:.s:inuria ::.s5nosls Son:frome de Hartnup =.racetonuria

-r::smemia 1 y 11

Olor

Cristal Cistina Cistina

Cianuro/nitroprusiato (rojo) Cianuro/nitroprusiato (rojo) Cloruro férrico (azul oscuro-verde) 2,4-dinitrofenilhidracina (precipitado blanco amarillento)

A ratón, rancio

Tirosina

Café oscuro

Prueba colorimétrica positiva

Cloruro férrico (verde) Nitrosonaftol (naranja) 2,4-dinitrofenilhidracina (precipitado blanco amarillento) Cloruro férrico (azul)

Café oscuro Orina color maple

Cloruro férrico (gris azuloso) 2,4-dinitrofenilhidracina (precipitado blanco amarillento)

Sulfuroso

Cianuro/nitroprusiato (rojo)

220 • QUIMICA CLINICA

En la prueba de nitrosonaftol, éste reacciona 'en presencia de nitrito con ciertos fenoles parasustituidos y produce un color anaranjado. El aumento de niveles de PHPPA o PHPLA, como se observa en tirosinemia, produce prueba positiva. En presencia de álcali diluido, los grupos sulthidrilo libre reaccionan con nitroprusiato de sodio (nitroferricianuro) y producen un color púrpura rojizo. Esta reacción constituye la base de la prueba del nitroprusiato. La cisteína, la cistina (cistinuria, cistinosis) y la homocistina (homocistinuria) dan pruebas positivas. Los resultados que confirman la sospecha de elevación de los niveles de aminoácidos se obtienen mediante el sistema de cromatografía de líquidos de alto rendimiento (HPLC). Para determinar con precisión las concentraciones de aminoácidos, es importante manejar las muestras con cuidado. La muestra de elección es el plasma heparinizado. La desproteinización temprana por filtración de membrana evita la pérdida de cisteína y cistina. Inclusive el almacenamiento durante 24 horas a -20°C altera los niveles plasmáticos de aminoácidos. A medida que se incrementa el número de enfermedades para las cuales se ha identificado y clonado el gen que las produce, se cuenta con un mayor número de sondas de DNA disponibles para fines diagnósticos. Las enfermedades hereditarias son un área adecuada para las aplicaciones diagnósticas de la tecnología de sondas de DNA.

--f...-----RESUMEN

Los errores congénitos del metabolismo de tipo clásico generalmente se heredan corno rasgo autosórnico recesivo. La falta o deficiencia de una enzima provoca un bloqueo de al-

guna vía metabólica y acumulación de metabolitos tóxicos. Muchas de estas afecciones producen síntomas inespecíficos en el recién nacido, pero si no se detectan y tratan en etapas tempranas provocan daños irreparables o la muerte. El laboratorio clínico proporciona información valiosa mediante pruebas de detección sencillas en muestras de orina o con análisis más complicados de aminoácidos en muestras de plasma. Aunque sólo se dieron algunos ejemplos de afecciones del metabolismo de aminoácidos en el presente capítulo, es necesario tener en cuenta que, gracias a la capacidad de elaborar mapas genéticos y producir sondas de DNA con fines diagnósticos, es probable que en el laboratorio clínico se puedan efectuar más pruebas para este tipo de afecciones en el futuro. No sólo será posible diagnosticar la enfermedad en pacientes con síntomas, sino también identificar a los individuos heterocigotos.

Referencias l. Cahill GF: Genetics and inborn errors of metabolism. Sci Am Med 9: IV, 1987. 2. Valle D: Genetic disease: An overview of current therapy. Hosp Pract 86: 167, 1987. 3. Teitz NW: Textbook of Clinical Chemistry. Philadelphia, WB Saunders, 1986. 4. Stine GJ: The New Human Genetics. Dubuque. William C. Brown Publishers, 1989. 5. Knight JA, Wu JT: Screening profile for detection of inherited metabolic disorders. Lab Med 13: 681. 1982.

METABOLISMO DE AMINOACIDOS Y AFECCIONES RELACIONADAS 12 • 221

APLICACION DE CONCEPTOS 12-1 ·:n pediatra examina a una paciente de nueve meses de edad. -\nteriormente se le diagnosticó desarrollo insuficiente. Tiex tez clara y cabello rubio y en apariencia es sensible a la .c.z solar. En esta visita se observa que está un poco deshi.!ratada.

Gases sanguíneos pC02 Creatinina Sodio Potasio Cloruro Bicarbonato

Proteinuria abundante Aminoaciduria generalizada Fosfaturia Acidosis

6. ¿Cuál de las siguientes afecciones se asocia con mayor frecuencia al síndrome de Fanconi?

Observaciones de laboratorio

pH

c. d. e. f.

7.28 27 4.2 mg/100 ml

138 mmol/L 3.3 mmol/L 103 mmol/L 12 mmol/L

a. b. c. d. e.

Cistinuria Cistinosis Síndrome de Hartnup Fenilcetonuria Enfermedad de la orina color maple

7. Indique cuáles de las siguientes enfermedades no se consideran aminoacidurias de desbordamiento

Análisis de orina pH

Glucosa Proteínas Bilirrubina Urobilinógeno Tasa de filtración glomerular

5.5 3+ 1+

Negativo Normal

16 miJrnin

l. Identifique las observaciones anormales del laboratorio.

!. Calcule la brecha de aniones e interprete los resultados. :málisis de aminoácidos se efectúa con una muestra de y se detecta un incremento generalizado. ¿Cuáles de los siguientes órganos es probable que estén afectados? a. b. c. d.

Músculos Corazón Hígado Riñones

¿Cuáles de las siguientes afecciones se correlacionan con las observaciones del laboratorio? a. b. c. d. e.

Síndrome nefrótico Cistitis Diabetes renal Diabetes insípida Síndrome de Fanconi

!... ¿Cuáles de las siguientes características clínicas se asocian con el síndrome de Fanconi? a. Hipopotasemia b. Poliuria

a. b. c. d. e.

Cistinuria Síndrome de Hartnup Fenilcetonuria Enfermedad de la orina color maple Alcaptonuria

8. Diga cuáles de los siguientes aminoácidos se excretan en orina en caso de cistinuria a. b. c. d.

Cistina, lisina, arginina y ornitina Cistina, Iisina, serina y glicina Cistina, valina, tirosina y serina Cistina, valina, glicina y serina

9. Qué aminoaciduria se caracteriza por excreción urinaria de los aminoácidos valina, leucina, isoleucina y sus hidroxi- y cetoácidos? a. b. c. d.

Enfermedad de la orina color maple Alcaptonuria Fenilcetonuria Síndrome de Hartnup

10. Diga cuáles de los siguientes datos no son ciertos con respecto a la fenilcetonuria a. Deficiencia de fenilalanina b. Disfunción de la reabsorción en los túbulos renales c. Defecto metabólico en el procesamiento de aminoácidos d. Aminoaciduria de desbordamiento

CAPITULO

13 Afecciones inmunológicas •

Keila B. Poulsen

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

CONTENIDO DEL CAPITULO

• Describir las teorías del origen de la autolnmunldad.

AUTOINMUNIDAD Teorías del origen de la autolnmunldad Anticuerpos antlnucleares

• Definir los anHcuerpos antlnucleares y describir los antígenos típicos contra los cuales se dirigen. • Describir los patrones que se producen en la prueba fluorescente de a nticuerpos antlnucleares. • Describir los síntomas clínicos, flslopatología y observaciones de laboratorio de todas las afecciones autolnmunltarlas que se mencionan en el capítulo. • Definir la lnmunodeflclencla. • Clasificar las afecciones de lnmunodeflclencla y describir cada una Indicando las observaciones c línicas y de laboratorio. 222

APLICACIONES CLINICAS Afecciones autolnmunltarlas Lup us eritematoso sistémico Síndrome de SjOgren Pollmlosltls y dermatomlosltls Esc lerosis sistémica progresiva Enfermedades mixtas del tejido conjuntivo Artritis reumatolde Pollarterltls nodosa

lnmunodeflclencla lnmunodeflclencla combina da grave Síndrome de Wlskott-Aidrlch Ataxia telanglectasla Sínd rome de DIGeorge Síndrome de Nezelof Agammaglobullnemla congénita Hlp ogammaglobullnemla selectiva Sínd rome de lnmunodeficlencla adquirida

RESUMEN

AFECCIONES INMUNOLOGICAS 13 •

---~-------..;___ AUTOINMUNIDAD troRIAS DEL ORIGEN DE LA AUTOINMUNIDAD E: objetivo general del sistema inmunitario es preservar la • gridad del ser distinguiéndolo de factores ajenos a él. Mxhos mecanismos trabajan en armonía para defender al · ped. Estos se dividen en inmunidad natural y adquirida. &. cada una participan componentes celulares y solubles. La -=:1unidad natural es congénita, inespecífica, y constituye la JJr..:nera línea de defensa del huésped. La inmunidad adquiríes específica, depende de la exposición a antígenos y .:wnta con memoria para reconocer dichos antígenos. La ciencia de la inmunología avanza a una velocidad sor~ente. Recientemente se descubrieron los anticuerpos mo·!onales, que son capaces de identificar marcadores en la sup:r;icie de las células. Esto revolucionó el estudio de los . .ocitos e hizo posible reconocer las subpoblaciones dentro :sta línea de células. Se describieron los linfocitos T y B, y :élulas T se clasificaron en células T ayudantes (T4) y céluT supresoras (T8). Las células T ayudantes promueven a la cción de anticuerpos en las células B y las células T suras la inhiben. Los monocitos o macrófagos también . peñan una función importante en el procesamiento de 1,úgenos y su presentación para una producción más eficaz :11:ticuerpos. Diversos mecanismos de control regulan estas efectoras. 1 Trabajando en forma concertada los mecade control establecen un equilibrio inmunorregulatorio :nantener la autotolerancia.2 La autotolerancia requiere un grupo armonioso de susy mecanismos con el fin de mantener un medio segura el funcionamiento normal de los tejidos. En el orgaexisten dos mecanismos de acción autoprotectora. El es un concepto de deleción clona! en el cual se proque los linfocitos con potencial para autorreactividad ·mentan deleción durante la embriogénesis. El segundo supresión activa de linfocitos B autorreactivos, en la .35 células T supresoras son las principales mediadoras ::mtotolerancia. 3.4 Anteriormente se consideraba que la reacción inmunita- ~ntra los "propios antígenos" (autoinmunidad) no se ía en individuos normales y saludables. Sin embargo, se sabe que la producción de autoanticuerpos es bas,;omún como respuesta a edad avanzada, ciertos fárma. algunas infecciones. Los anticuerpos que se producen .- ~ .e ral están dirigidos contra DNA, lgG, fosfolípidos, ti~"-"-'~ ..·ua, colágena y proteína básica de mielina. Aunque ~ción va en contra de los tejidos normales, no tiene -~: ue: nc¡as patológicas. Actualmente se sabe que ciertas -='-"' '""~ autoinmunitarias desempeñan un papel importanpreservar el funcionamiento fisiológico normal y que se erradica el agente ofensor desaparece la evidencia J~..:oinmuríidad. 2 En ocasiones las células efectoras del inmunitario pierden su capacidad de regulación y nan algún proceso de enfermedad. Este proceso se de· enfermedad autoinmunitaria.

223

Los mecanismos que se asocian con la pérdida de autotolerancia y el desarrollo de enfermedades autoinmunitarias son diversos. Normalmente, los linfocitos en circulación no visitan algunas partes del organismo y por tanto los antígenos presentes en ellas estimulan la respuesta inmunitaria. Cuando se altera el medio en que se encuentran, estos antígenos "ocultos" quedan disponibles para las células sensibles a los antígenos, que producen autoanticuerpos. La formación de nuevos determinantes antigénicos (epitopos) favorece el desarrollo de autoanticuerpos. Los microorganismos desencadenan una respuesta por reacciones cruzadas con neuronas y músculo cardiaco de mamíferos y promueven la formación de anticuerpos contra estos tejidos. La pérdida de regulación de las células productoras de anticuerpos debido a una reducción de la influencia de las células T supresoras probablemente sea una de las principales causas de la autoinmunidad. 3.4 Aparentemente los factores genéticos desempeñan una función importante en el desarrollo de diversas afecciones autoinmunitarias en las familias. 1 Al estudiar estas unidades familiares se observó que existe una asociación.con los antígenos HLA-DR. En la región D se ubican los genes de respuesta inmunitaria (Ir). Las afecciones autoinmunitarias parecen estar asociadas entre sí, ya que con frecuencia se observa que se producen afecciones autoinmunitarias múltiples simultáneamente en determinado individuo. Es probable que determinado genotipo sea más susceptible a ataques de agentes ambientales que inician la formación de autoanticuerpos. Se considera que los virus participan en diversos posibles mecanismos de alteración de la autotolerancia. Las teorías mencionadas proponen que un virus desencadena el mecanismo de control inmunológico e interfiere con éJ.3 La autoinmunidad tuvo un impacto considerable en la medicina clínica durante la anterior década. Se espera que en la presente se descubran intervenciones terapéuticas exitosas. 2

ANTICUERPOS ANTINUCLEARES Los anticuerpos antinucleares (ANA) son un grupo de autoanticuerpos en circulación cuyo blanco son los antígenos que se encuentran en el interior del núcleo de la célula. Los anticuerpos antinucleares se encuentran en diversas afecciones inmunológicas y aparentemente desempeñan un papel patológico. El significado clínico de los anticuerpos antinucleares no sólo se asocia con su función patogénica de formación de complejos inmunitarios, sino que también ayuda al proceso de diagnóstico. 4 •5 Las afecciones autoinmunitarias no específicas para determinados órganos son afecciones reumáticas sistémicas en las cuales los síntomas clínicos se relacionan con diversos sistemas. Estas afecciones incluyen: l. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Lupus eritematoso sistémico (LES) Síndrome de Sjogren Polimiositis y dermatomiositis Esclerosis sistémica progresiva Enfermedades mixtas de tejidos conjuntivos Artritis reumatoide Poliarteritis nodosa

W

• QUIMICA CLINICA

Cada uno de estos padecimientos autoinmJ~nitarios se caracteriza porque se detectan en la circulación autoanticuerpos contra antígenos nucleares, antígenos nucleares extraíbles (ENA), histonas, no histonas y e·! centrómero. Todos los antígenos están asociados con el núcleo. Varios de ellos se encuentran en el nucléolo mientras que otros son intranucleares y probablemente algunos se encuentren en la membrana nuclear. 6 Se proponen diversas teorías o mecanismos con respecto al origen de los anticuerpos antinucleares. Asimismo, se describen desórdenes fundamentales del sistema inmunitario en los que se observa gran variedad de anormalidades inmunológicas: 1) reducción del funcionamiento de las células T supresoras, 2) alteración de los autoantígenos, que produce un escape de tolerancia a nivel de la célula T, 3) aumento del funcionamiento de las células T ayudantes, 4) activación de las células B policlonales, 5) notable reducción del consumo de complejos inmunitarios en circulación mediado por receptores Fe de macrófagos, que produce depósitos en los tejidos y respuesta inflamatoria.6,7 Existen diversos métodos para el análisis de anticuerpos antinucleares, pero la prueba fluorescente de anticuerpos antinucleares (FANA) es el análisis que se utiliza con mayor frecuencia en el laboratorio. En este procedimiento se emplea un sustrato de células con DNA. Anteriormente se usa-

han células renales o hepáticas, pero en la actualidad se han desarrollado nuevos sustratos celulares de KB y HEp-2. Estos sustratos emplean células de origen humano con núcleos más grandes para identificación de patrones y que proporcionan el beneficio adicional de encontrarse en diversas fases de división, lo que permite detectar mayor variedad de anticuerpos. ·se coloca un marcador fluorescente en el anticuerpo y se permite que reaccione con diversos componentes nucleares. En la prueba fluorescente de anticuerpos antinucleares se utilizan soluciones diluidas, que se diluyen aún más si la prueba es positiva. Es importante determinar el título de anticuerpos para identificar el patrón y aplicar el diagnóstico. Esta técnica inmunofluorescente indirecta permite reconocer y describir cuatro patrones de fluorescencia: 1) homogénea o difusa, 2) periférica, áspera, de reborde, de anillo o membranosa, 3) moteada y 4) nucleolar (fig. 13-1).7 Se ha intentado correlacionar algunos patrones con diversas afecciones. Ningún anticuerpo antinuclear es 100% específico para determinada enfermedad, pero la presencia de un anticuerpo antinuclear y su título poseen gran valor diagnóstico. El patrón homogéneo es el más frecuente y menos específico. El patrón nuclear es difuso y al revelarlo adquiere apariencia uniforme. Está asociado con anticuerpos a la desoxirribonucleoproteína (DNP) y se encuentra en 10 a 70 ~ de las afecciones del tejido conjuntivo. El patrón periférico

Membrana celular Núcleo

Patrón homogéneo (difuso) Patrón periférico (reborde)

Patrón moteado

Patrón nucleolar

Flg. 13-1.

Patrones de manchas de anticuerpos antinucleares.

AFECCIONES INMUNOLOGICAS 13 •

Jelinea el núcleo y se observa mejor cuando s.e ·titilizan leu.:ocitos humanos como sustrato. Está afiliado con anticuer¡KIS a las nucleoproteínas nativas y. solubles. El patrón mo:cado representa los diversos puntos de fluorescencia que se !'Dcuentran distribuidos en el núcleo. Es producido por anti.:Jerpos para un grupo de antígenos no histónicos que se deminan ENA; los subconjuntos de Sm y RNP son los más ~ uentes. Los antígenos SS-AIRo, SS-B/La y Scl-70 tam_¿n suelen estar presentes dentro de este grupo. Debido a ::re el grupo de antígenos es mayor, es necesario subdividir ::5:e patrón. El patrón nucleolar produce una mancha homofbea en el nucléolo. Este antígeno puede ser el precursor ri~"""Sómico de las ribonucleoproteínas. 10 Es necesario interpretar los patrones de manchas nuclea~ con precaución por diversos motivos: 1) en las enferme::.ies de la colágena vascular suelen producirse autoanti-~rpos múltiples y es posible que un patrón oculte a otro; 2) útulo de los diversos autoanticuerpos es diferente; 3) cada cígeno tiene respuestas distintas a la fijación y desnaturali·ión, y 4) el tipo de sustrato que se emplea influye en el ~o de patrón que se produce. 10 Los anticuerpos anli-DNA son de dos tipos: l. Anticuerpos para el DNA de una sola cadena (desna-

turalizado) 2. Anticuerpos para el DNA de dos cadenas (nativo) Los anticuerpos anti-ENA se dividen en seis subclasifines. Todos los antígenos son extraíbles del extracto nupero no contienen DNA. l. El anti-RNP es una antirribonucleoproteína. La ribonucleoproteína (RNP) está formada por RNA y una no-histona. 8 ::!. El anti-Sm es un anticuerpo no histónico que reacciona con una glucoproteína soluble. Este anticuerpo se observó por primera vez en un paciente llamado Smith y por tanto se designa como Sm.8 3. El anti-SS-A/Ro es un anticuerpo que se dirige contra la glucoproteína ácida. El SS se refiere a síndrome de Sjügren. -t El anti-Ha es un anticuerpo para los antígenos nucleares y se ha comprobado que es idéntico al SSB/LaY 5. El anti-PM-1 (suero prototipo Mi) es un anticuerpo que reacciona con un antígeno que se encuentra en el extracto nuclear de timo de becerro. 7 6. El anti-MA-1 es un anticuerpo que se encontró recientemente y reacciona con determinados antígenos proteicos de ácidos nucleares. 7

::...as antihistonas

son un grupo de proteínas básicas que complejos con el DNA. :..os anticuerpos anti-RNA reaccionan con antígenos cirnicos o proteínas RNA nucleares (Mo). 2 En este gru::ó ten moléculas anti-RNA de doble cadena (ds-RNA) y -ulas híbridas de DNA-RNA. El ds-RNA generalmente _.xiona con ciertos virus. lO

225

Los anticuerpos anticitoplásmicos se dirigen contra antígenos de la mitocondria, ribosómicos y lisosómicos. 10 Los anticuerpos anticentroméricos se dirigen contra cinetocoro enlazado con DNA centromérico. 11 El antígeno nuclear asociado con reumatismo (RANA) es un antígeno nuclear reciente que se produce cuando las células B se infectan con el virus de Epstein-Barr. El anti-Jo-1 es un anlicuerpo que se dirige contra antígeno nuclear. 8 El anti-Scl-70 es un anticuerpo que se dirige contra la enzima DNA topoisomerasa 1, que ayuda a la formación de las configuraciones del DNA. 11 La anti-RNA polimerasa 1 es un anticuerpo para la enzima RNA polimerasa 1 que se encuentra dentro del nucléolo. 11 Los diversos anticuerpos antinucleares son marcadores importantes de las distintas enfermedades autoinmunitaí-ias, aunque se requieren más investigaciones para aclarar su significado clínico.

----~------APLICACIONES CLINICAS AFECCIONES AUTOINMUNITARIAS Lupus eritematoso sistémico

El lupus eritematoso sistémico (LES) es una afección de diversos sistemas que tiene origen autoinmunitario. Se caracteriza por la formación de diversos autoanticuerpos que reaccionan con antígenos de la superficie celular, del núcleo y del citoplasma. Se inicia de manera aguda o crónica, con remisiones o relapsos y periodos de enfermedad febril. Generalmente, las áreas que resultan más afectadas son la piel, las articulaciones, el riñón y las membranas serosas pero durante periodos de enfermedad agresiva activa, se producen lesiones en cualquier órgano. La incidencia de lupus eritematoso sistémico es de uno por cada 2 000 y en proporción de 9: 1 mujeres con respecto a hombres. La edad a la que se manifiesta con mayor frecuencia es en la segunda o tercera décadas de la vida, aunque las manifestaciones clínicas suelen iniciarse desde la niñez. 12 Las afecciones en diversos órganos y tejidos que produce el lupus eritematoso sistémico se deben a los autoanticuerpos y a la vasculitis diseminada. Esta última se desarrolla cuando los complejos inmunitarios activados por complementos se alojan en el interior y en torno de las estructuras vasculares, dando Jugar a inflamación local por quemotaxis de neutrófilos mediada por complementos. Estos complejos inmunitarios están formados por antígenos nucleares y anticuerpos antinucleares. En apariencia, el lupus eritematoso sistémico es una afección que se debe a defectos de los mecanismos de regulación del sistema inmunitario. La producción de anticuerpos en los linfocitos B, que por lo general es regulada por las células T supresoras, aparentemente está defectuosa en los ca-

226 •

QUIMICA CLINICA

sos de lupus. No se sabe si la disfunción de los linfocitos B o de las células T supresoras inicia el problema de regulación _ primaria. 20 Durante años se ha sugerido qÚe existen factores genéticos implicados en la incidencia, inicio y naturaleza .de lupus eritematoso sistémico. Se dice que los antígenos HLA de DR2, DR3, Al y B8 se relacionan con el. lupus eritematoso sistémico. Otra asociación interesante es una deficiencia hereditaria en los componentes de los complementos C2 y C4. 12 También se describen factores no genéticos como causas de lupus eritematoso sistémico. Los fármacos hidralacina y procainamida producen una respuesta similar al lupus en los seres humanos. Asimismo se cree que es ocasionado por virus, ya que las infecciones virales provocan alteración de la población de células T supresoras, aunque aún no se demuestra que exista una causa viral directa. Las hormonas sexuales parecen influir en la aparición de lupus, ya que la incidencia del mismo es 10 veces mayor durante los años reproductivos de las mujeres. Recientemente se demostró que las mujeres que padecen lupus tienen un metabolismo alterado de estrógenos que provoca efectos hiperestrogénicos. 12 La enfermedad tiene presentación muy variable, por lo que constituye un dilema de diagnóstico. El lupus suele ini~ ciarse con fiebre y malestar, y aproximadamente 90% de los pacientes presenta síntomas en las articulaciones como artralgias intermitentes y poliartritis aguda. Cuando se observan estos síntomas, la afección suele confundirse con artritis reumatoide. Otra manifestación frecuente es eritema malar (erupción en forma de mariposa) en cara, cuello, parte superior del tórax y espalda. t3 Los casos en que el sistema nervioso central (SNC) se ve afectado o aquellos con síndrome nefrótico tienen peor pronóstico. Sin embargo, la neumonía bacteriana y viral junto con pericarditis y endocarditis son complicaciones que ponen en peligro la vida. Con frecuencia se observan remisiones, pero tarde o temprano hay recurrencias de la enfermedad en diversas formas. En esta etapa es imposible predecir el curso en los distintos pacientes. Las tensiones físicas y emocionales, como intervención quirúrgica, infecciones, embarazo, exposición a la luz solar y empleo de anticonceptivos orales, afectan en forma adversa el curso de la enfermedad. Se observa anemia en aproximadamente 75% de los pacientes con lupus. La anemia más frecuente es de tipo crónica. En 10% de los casos de lupus se presenta anemia hemolítica autoinmunitaria. Los anticuerpos son predominantemente IgG. 14 En la mitad de los pacientes con lupus se observa leucopenia. Se deprime el número total y funcionamiento de granulocitos, linfocitos o ambos. Los mecanismos que se proponen para la leucopenia granulocítica son anticuerpos antigranulocitos, destrucción periférica y supresión central de la granulopoyesis en la médula ósea. La linfopenia absoluta o relativa se debe a los anticuerpos antilinfocíticos citotóxicos en circulación. Se observa trombocitopenia en 14 a 26% de los pacientes con lupus.4 El factor antiplaquetas es un complejo en el que participan los cuatro subgrupos IgG. La trombocitopenia también puede ser ocasionada por la reactividad inespecífica con complejos inmunitarios que se observa en ciertos pacientes.13

El diagnóstico de lupus eritematoso sistémico generalmente se efectúa mediante pruebas de detección de anticuerpos antinucleares, en las cuales aproximadamente 99% de los pacientes presenta anticuerpos en circulación contra por lo menos un antígeno nuclear. Los anticuerpos se dirigen contra DNA de una y de dos cadenas, RNA, proteínas asociadas con RNA, histonas, nucléolos, ENA y Sm. Generalmente las pruebas de anticuerpos antinucleares se efectúan mediante inmunofluorescencia. 12 Como algunos de estos anticuerpos también se encuentran en otras afecciones del tejido conjuntivo, se requiere de diagnóstico diferencial. La presencia de anticuerpos contra DNA nativo (de doble cadena) en general produce un patrón periférico de inmunofluorescencia o antígeno Sm que se observa por el patrón moteado. constituye buena evidencia para el diagnóstico de lupus eritematoso sistémico. En el cuadro 13-1 se presenta una lista de los diversos anticuerpos que se encuentran en los pacientes que padecen esta enfermedad. El análisis de anticuerpos antinucleares permite diagnosticar el lupus pero no proporciona información acerca del progreso o gravedad de la enfermedad. Aparentemente, no hay una sola prueba que sirva como indicador universal para determinar hasta qué grado se ha desarrollado la enfermedad. Las pruebas para detectar anticuerpos anti-DNA, crío. globulinas, niveles de C-3 y complejos inmunitarios junto con la biopsia renal se utilizan para vigilar el curso de la enfermedad.15 Una inmunoglobulina que se adquiere de manera espontánea, y que generalmente es IgG o IgM, se denomina anticoagulante del lupus. Inhibe las funciones procoagulatorias de los fosfolfpidos que se utilizan en los diversos sistemas de reactivos del tiempo parcial de tromboplastina activada (APTT). El nombre es incorrecto, ya que el anticoagulante sólo se encuentra en 5 a 10% de los pacientes con lupus y no funciona in vivo como anticoagulante. El anticoagulante del lupus también se observa en otras situaciones clínicas. Ea general los pacientes con lupus eritematoso sistémico y anticoagulante de lípidos no experimentan hemorragias, a menos que también presenten hipoprotrombinemia, trombocitopenia o anormalidades cualitativas de las plaquetas. 17 Resul~ paradójico que los pacientes con el anticoagulante del lupus corran mayor riesgo de sufrir episodios de trombosis. Se desconoce el mecanismo exacto del evento trombótico, pero Cuadro 13-1. Perfil de anticuerpos antinucleares para lupus eritematoso sistémico Sistema antígeno-anticuerpo

Incidencia

DNA DNP

70

Antígeno Sm

30

Histonas

60 (95% LES inducido por fármacos

50-60

Otros antígenos SS-A

30-40

SS-B

15

RNP

30-40

AFECCIONES INMUNOLOGICAS 13 • 227

J..lgunas posibles explicaciones que se proponen són: 1) inhi:Oición de la liberación de prostaciclina de los vasos sanguíx os, 2) aumento de actividad del _complejo de von Wille:r.md-factor VIII, 3) reducción de la liberación de activador .ie plasminógeno, 4) inhibición de la activación de la proteí.l:l C, 5) inhibición de la actividad de la antitrombina III, 6) :::lhibición de la activación de precalicreína, 7) aumento de la :roducción de anticuerpos que se dirigen contra las membraUs de cardiolipina y 8) inhibición del funcionamiento de las ~lulas endoteliales. 18 Aún existe controversia con respecto al mejor tratarnien.&.; para el lupus. Es necesario valorar a cada paciente y tra:lrlo de manera independiente, ya que el control de la afec-.5n depende de las lesiones específicas a los órganos .-a:tados. El tratamiento tiene el objeto de optimizar la cali.:.&1 de vida del paciente. Las lesiones cutáneas y las afeccioxs musculosqueléticas con frecuencia se controlan con me:amentos antiintlamatorios no esteroides como salicilatos .. :'".irmacos antipalúdicos. En caso de afecciones renales sue~ :equerirse terapéutica con corticosteroides. En enfermedaás renales en la etapa final es necesario utilizar hemodiáli&S y quizás recurrir a un trasplante. Cuando hay afecciones & sistema nervioso central se utilizan corticosteroides y !ir:nacos psicotrópicos específicos. En caso de anemia hea:-litica grave, trombocitopenia o crisis de lupus, que constie un evento fulminante agudo, se requerirá terapia más ~siva incluyendo el uso de corticosteroides y fármacos in-=::J.osupresores.19 El pronóstico es muy variable de uno a otro paciente. La .2:Sa más frecuente de muerte es falla renal seguida por ink..:iones. Un estudio efectuado recientemente en diversos =::ros determinó una tasa de supervivencia de 90% al año, - 1% a los cinco años y de 71% a los 10 años. 12

*

i:Odrome de Sjogren es una afección sistémica del tejido :untivo con atrofia de las glándulas lacrimales y salivaSe caracteriza por ojos secos (queratoconjuntivitis sicca) ~a seca (xerostomía).21 ·22 La forma primaria se conoce r-!~t.::Ien como síndrome de sicca. Esta afección crónica insuele asociarse con otras enfermedades del tejido r-.- ....;,,n. (forma secundaria). 2 Aproximadamente 50% de :racientes a quienes se diagnostica el síndrome de Sjo. tiene artritis reumatoide, pero también se observan aso•C:o·nes con lupus eritematoso, esclerosis sistémica y poliitis. Cuando el síndrome de Sjogren se relaciona con enfermedades del tejido conjuntivo se denomina comde sicca. Los pacientes con síndrome de Sjogren parecen tener incidencia de linfadenopatía generalizada, seudolinfoma ~ermedades malignas linfoides.24·25 Noventa por ciento .es pacientes corresponde a mujeres que se encuentran en =--::ma a la sexta décadas de vida. 26 La afección casi nunca .:r;¡ documentado en niños. Se desconoce la causa exacta de esta enfermedad, aunen ella participan varios factores. Se plantean cuologías :use genética, viral, hormonal e inmunolói;~Ca. Es probable fx tores como hormonas sexuales virus latentes, agentes

infecciosos y fármacos desempeñen una función en la alteración de la respuesta inmunitaria. Los estudios genéticos indican que el síndrome de sicca con frecuencia se relaciona con HLA-B8, DR3, mientras que la forma secundaria, cuando está asociada con artritis reumatoide, muestra correlación positiva con DR4.27 La fibrosis de las glándulas lacrimales y salivales resulta de la infiltración de linfocitos. Aunque el infiltrado está formado en su mayoría por células T del subconjunto CD4 (ayudante), existe evidencia que indica disfunción de las células B. La hiperactividad de las células B se evidencia por los autoanticuerpos y la hipergammaglobulinemia y los j ncrementos de lgG, lgA e lgM.23 Los síntomas de queratoconjuntivitis sicca incluyen sensación quemante crónica en los ojos e irritación, arena y1 visión borrosa. Los párpados muestran tendencia a pegarsé. En ocasiones la xerostomía (boca y labios secos) inhibe la masticación y la fonación. Con frecuencia se observa dificultad para deglutir alimentos secos y es probable que la voz adopte un tono áspero o débil. En ciertos casos se observa rese• quedad vaginal. La falta de funcionamiento sali'Vario favorece la caries dental. Es probable que desaparezca la capacidad de percibir sabores y olores. 25·28 La falta de secreción de mucosidad en los pulmones puede provocar ataques de neumonía. "En ocasiones se detecta aumento de tamaño de las glándulas parótidas y submaxilares, aunque en general es indoloro.26 Se diagnostica anemia normocrómica normocítica en aproximadamente 25% de los pacientes, y leucopenia y eosinofilia en 25 a 30%. La tasa de sedimentación de eritrocitos se eleva a más de 30 mm por hora en más de 90% de los casos. Se detecta hipergammaglobulinemia y en ocasiones crioglobulinemia. Se han descrito anticuerpos para antígenos de tejidos que son específicos para ciertos órganos como antígenos gástricos, parietales, tiroglobulina, tiroides, microsómicos, de la rnitocondria, del músculo liso y de los conductos salivales.27 El factor reumatoide se detecta en 75 a 95% de los pacientes, sin importar la presencia de artritis reumatoide u otras afecciones de los tejidos conjuntivos. Los anticuerpos antinucleares se observan en 60 a 70% de los pacientes; el patrón de manchas nucleares homogéneas es el más frecuente, le siguen el de manchas dispersas y el de mancha nucleolar.29 Se han detectado dos anticuerpos a ENA en los sueros de estos pacientes. El SS-B (denominado también La) se encuentra en 60 a 70% de los pacientes con la forma primaria de la enfermedad. En la forma secundaria, cuando se relaciona con lupus eritematoso, 70 a 80% de los pacientes presenta SS-A (llamado también Ro). Sin embargo, se considera que el SS-A es específico sólo para síndrome de Sjogren cuando está presente también el SS-B (cuadro 13-2).23 Cuadro 13-2. Perfil de anticuerpos antlnucleares para síndrome de Sjegren Sistema antígeno-anticuerpo

Incidencia (%)

SS-A SS·B

70 60

228 •

QUIMICA C LINICA

El tratamiento depende de los síntomas y gravedad de la afección. No se demuestra aún que se haya logrado restaurar las secreciones glandulares. Las ) ágrimas artificiales (gotas de metilcelulosa) ayudan a la lubricación ocular. La saliva artificial, los sorbos de agua o la goma de mascar sin azúcar proporcionan alivio temporal para la boca seca. Las bandejas con gel de fluoruro y las soluciones remineralizantes ayudan a equilibrar el balance químico de la boca. Antiguamente se utilizaba radiación para reducir el tamaño de las glándulas salivales, pero dejó de emplearse porque se observó una mayor incidencia de linfoma.27,28

Pollmlosltls y dermatomlosltls

La polimiositis y la dermatomiositis se distinguen por cambios inflamatorios y degenerativos en los músculos (polirniositis) y erupción cutánea (dermatomiositis). 33 Las características predominantes de estas enfermedades son debilidad del cuello, cintura pélvica y músculos proximales. 29·30 Debido a que existen diversas expresiones clínicas de la polimiositis, se desarrollaron subclasificaciones para la afección que dependen de que la miopatía se produzca sola, asociada a alguna enfermedad maligna, en la niñez, o en relación con enfermedades de la colágena vascular.31 Esta afección se presenta en mujeres y hombres en proporción de 2:1 y la edad más frecuente en que se inicia es de la cuarta a la sexta décadas de la vida. Es más común en la población negra. 32 La forma infantil se produce de los cinco a los 15 años. Se clasifica como afección autoinmunitaria debido a la presencia de autoanticuerpos en la mayoría de los pacientes. Su etiología se desconoce, aunque se cree que la produce la inmunidad mediada por células. En el infiltrado inflamatorio se observan linfocitos T citotóxicos y macrófagos. El daño a las fibras musculares se produce por citotoxicidad o cuando los antígenos musculares quedan expuestos a linfatoxinas solubles. 34 La causa de la autosensibilización es poco clara pero se sospecha que los agentes microbianos tienen una participación importante. En la polimiositis idiopática primaria y en la dermatomiositis prevalecen los antígenos de histocompatibilidad HLA-B8 y DR3. 30 Se observan muchos autoanticuerpos autoinmunitarios aunque aparentemente ninguno provoca daños a los tejidos.36 Se detecta debilidad muscular simétrica asociada con un grado variable de dolor, inflamación o atrofia muscular. La atrofia muscular puede provocar incapacidad total. El término dermatomiositis se relaciona con erupciones en torno a los ojos, la cara y las superficies exteriores de los miembros. Esta manifestación cutánea es una erupción eritematosa parda similar a la de forma de mariposa del lupus eritematoso sistémico. Además, se detecta una erupción similar en la V del cuello, en la frente, hombros, región superior del tórax y espalda. 32·35 La erupción cutánea puede desarrollarse hasta fibrosis dérmica que produce rigidez de los dedos. 35 Una observación patognomónica es edema periorbital con decoloración purpúrea de los párpados.35 Ocasionalmente también se presenta una lesión eritematosa de tipo escamoso o liso en nudillos, rodillas o codos que se denomina signo de Gottron.3I,36 El síndrome de Raynaud y la artritis son hallazgos comunes en estos pacientes.31

Los pacientes experimentan dificultad para pararse cuando están sentados o reclinados, o para subir las escaleras. También se quejan de mucha dificultad para elevar los brazos por encima de la cabeza y mantenerlos en esa posición. También puede producirse debilidad en los flexores del cuello y el área de la faringe. Cuando los músculos de la faringe resultan afectados, se produce disfagia y regurgitación.32 En ocasiones se afectan otros sistemas. Las afecciones cardiacas con insuficiencia cardiaca congestiva, arritmias y perturbaciones de la conducción son frecuentes y contribuyen a la tasa de mortalidad. Las enfermedades malignas asociadas aumentan con la edad. El médico debe investigar cuidadosamente si hay neoplasmas cuando el paciente tiene más de 40 años porque b incidencia de neoplasmas ocultos es de 25 a 50%. Los tumores se encuentran con mayor frecuencia en pulmones;_..senos. próstata y colon. 31 ·36 La mayoría de las pruebas rutinarias del laboratorio SOD normales. El ESR aumenta. Se observa elevación de los valores de las enzimas asociadas con los músculos como transaminasas, creatincinasa, deshidrogenasa láctica, actividades de aldolasa o todas ellas. No obstante, en ocasiones se obtienen resultados enzimáticos normales en pacientes con atrofi& muscular generalizada o durante periodos de remisión. Se detecta mioglobinemia y mioglobinuria especialmente en caso de daño activo a los músculos. Para diferenciar la polimiositis de otras afecciones musculares se recurre a electromiografía y estudios de velocidad de conducción nervi~ Estos ayudan a eliminar afecciones debidas a desnervación.35 Los autoanticuerpos presentes son anti-Jo-1 (que se dinge contra la enzima sintetasa de histidil-tRNA), anti-R,r..,""P anti-PM-Scl, anti-Ro, anti-La y anti-Mi.36 La evidencia pre-liminar indica que el anti-Jo-1 es bastante específico p polimiositis (cuadro 13-3).37 Estudios recientes indican tasas de supervivencia de a 80% de seis a siete años después del diagnóstico. Se p ducen periodos intermitentes de remisión y exacerbación manera espontánea. Los pacientes con afecciones cardiacas pulmonares presentan mayor incidencia de mortalidad.32,3t El tratamiento con corticosteroides mejora de man significativa el curso de la miopatía en cerca de 75% de 1 pacientes con dermatomiositis y polimiositis. El 25% que responde recibe tratamiento con fármacos inmunosupre res. La plasmaféresis es de cierto valor en los pacientes fractarios a esteroides y a sustancias inmunosupresoras. ejercicio ayuda a restaurar la fuerza pero ninguna terapéu · conocida mejora la fibrosis pulmonar intersticial o las afeo: ciones cardiacas.36

...

Cuadro 13-3. Perfil de anticuerpos antinucleares para polimiositis y dermatomiosltls Sistema antígeno-anticuerpo

Incid encia

PM-1

Polimiositis (50%) Dermatomiositis (60%)

Jo-1

Puede estar presente

AFECCIONES INMUNOLOGICAS 13 • 229

Elclerosls sl!fémlca progresiva

.._. esclerosis sistémica progresiva, conocida también como ~lerosis sistémica y escleroderma;· es una afección de los ~dos conjuntivos asociada con cambios degenerativos e in!.i:natorios que producen fibrosis difusa. El escleroderma .:::grosamiento de la piel) es característico de esta enferme.ad y se debe a esclerosis de la colágena. 38 Diversos tejidos 5rganos resultan afectados (piel, vasos sanguíneos, tejido tmOvial, músculo esquelético, aparato digestivo, pulmones, .:::nzón y riñones). 39•4 o Las variantes de la esclerosis sistémica se definen según c. pado y extensión de engrosamiento de la pieL El escleroa:r.na cutáneo difuso produce afecciones en toda la piel, in- extremidades distales y proximales y tronco. Debido a 1gresividad, se observa desarrollo temprano de afecciones ~rales graves.41 •45 El síndrome CREST (calcinosis, fenómeno de Raynaud, --otilidad esofágica, esclerodactilia y telangiectasia) se li..a a cara y dedos, porque las afecciones cutáneas son limi.; . El escleroderma cutáneo limitado suele permanecer IDealizado en la piel durante una o más décadas.41 El escleD:Iernla se superpone a muchas otras afecciones de los teji.:onjuntivos. La esclerosis sistémica tiene una frecuencia del doble o • .oádruple en mujeres de la tercera a la sexta décadas de ~ 1 --'2 También se documenta en lactantes y niños, pero es - frecuente. Esta afección parece ser más grave entre la po~ón negra, en especial mujeres de raza negra.46 Se desconoce la causa de la esclerosis sistémica. Los di~ autoanticuerpos que se encuentran en el suero de los ¡..c:ntc~s indican que la base de la afección es inmunológi~ ro sólo se cuenta con evidencia indirecta en apoyo de observación. Es preciso considerar diversos mecanismos posibles causas de los depósitos excesivos de colágena idos por los fibroblastos. Primero, puede existir anorf- ll.t:td en la regulación de la colágena debido a que las céT se sensibilizan a la misma. Esto provoca activación y _..,.•.,.,.,·,'" de linfocinas, capaces de estimular a los fibrapara producir colágena.43 De este modo se produce .::do de retroalimentación positiva. En segundo lugar, la parece ser el ofensor primario en esta afeeSe demostró que existe un factor citotóxico no inmunonico que mata en forma selectiva a las células endoteen algunos pacientes con esclerosis sistémica.38 Por otros investigadores sugieren la presencia de comple:::.munitarios como posible causa de lesiones vasculares.44 En general los primeros síntomas se asocian con inflao edema de manos, que se denomina fenómeno de o poliartritis en las articulaciones de las manos. - r : Jl OS meses después de que se observan los síntomas inise produce engrosamiento de la piel, pero el fenómeno itlynaud puede presentarse años o inclusive décadas an.. ae la esclerosis sistémica.41 La colagenización continua · inmovilización total de las articulaciones. A contión se observa atrofia muscular, con debilidad en el -~~'-"'~1u proximal e inclusive consunción muscular. 38 Una ---.·-""'"" congruente con la esclerosis sistémica es la hi. , ........u ..•au del esófago que provoca dificultad para la dede alimento y píldoras. Tarde o temprano se obser-

Cuadro 13-4. Perfil de anticuerpos antlnucleares para escleroderma Sistema antfgeno-anticuerpo Scl-70 Antrgenos nucleolares

Incidencia (%) 10-20 40-50

van perturbaciones digestivas en forma de pirosis y disfagia. Cuando se presentan síntomas respiratorios de disnea y tos crónica que se denominan síndrome del pulmón rígido, pueden progresar hasta hipertensión pulmonar.45 Las dos terceras partes de los pacientes presentan anormalidades renales. En caso de que se desarrolle hiperplasia íntima de las arterias interlobulares, puede dar lugar a una crisis renal de hipertensión arterial maligna que requiere de atención inmediata, de lo contrario la insuficiencia renal irreversible provoca la muer- , te. 47 En ciertos casos se produce fibrosis del mÍCiCardio pero casi nunca ocasiona reemplazo del músculo cardiar~. El miocardio resulta afectado con frecuencia. En ocasiones los cambios respiratorios originan hipertrofia cardiaca del lado derecho. 46 El examen físico es el método diagnóstico más confiable para escleroderma. La biopsia cutánea revela fibras compactas de colágena y aproximadamente 50% de las biopsias indica agrupaciones focales de linfocitos T. En enfermedades crónicas suele detectarse anemia normocrómica normocítica, aunque en ocasiones se observa un componente de anemia hemolítica autoinmunitaria o microangiopática. El ESR generalmente está elevado y se asocia con una leve hipergarnmaglobulinemia policlonaL 51 El factor reumatoide se encuentra en 30% de los pacientes con esclerosis sistémica. Se detectan anticuerpos antinucleares o antinucleolares, o de ambos tipos, en 90% o más de los casos.47 La anti-RNA polimerasa 1 es relativamente específica para la forma difusa de la enfermedad y se observa como un patrón nucleolar en la inmunofluorescencia.4 8 El anticuerpo anticentromérico es un indicador bastante sensible y específico de la forma cutánea limitada de escleroderma con un patrón de centrómero inmunofluorescente.41 El anti-Scl-70 ayuda a identificar las enfermedades cutáneas difusas en 30 a 40% de los pacientes y produce un patrón de inmunofluorescencia de manchas finas y difusas. 45 •48 En los cuadros 13-4 y 13-5 se describen los perfiles de anticuerpos antinucleares para escleroderma y CREST. El curso de la esclerosis sistémica es muy variable en cada paciente, pero la tasa de supervivencia general a 10 años es de alrededor de 65 por ciento. Cuadro 13-5. Perfil de anticuerpos antlnucleares para CREST Sistema antígeno-anticuerpo

Incidencia

Antígenos centroméricos

80-90 (títulos altos)

(%)

230 •

QUIMICA CLINICA

La enfermedad permanece limitada en el· ·s índrome CREST pero algunas causas de mortalidad se asocian con hipertensión pulmonar y malabsorción- intestinal. En el curso del escleroderma difuso, la mortalidad con frecuencia es resultado de afecciones tempranas de riñones, corazón o pulmones.41 Tanto el médico como la familia del paciente deben efectuar diversas consideraciones. Se debe insistir en los antecedentes naturales de la enfermedad, en particular en el síndrome de CREST debido a S).l curso relativamente benigno. El tratamiento se valora con cuidado, ya que se carece de algún fármaco o combinación de los mismos que sea de utilidad. Se educa a los pacientes acerca de la afección para que tomen medidas para evitar la exacerbación de los síntomas. Estas medidas de prevención incluyen 1) uso de un~ crema con base de lanolina y evitar el baño excesivo para que no se reseque la piel, 2) modificación de los hábitos de alimentación de manera que se ingieran menos alimentos a intervalos más frecuentes para ayudar a la digestión, 3) evitar la exposición al frío y al tabaco, 4) fisioterapia para preservar el funcionamiento musculosquelético y 5) empleo juicioso de antibióticos y fármacos antiinflamatorios no esteroides.38.49 Se emplea la D-penicilarnina para reducir el engrosamiento de la piel, pero muchos pacientes no la toleran. 47 Durante las manifestaciones inflamatorias se utilizan corticosteroides.41 Las afecciones renales graves con hipertensión maligna responden bien a fármacos antihipertensivos cuando se utilizan de inmediato.50

Enfermedades mixtas del teJido conjuntivo Las enfermedades mixtas del tejido conjuntivo son procesos que reúnen características del lupus eritematoso sistémico, polimiositis y esclerosis sistémica. Se detectan títulos muy altos de anti-RNP y anticuerpos antinucleares en la circulación, con patrón de pequeñas manchas fluorescentes. 53 Algunos investigadores consideran que las enfermedades mixtas del tejido conjuntivo no constituyen una entidad clínica diferente; sin embargo, otros postulan que constituyen una afección primaria. Aunque la controversia continúa, es difícil rebatir los títulos elevados de anti-RNP sin la presencia de DNA nativo o antígeno Sm que normalmente se observa en lupus eritematoso sistémico. El funcionamiento regulatorio anormal de las células T en las enfermedades mixtas del tejido conjuntivo difieren con respecto al que se observa en otras enfermedades reumáticas. 55 Los pacientes con enfermedades mixtas de dicho tejido también presentan afecciones renales mínimas y una muy buena respuesta a los corticosteroides. Lo anterior contribuye a un buen pronóstico, que contrasta significativamente con el de lupus eritematoso 'iistémico. La proporción de incidencia de enfermedades mixtas del tejido conjuntivo en mujeres con respecto a varones es de 12:1 y la enfermedad por lo general se presenta de la tercera a la sexta décadas de la vida. 54 Como ocurre con muchas otras afecciones inmunitarias, su etiología es desconocida. Diversas observaciones apoyan una fuerte sospecha de mecanismo inmunitario: 1) persistencia de títulos elevados de anti-RNP, 2) hipocomplementemia leve

Cuadro 13-6. Perfil de anHcuerpos antlnucleares para enfermedades mixtas del tejido conjuntivo Sistema antígeno-anticuerpo

RNP

Incidencia (%) 95-100 (títulos altos)

o moderada, 3) formación de complejo inmunitario en fases activas de la enfermedad, 4) depósitos de lgG, lgM o complemento en tejidos afectados, 5) actividad anormal de células T supresoras en periodos de actividad, 6) infiltración de linfocitos y células plasmáticas en los tej idos afectados y 7) hipergammaglobulinemia.55 Con frecuencia, las quejas iniciales del paciente son artritis, manos inflamadas, fenómeno de Raynaud y miositis con motilidad esofágica anormal. La linfadenopatía y la hepatosplenomegalia en ocasiones son pronunciadas .55 Otros síntomas son los que resultan de sobreposición de aquellos que se observan con mayor frecuencia an lupus eritematoso sistémico, esclerosis sistémica, polimiositis y artritis reumatoide. Los títulos altos de anticuerpos antinucleares (con frecuencia > 1:1 000) que producen un patrón moteado son característicos de las enfermedades mixtas del tejido conj untivo. Los títulos altos de anti-RNP (cuadro 13-6) que excede• 1: 100 000 también son observaciones características. E.. 25% de los casos se observa una reducción de complemento Se detecta hipergammaglobulinemia policlonal en 75% de los casos, lo que provoca elevación de ESR. Si existe miositis activa, los niveles séricos de aldolasa y creatincinasa están elevados. Se detecta anemia y leucopenia en menos de la mitad de los casos a los que se da tratamiento. La tasa de mortalidad general es de 13% con una supervivencia media de seis a 12 años. La muerte suele asociarse con complicaciones vasculares. Se han documentado remisiones de varios años con poco o ningún tratamiento. La respuesta al tratamiento con corticosteroides en general es buena. Además , los salicilatos, los fármacos flamatorios y antipalúdicos también resultan eficaces para tratamiento de casos menos graves . Si la enfermedad es gresiva, los fármacos citotóxicos favorecen la mejoría clínica 5!

Artritis reumatolde La artritis reumatoide es una afección inflamatoria "'"''"""-crónica mediada por el sistema inmunitario que se nr•>~A­ en las membranas sinoviales de las articulaciones """t''~ cas. Comienzan a producirse deformidades características las articulaciones y cambios radiológicos que post ..r•nrmP,destruyen el cartílago de la articulación y las estructuras apoyo, como ligamentos y tendones. En algunos casos se sarrolla una lesión en el tejido subcutáneo adyacente a la ticulación, que se denomina nódulo reumatoide.61 La enfermedad se presenta en aproximadamente de la población con una proporción entre mujeres y varones 3: l. La edad a que se inicia esta afección con mayor cía es de la cuarta a la sexta décadas de la vida.61

AFECCIONES INMUNOLOGICAS 13 • 231

La artritis reumatoide es resultado de un .próceso inflama:orio que se debe a una respuesta inmunológica que ocurre en :as articulaciones. 59 Es probable que la reacción la desencadene el virus de Epstein-Barr o algún otro agente infeccioso. 56 Aparentemente, en la patogenia participan agentes inmunita:ios mediados por células y de tipo humoral. Parece existir ;-re<> de las inmunoglobulinas lgG, lgM o IgA. La lgM es el :rincipal tipo de inmunoglobulina que forma factor reuma~ide en la circulación. Se desconoce la participación exacta :..e los factores reumatoides en la patogenia de la enferme.:xJ.59 El factor reumatoide se produce por células B activa.::zs y células plasmáticas que se infiltran en la articulación. \ .:ontinuación comienzan a formarse complejos que activan 1. Xl5 complementos. Los componentes de los complementos . .;dan a que se inicie la quimiotaxis y a la liberación de ·tancias vasoactivas. La respuesta inflamatoria progresa .::.::nforme los neutrófilos se acumulan y fagocitan a los comjos inmunitarios. 60 En el cuadro 13-7 se describe el perfil .ae anticuerpos antinucleares que se observa en pacientes con r..:itis reumatoide. En ocasiones se produce fiebre baja, malestar general y ·ga antes del dolor articular. La queja más frecuente en la . -entación inicial es artritis periférica simétrica y bilateral. u artritis se presenta en áreas como muñecas, articulación ~:3carpofalángica, rodilla y tobillo. A menudo se presenta _· ez matutina que dura más de 30 minutos después de leG':Llrse o después de hacer ejercicio. El inicio puede ser insio abrupto. La duración de los síntomas clínicos ayuda & ::.:ferenciar la artritis reumatoide de otros tipos de artritis. 62 E _olor de las articulaciones y la inflamación da lugar a nósubcutáneos en 30 a 40% de los casos. 63 El curso de la a ..~rmedad no es predecible. En general se detecta anemia normocrómica o hipocró:11 normocítica asociada con la enfermedad crónica. Tames posible que las inmunoglobulinas en suero estén eley se detecte elevación de ESR en 90% de los casos. 63 ;vroteína e reactiva también aumenta. Las pruebas de aglutinación de látex para detección de ::crr reumatoide incluyen pruebas de hemaglutinación, la de Rose-Waaler, que tienen alta sensibilidad pero Cuadro 13-7. Perfil de anticuerpos antlnucleares para artritis reumatolde Sistema antí¡¡eno-anticuerpo

RANA Histonas

Incidencia {%) 85-95

20

son bastante inespecíficas para artritis reumatoide. 58 El título de factor reumatoide no se correlaciona bien con el pronóstico. El análisis de líquido sinovial muestra un coágulo de mucina pobre y un infiltrado inflamatorio de neutrófilos que fagocitan a los complejos inmunitarios.59 Los niveles de complemento en líquido sinovial se reducen. El curso variable de la enfermedad de uno a otro paciente o inclusive en el mismo paciente hace imposible formular un pronóstico. La mayoría de las personas experimenta un curso indolente de tipo crónico con aumento de dolor e incapacidad. Sin embargo, un grupo pequeño de pacientes presenta remisiones tras algún ataque agudo, sin recurrencias.60,6l · Es necesario tener en cuenta cuatro objetivos del' tratamiento en cada paciente: 1) aliviar el dolor, 2) reducir al mínimo la inflamación para preservar en todo lo posible el funcionamiento muscular y de las articulaciones, 3) prevénir los efectos secundarios indeseables en todo lo posible y 4) restaurar un estilo de vida productivo y deseable. 56 Se administra tratamiento conservador en los comienzos del proceso de la enfermedad. Los fármacos antiinflamatorios que se emplean con mayor frecuencia so1l los salicilatos. Cuando la aspirina no resulta eficaz o es mal tolerada, se recurre al grupo de fármacos antiinflamatorios no esteroides. Si éstos no proporcionan el alivio necesario al paciente se administran medicamentos antipalúdicos o terapia con oro (crisoterapia) y D-penicilamina. Se utilizan corticosteroides para suprimir los aspectos inflamatorios, pero su uso a largo plazo se limita debido a los efectos secundarios indeseables. Se requieren medicamentos inmunosupresores en casos de artritis reumatoide activa y grave.63

Pollarterltls noc:tosa

La poliarteritis nodosa es una afección clínica de los vasos sanguíneos de tamaño pequeño e intermedio en la que se produce inflamación segmentaría dispersa y necrosis. Provoca isquemia de los tejidos irrigados por el vaso afectado y da lugar a afecciones en diversos órganos, incluyendo piel, articulaciones, nervios periféricos, riñón, hígado, corazón e intestinos.64·68 La enfermedad es poco frecuente y se observó una incidencia de 0.9 en 100 000 en cierto estudio. 65 Aún no hay predisposición hereditaria o racial y la frecuencia de la enfermedad es dos o tres veces superior en varones que en mujeres.66 Su etiología se desconoce, aunque se cree que existe un mecanismo inmunológico importante. Al efectuar el examen histológico, las lesiones de la poliarteritis se asemejan a las que se observan en otras enfermedades inmunitarias, como lupus eritematoso, debido a la formación de complejos inmunitarios. Además, cuando se detecta antígeno superficial de hepatitis B (HB 5 Ag) que circula en la sangre y forma depósitos en el complejo inmunitario, se sospecha que el virus de hepatitis B es el agente inicial; esto ocurre en la tercera parte de los casos.69 Los complejos inmunitarios pueden activar el sistema de complementos generando el factor quimiotáctico de C5a que favorece la migración de neutrófilos al sitio vascular para fagocitosis. Otros componentes de complementos de C3a y C4a, junto con C5a, provocan desgranulación de los mastocitos y basófilos. Estas células libe-

232 • QUIMICA CUNICA

ran histamina y metabolitos del ácido araquidónico que favorecen la permeabilidad vascular. La inflamación resultante expone la membrana basal. Cuando el neutrófilo engloba los complejos, libera enzimas lisosómicas como colagenasa, elastasa y metabolitos de oxígeno capaces de lesionar las paredes de los vasos expuestos.69•70 Otros factores potenciales de tipo inicial son reacciones de hipersensibilidad a ciertos fármacos, como sulfonamidas o penicilina. 66 •67 Las características de presentación son fiebre, malestar general y pérdida de peso. Con frecuencia se documenta alguna enfermedad reciente o reacción a algún fármaco antes del inicio de los síntomas. Algunas manifestaciones clínicas de afecciones a órganos son erupción cutánea, neuropatía periférica, dolor en las articulaciones y afecciones renales.64 El dolor abdominal, la náusea y diarrea, y las hemorragias por úlcera indican afecciones del aparato digestivo.69 La autopsia evidencia que el corazón está afectado, pero esto casi nunca se reconoce clínicamente junto con poliarteritis. Se desarrolla insuficiencia coronaria que progresa hasta fallo cardiaco congestivo.64 Se detecta leucocitosis moderada de 20 000 a 40 000 células/J.!L en cerca de 80% de los pacientes. Las afecciones renales se manifiestan por proteinuria y hematuria en 50% de los casos. Con frecuencia se observa elevación de ESR, anemia normocrómica y normocítica y trombocitosis leve. También se detecta elevación de los niveles de gammaglobulinas séricas, aunque casi nunca se encuentran autoanticuerpos. 66•68 El diagnóstico se basa en la biopsia del vaso afectado para establecer la arteritis necrosante. La angiografía de las vísceras suele indicar afecciones vasculares y ayuda al proceso diagnóstico, en especial cuando no se dispone de tejido clínicamente accesible para efectuar la biopsia.64 El curso está directamente relacionado con el órgano afectado y el grado en que lo esté. Va desde un proceso agudo hasta un curso de tipo crónico con episodios recurrentes durante meses o años hasta que se afecta algún órgano principal. Sin tratamiento, 33% de los pacientes muere el primer año y 88% no sobrevive más allá de cinco años. La principal causa de muerte es insuficiencia renal. 68 Es necesario instaurar tratamiento de tipo multifacético correlacionado con el proceso de la enfermedad. Los corticosteroides son convenientes, aunque su uso a largo plazo se limita por sus múltiples efectos secundarios. Los fármacos inmunosupresores, en particular ciclofosfamida y azatioprina junto con corticosteroides, se emplean para tratar la forma más agresiva de poliarteritis, con beneficios considerables.69·7o Cuando se instituye terapéutica con corticosteroides e inmunosupresora, aproximadamente la mitad de los pacientes alcanza una tasa de supervivencia de cinco años. En el cuadro 13-8 se presenta un resumen de los antígenos asociados con la enfermedad y los patrones de anticuerpos antinucleares para todas las enfermedades descritas.

INMUNODEFICIENCIA La inmunodeficiencia, un defecto de la inmunidad humoral, mediada por células o de ambas, se reconoció como entidad clínica hasta 1952 cuando el doctor Ogden Bruton describió por primera vez la incapacidad de un niño para producir an-

ticuerpos. La inmunodeficiencia se clasifica como primaria y secundaria. La primaria es resultado de algún defecto del desarrollo en el sistema inmunitario del huésped. La inmunedeficiencia secundaria se debe a algún efecto nocivo en el sistema inmunitario del huésped debido a enfermedad, tratamiento o alteraciones del medio. La inmunodeficiencia primaria en general afecta a lactantes y niños y se observa una mayor preponderancia en los varones. La inmunodeficiencia secundaria se presenta a cualquier edad y no tiene prevalencia significativa en alguno de los sexos.7 1 En ambas clasificaciones, el aumento de la frecuencia de infecciones y la gravedad y duración de las mismas constituyen buenos indicios clínicos para iniciar la investigación de enfermedad por inmunodeficiencia. Las complicaciones o manifestaciones desacostumbradas en el curso de la enfermedad son de gran ayuda para detectar inmunodeficiencia, en especial cuandc la infección se debe a patógenos atípicos.71 A continuación se da una lista de las enfermedades de este tipo: l. Inmunodeficiencia combinada grave 2. Síndrome de Wiskott-Aldrich 3. Ataxia telangiectasia 4. Síndrome de DiGeorge 5. Síndrome de Nezelof 6. Agammaglobulinemia congénita 7. Hipogammaglobulinemia selectiva 8. Síndrome de inmunodeficiencia adquirida

lnmunodeflclencla combinada grave

La inmunodeficiencia combinada grave incluye diversos síndromes que se caracterizan por la ausencia de funcionamiento de las células B o Ten el nacimiento.74 Se observa un grado variable de defectos tanto en la respuesta inmunitaria humoral como mediada por células. Existe un grupo de enfermedades hereditarias, pero se presentan de manera esporádica. El patrón de herencia es recesivo ligado a X o autosómico recesivo. 76 Se han documentado muchos defectos primarios, que incluyen: 1) ausencia de las células del tallo linfoide, 2) deficiencia de adenosindeaminasa (ADA) necesaria para el metabolismo de purinas asociado con la forma autosómica recesiva,73 •76 3) ausencia de un receptor de células T, 4) falta de producción de IL-2 e receptores, 5) ausencia de antígenos principales de histocompatibilidad del tipo 11 y 6) incapacidad de las células T para madurar. 72 El lactante tiene apariencia normal y saludable al nacer La infección generalmente se inicia en los dos o tres primeros meses de vida y a menos que se le dé tratamiento con éxito, el niño muere antes del primer año. Las observaciones más comunes son algodoncillo, neumonía y diarrea, aunque todas las formas de patogenia constituyen problemas graves para el paciente. El niño se deteriora con rapidez y adquiere apariencia emaciada. 72 La linfopenia se caracteriza por reducción del número de células B y T. Junto con la falta de células B o T se observan niveles de inmunoglobulina bajos. También hay una maa

AFECCIONES INMUNOLOGICAS 13 • 233

Cuadro 13-8. Resumen de a ntígenos ?SOCiados c on enfermedades y patrones de anticuerpos antlnucleares Antfgeno

Enfermedad con la que se asopian

Patrón

_upus eritematoso sistémico

DNA de doble cadena

Periférico

_upus eritematoso sistémico inducido por fármacos Jcasionalmente otras enfermedades del tejido conjuntivo

Complejo DNA-histona

Homogéneo

~umáticas

DNA de cadena única

No se detecta

_;pus eritematoso sistémico mixta del tejido conjuntivo (títulos altos) 5.ndrome de Sjógren :scteroderma >Jimiositls

RNPMo

Moteado

-DUS eritematoso sistémico (30%) (altamente específicos)

Sm (antígeno de Smith)

Moteado

- :'Kirome de Sjógren 5U a 60%) de complejo sicca -DOS eritematoso sistémico (15%)

SS-8 (La, Ha)

Moteado

: nfermedades no reumáticas ~'PUS eritematoso sistémico :.,~ermedad

~ermatomiositis

Jo-1

Moteado

:sderoderma (25%)

Scl-70

Moteado

:.rxlrome de CREST (60 a 80%)

Centrómero

Moteado

RANA (antígeno nuclear reumatoide asociado)

Moteado

MA-1

Moteado

....ct~s

eritematoso sistémico grave (20%)

:soeroderma miositis (altamente específico) :sderosis sistémica progresiva Sn:irome de Sjl:\gren ...C(.lS

ANA polimerasa 1

Moteado

PM-1

Variable, moteado

ANA específico para nucléolo

Nucleolar Nucleolar

RNP cltoplásmico

Nucleolar

MA

?

. esta de proliferación ante mitógenos y anergia cutánea . .::mtidad de tejido tímico y linfoide se reduce.75 Este grupo de afecciones resulta fatal con rapidez, a meque se reinstituya el funcionamiento linfoide normal. La ipal causa de muerte es sepsis generalizada. 72 El único tratamiento que puede corregir estas enfermepotencialmente fatales es el trasplante de médula ósea. ........~•v es imposible efectuar trasplante de médula ósea his;::mpatible, las formas alternas de tratamiento incluyen -"'"t:'nt,,~ de hígado fetal de menos de ocho semanas de _,.....,..,v .. o de timo fetal de menos de 14 semanas de gesta2 El tratamiento con antibióticos ayuda a preservar la pero es imposible utilizarlo en forma indefinida. 72-75

.:.,drome de Wiskott-Aldrich es una enfermedad recesiva a X de niños varones que se caracteriza por trombocieccema e inmunodeficiencia con infecciones recuque súele provocar la muerte. 80 Se detectan anormacelulares y humora1es.79 Los agentes infecciosos que ~neral participan son bacterias piógenas, virus, hongos y llllll!"2nwcvstls carinii.

...

4-6S ANA

eritematoso sistémico

•

Se observa deficiencia combinada de células B y T. La glucoprotefna que se encuentra en los linfocitos de los pacientes y se denomina CD43 se degrada con rapidez en el síndrome de Wiskott-Aldrich y parece permitir la eliminación de fragmentos de la membrana de los linfocitos, lo que acorta su supervivencia. Por tanto, no existen linfocitos T de vida larga. 80 El bazo elimina las plaquetas por el CD43 anormal en la superficie de las mismas.80 Aún no se explica qué produce la dermatitis eccematoide.79 En general, los pacientes presentan diarrea sanguinolenta, infecciones del oído medio u o.tras infecciones recurrentes. Se produce mayor incidencia de enfermedades malignas, incluyendo linfoma y leucemia linfocítica tras la primera década cuando los pacientes logran sobrevivir.81 Los niveles séricos de.lgM son bajos, aunque los niveles de IgG, IgA e lgE son normales o elevados_78 Se cree que la síntesis de inmunoglobulinas aumenta para compensar el incremento del catabolismo.79 Hay mala respuesta de anticuerpos a antígenos de polisacáridos, anergia cutánea y reducción de la inmunidad celular.st El uso de antibióticos en forma continua ayuda a controlar las infecciones recurrentes. El trasplante de médula ósea, en particular de algún hermano histocompatible parece prometedor.81 La única cura es la reposición del tejido linfoide

234 •

QUIMICA CLINICA

y de las células del tallo hematopoyétic?. 80 ~s ·corticosteroides están contraindicados en tromboc1topema porque aumentan la susceptibilidad a las inf!,!cciones y la esplenectomfa produce una elevada tasa de mortalidad. 82 Ataxia telanglectasla

La ataxia telangiectasia es una afección recesiva de tipo autosómico que se caracteriza por lesiones en el cerebelo que producen ataxia (irregularidad de la acción muscu!ar), tel_angiectasias (dilatación de vasos sanguíneos) en p1el y OJOS, persistencia de infecciones de la región superior del aparato respiratorio y anormalidades inmunitarias y endocrinas de . tipo variable. 83·84 Es probable que exista un defecto en el mecamsmo de reparación del DNA.86 También se postula que una alteración de la maduración endodérmica o su interacción con el mesodermo producen las anormalidades sistémicas. Las anormalidades inmunitarias se asocian con reducción de los niveles de inmunoglobulina IgG4, IgG2, IgA e IgE y reducción del número de células T, lo que produce depresión de la inmunidad mediada por células T.85 En general, el paciente presenta problemas desde los dos años, aunque la ataxia puede presentarse desde los nueve meses.s6 A continuación se observan infecciones sinopulmonares recurrentes. A medida que el paciente crece desarrolla síntomas neurológicos. Se observan telangiectasias desde los dos o hasta los nueve años. Las áreas afectadas con mayor frecuencia son cara, orejas, brazos y la esclera ocular. Las anormalidades endocrinas incluyen disgenesia gonadal, atrofia testicular y formas poco frecuentes de diabetes sacarina, resistente a la insulina. Los signos progéricos, como envejecimiento prematuro y aparición de canas, se observan en ciertos casos.85 Puede producirse retraso mental progresivo que se relaciona con las afecciones neurológicas. Esto~ pacientes presentan una alta incidencia de enfermedades mal1gnas y las formas más frecuentes son leucemia, tumores cerebrales y cánceres g·'.,tricos.84 Se observa reducción de inmunoglobulinas. La lgA sérica no se encuentra en aproximadamente 40% de los pacientes. La reducción del número de células T junto con aumento de la alfa-2-fetoproteína y antígeno carcinoembriónico (CEA) ayuda al diagnóstic?. La confirmación del diagnóstico suele retrasarse por penodos prolongados, ya que es necesario diferenciar la afección. de la deficiencia selectiva de lgA y de otras enfermedades mmunitarias. Normalmente el paciente sigue un curso de deterioro neurológico progresivo que se manifiesta por coreoatetosis y debilidad muscular, y sucumbe debido a alguna de las diversas manifestaciones de la enfermedad. 84 La principal causa de muerte la constituyen infecciones en la niñez temprana y enfermedades malignas. 86 Se utilizan antibióticos para tratar las infecciones recurrentes, pero para los demás problemas no existe un tratamiento eficaz. 84 Síndrome de DIGeorge

El síndrome de DiGeorge se debe a que no se desarrollan la tercera y la cuarta bolsas faríngeas, lo que produce falta de

timo y glándulas paratiroideas o hipoplasia de los mismos. con defectos cardiacos de la línea media y anormalidades fa. ciales. Es evidente una ausencia total de células T con incapacidad para efectuar la respuesta mediada por células. ~ detectan niveles normales de inmunoglobulina y la inmunidad humoral independiente de las células T queda intacta. 88 La interrupción del desarrollo de las estructuras de bolsas faríngeas de las cuales se deriva el timo y las paratiroides ocurre de la octava a la decimosegunda semanas de la gestación. El tipo de herencia es incierto y la mutación no hereditaria que se produce durante la embriogénesis puede ser ocasionada por traumatismos físicos o químicos, por ejemplo, que la madre consuma alcohol. 87 ·90 Las células T precursoras no logran diferenciarse y madurar en forma normal en el medio tímico. 89 Los rasgos físicos característicos de la facies anormal incluyen orejas prominentes en posición baja, boca en forma de pescado e inclinación antimongoloide de los ojos. 88 Los pacientes desarrollan tetania en las primeras 24 a 48 horas debido a la carencia de glándulas paratiroides que produce hipocalcemia.90 Las enfermedades cardiacas coogénit~s .ta_mbién son frecuentes. Las infecciones recurrentes se IniCian poco después del nacimiento debido a agentes virales, bacterianos o fungales. Las observaciones de laboratorio incluyen linfocitopenia sin células T maduras en circulación. Las respuestas inmunitarias mediadas por células se deprimen, aunque se observan niveles normales de inmunoglobulinas. 91 El tratamiento con hormona tímica ayuda a mejorar esta afección. El trasplante temprano de timo fetal o epitelio tímico permite que el paciente produzca células T madura$ normales en número suficiente y que funcionen de manera correcta. Cuando el timo que se trasplanta corresponde a una gestación de menos de 12 semanas, no se presenta rec~azo del mismo.s9 También se han efectuado trasplantes de medula ósea. 91 La hipocalcemia no responde bien a los suplementos convencionales de calcio. Se administra calcio junto con vitamina D y hormona paratiroidea para lograr mejores resultados.9: Las afecciones cardiacas congénitas requieren de corrección quirúrgica inmediata, pero es necesario_ tener precaución_ al efectuar transfusiones de sangre para ev1tar el rechazo de mjertos.92

Síndrome de Nezelof

El síndrome de Nezelof normalmente se clasifica como una enfermedad de inmunodeficiencia combinada con deficiencia notable de células T y deficiencia variable de células B. La respuesta de anticuerpos a la inmunización en general es mala. Se desconoce qué la provoca y aún no se detecta un patrón genético definido. La mayoría de ~os casos s_on esp<_>rádicos. Parece existir algún defecto asoc1ado con h1poplasla del timo y mala interacción de células B con células T. Debido a la falta de uniformidad de esta enfermedad, el síndrome constituye una categoría de tipo general a_ la cual se r~cur·~e después de excluir otras afecciones de mmunodefic1enc1a combinada. 93

AFECCIONES INMUNOLOGICAS 13 • 235

Los pacientes padecen infecciones crónicas· o recurrentes producidas por agentes bacterianos, fungales, virales y microbianos. En ocasiones se presenta hepatosplenomegalia notable o linfadenopatía. 95 Se detecta linfopenia con respuestas anormales inmunitarias de tipo celular y humoral. Los niveles de células T disminuyen, aunque las células B generalmente se encuentran en números normales. Los niveles de inmunoglobulina se reducen, son normales o se ele,-an, y se observa una distribución de tipos de inmunoglobu:inas normales o anormales. El síndrome de Nezelof es menos grave que las demás lfecciones y los pacientes sobreviven hasta la adolescencia :ardía. Las complicaciones a largo plazo incluyen enferme±ldes pulmonares crónicas, infecciones fungales crónicas y Jcsarrollo de algunas enfermedades malignas. 95 Las infec:iones requieren tratamiento agresivo con antibióticos. La única :ura que existe es el trasplante de médula ósea, aunque se ha !opado cierto grado de éxito con trasplantes de timo.93,94

Agammaglobullnemia congénita

:a agammaglobulinemia congénita, que se conoce también ::::mo agammaglobulinemia ligada a X o enfermedad de Bruo, es una afección recesiva ligada a X que se produce de ::.anera esporádica. Se caracteriza por reducción de los nivees de inmunoglobulinas junto con niveles bajos de células B ausencia de las mismas. La inmunidad celular permanece 1::acta. El defecto consiste en que las células B no son capa=s de madurar. Parece existir un bloqueo en la secuencia de ;;.:erenciación y maduración de estas células B_96 Los lactantes son normales durante los primeros meses - ta que se agota la lgG materna que recibieron in utero por • :necanismo de transporte transplacentario. Como el niño puede producir sus propias inmunoglobulinas, sufre in%';;'t:iones piógenas recurrentes que afectan pulmones, senos, •o interno, meninges y huesos. Los agentes ofensores más .::::c:unes son organismos como neumococos, Haemophilus int.Dlzae, Streptococcus pyogenes y Staphylococcus. Se observa ~tencia normal a infecciones virales y fungales, excepto ante enterovirus, principalmente el virus ECH0.97 El número de linfocitos en la sangre periférica generalae::te es normal, aunque no se encuentran linfocitos s_99 ~ pacientes manifiestan hipogammaglobulinemia y ausen:.1 de la fracción gamma al efectuar electroforesis en suero, lo cual el diagnóstico es relativamente fácil. El tratamiento durante toda la vida consiste en adminisaz- suero de globulina gamma inmune. Se requieren antibióa:;_---s para ayudar en cada episodio infeccioso. La terapéutica :eemplazo con globulina sérica prolonga en forma con.oe-rable la vida de estos pacientes hasta la segunda o tercera e::adas, aunque es posible que padezcan enfermedades pulares crónicas. También se ha documentado una inciden:nás alta de leucemia y linfoma en casos de esta enferme-

*

· 9S

!lipogammaglobulinemia selectiva, que se conoce tam- como deficiencia selectiva de lgA, se caracteriza por un

notable descenso o inclusive ausencia de inmunoglobulina IgA en suero, mientras que los demás niveles de inmunoglobulina son normales. También puede existir deficiencia de lgA secretora. La inmunidad celular generalmente es norma1.100 Es la inmunodeficiencia de tipo más común y su incidencia es de una por cada 700 personas. Los niveles de lgA son inferiores a 5 mg/100 mi. La mayoría de los casos se presenta esporádicamente. Se produce bloqueo de la maduración de las células B en la fase de diferenciación terminal de producción de IgA. Es probable que un aumento de la actividad supresora de las células T selectivo para la lgA provoque este bloqueo. 101 ·102 Generalmente, los pacientes no presentan síntomas, aunque algunos muestran mayor incidencia de enfermedade~ sinopulmonares, celiacas y autoinmunitarias. Algunos pacientes tienen alergias graves cuando la IgE se eleva y es más difícil controlarlos que a los individuos sin deficiencia de lgA. Cuando se desarrollan anticuerpos anti-IgA, es posibl~ que se produzcan reacciones hipertensivas grav&s o inclusive anafilaxis fatal después de una transfusión sanguínea. En este caso es necesario utilizar donadores deficientes de lgA. 102·103 Los niveles de IgA sérica y secretoria son nulos o están muy deprimidos. La inmunoelectroforesis del suero constituye un indicador de diagnóstico definitivo. Normalmente no se requiere tratamiento. Sin embargo, cuando las infecciones respiratorias persisten se inicia terapéutica con antibióticos. Es imposible efectuar un reemplazo selectivo de lgA y en general las inmunoglobulinas en grupo están contraindicadas, ya que el paciente sí es capaz de formar cantidades normales de anticuerpos de otros tipos de inmunoglobulinas. Esto podría ocasionar que el paciente desarrollara anticuerpos anti-lgA. I03,I04

Síndrome de lnmunodeflciencia adquirida El síndrome de inmunodeficiencia adquirida (SIDA) se caracteriza por grave deficiencia inmunitaria mediada por células que da lugar a infecciones oportunistas, enfermedades malignas y síntomas neurológicos en individuos previamente saludables. Se distingue por linfopenia notoria con deficiencia del subconjunto CD4+ de células T, que se denominan células T ayudantes. El agente etiológico del SIDA es un retrovirus, que se denomina virus de linfocito T humano tipo III (HTLV-III) o virus de inmunodeficiencia humana (HIV). Los retroviridios son una familia de virus de RNA que se caracterizan porque contienen transcriptasa inversa y son capaces de hacer copias del DNA del virus. 105 El virus invade el linfocito CD4 (subconjunto de células T ayudantes). Su efecto es citotóxico e in vivo produce agotamiento de ambos tipos de células .l05,I07 El virus infecta también a otros tipos de células inmunitarias, como monocitos, macrófagos, células de Langerhans, células dendríticas foliculares, microglia y células del endotelio en el cerebro. 107 En Estados Unidos se identifican seis grupos de alto riesgo para el desarrollo de SIDA: l. Varones homosexuales y bisexuales 2. Personas que utilizan drogas por vía intravenosa

236 •

QUIMICA CUNICA

3. Hernofílicos que requieren de concentrados de factor VIII 4. Personas que reciben transfusiones de productos sanguíneos 5. Hijos de los tres primeros grupos de alto riesgo 6. Compañeros heterosexuales de individuos de alto riesgo El SIDA se transmite por contacto sexual, administración de drogas intravenosas con agujas contaminadas, transfusión de productos sanguíneos y transmisión del virus de madres infectadas a sus hijos recién nacidos. 106 Las características de presentación inicial son fiebres, erupciones, síntomas similares a gripe, manifestaciones neurológicas, pérdida de peso y linfadenopatía generalizada persistente. Es común que exista un periodo de latencia entre la seroconversión y la expresión clínica del SIDA. Este periodo varía desde meses hasta años. Durante el periodo inicial asintornático, la relación T4:T8 generalmente se reduce, se evidencia linfadenopatfa y se producen anticuerpos virales. Los pacientes con SIDA declarado tienen ataques de infecciones oportunistas. Las infecciones más frecuentes son provocadas por Pneumocystis, Candida, Cryptococcus, Nocardia, Strongyloides, Toxoplasma, cigornicetos y Mycobacterium avium. Las infecciones virales que generalmente provocan problema son citornegalovirus, herpes simple, herpes zoster y hepatitis.I05.107,I08 Es posible que se produzcan cánceres secundarios como sarcoma de Kaposi, linfoma diferente al de Hodgkin y linforna de Burkitt. 106 Cuando el virus de SIDA infecta el sistema nervioso, el paciente llega a presentar síntomas neurológicos corno encefalitis, meningitis, deficiencia focal, alucinaciones y demencia progresiva. 110 La trombocitopenia y la púrpura se relacionan con aumento del enlace de lgG con plaquetas en los pacientes con SIDA. Se observan diversas anormalidades inmunológicas al efectuar pruebas. La mayoría de ellas se deriva de la pronunciada deficiencia de inmunidad mediada por células, que se asocia en forma directa con la reducción del número de células T4 ayudantes. Las observaciones características son retraso en la respuesta de hipersensibilidad a antígenos comunes, mala respuesta de proliferación de células T ante mitógenos y antígenos, hipergarnrnaglobulinemia policlonal, complejos inmunitarios en circulación, incapacidad para producir anticuerpos tras la inmunización, reducción de la función de fagocitosis natural y depresión del funcionamient0 citotóxico de células T específico para virus. Como las células T8 supresoras se encuentran a niveles normales o mayores, se detecta reducción de la relación T4:T8 < 1 en los pacientes con SIDA. La destrucción de la población de células T4 ayudantes ocasiona otras alteraciones inmunitarias relacionadas directamente con el subconjunto T4. Se deprimen la interleucina-2, el interferón gamma, el factor de desarrollo quimiotáctico de macrófagos y el de desarrollo de células B. 106 El diagnóstico específico se efectúa al aislar el HIV en suero, células o ganglios linfáticos, aunque las pruebas de esta naturaleza se realizan con poca frecuencia. La presencia de anticuerpos HIV es útil para el diagnóstico. Las técnicas que se utilizan para el análisis de anticuerpos son el ensayo

inmunoabsorbente ligado a enzimas (ELISA) y la prueba de W estern blot. Es necesario considerar de manera cuidadosa las manifestaciones clínicas del paciente. 106,108 La mortalidad es casi de 100%, y 92% de las muertes se relaciona directamente con infecciones oportunistas. Aún no se documenta ninguna recuperación total del SIDA aunque se han registrado casos de supervivencia a largo plazo. lOS A pesar del descubrimiento del virus causal y los amplios estudios científicos dirigidos contra él, todavía no se dispone de una vacuna. El grado de polimorfismo en los virus aislados del paciente explica el comportamiento diverso de los mismos y la dificultad para preparar la vacuna. . El principal método para controlar la epidemia consiste en instruir al público, orientar a los grupos de alto riesgo y utilizar medidas de prevención. Además, actualmente se examinan con cuidado los productos sanguíneos. En algunos' casos se suministran factores biosintéticos de coagulación a las personas que requieren tratamiento para problemas hernorrágicos. Se ha demostrado que fármacos como 3' -azidotimidina (AZT) bloquean la replicación del HIV e inhil5en su crecimiento. La AZT se utiliza terapéuticamente, aunque no constituye una cura. 108

--f------RESUMEN

En los últimos años, la explosión de conocimientos en el campo de la inmunología ha mejorado la comprensión de los mecanismos que se llevan a cabo en las diversas afecciones autoinmunitarias. Aunque aún es necesario.aprender mucho al respecto, los esfuerzos realizados en investigaciones intensivas proporcionan a la práctica médica considerable información para el control y el diagnóstico de las enfermedades autoinmunitarias. Se han descrito anticuerpos antinucleares en diversas enfermedades autoinmunitarias. Los anticuerpos antinucleares específicos, aunque no son patognomónicas para una enfermedad dada, constituyen anticuerpos marcadores de alta frecuencia que contribuyen en forma considerable al proceso de diagnóstico. Todavía se desconoce la patogenia de las enfermedades autoinmunitarias, aunque se sabe que en ellas participan virus, la predisposición genética y la exposición a productos químicos y fármacos. Desafortunadamente, para lograr un tratamiento adecuado es necesario comprender a fondo los mecanismos específicos. Por tanto, esto explica la respuesta inadecuada al tratamiento de muchas de estas enfermedades. En este capítulo se estudiaron diversas enfermedades autoinrnunitarias, incluyendo sus presentaciones clínicas, diagnósticos y tratamiento. En general, los diversos autoanticuerpos que se encuentran en estos casos sólo constituyen evidencia de apoyo para el diagnóstico. La presencia de anticuerpos antinucleares no es confirmatoria y la ausencia de los mismos no excluye a la enfermedad asociada. Desde luego, es

AFECCIONES INMUNOLOGICAS 13 • 237

•

necesario realizar más investigaciones para comprender mejor las reacciones autoinmunitarias en el medio fisiológico y fisiopatológico. .-

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QUIMICA CLINICA

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91. 92. 93. 94. 95 . 96.

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240 • QUIMICA CUNICA

APLICACION DE cqNCEPTOS 13-1 Una mujer de 25 años ingresa al hospital. La historia médica revela que ha sufrido varios ataques de trombosis venosa profunda y pericarditis, anemia hemolítica y lesiones purpúreas en brazos y piernas. Al efectuar el examen físico la paciente presenta fiebre baja, dolor de cabeza y de espalda. Datos de laboratorio Hamatócritco Volumen corpuscular medio Plaquetas Recuento de leucocitos

21% 135 fl 82000 11 000

Análisis de orina Proteínas Sangre

350 mg/24 h

6. ¿Cuáles de las siguientes pruebas permiten confirmar la presencia de lupus eritematoso sistémico? a. Anti-DNA de una sola cadena b. Anti-DNA de dos cadenas c. Anti-Sm d. Ribonucleoproteína antinuclear e. Anti-La (SS-B) 7. ¿De qué modo se explican las observaciones anormales orina?

4+

La preparación para lupus eritematoso de esta paciente arroja resultados positivos.

l. ¿Qué resultados es posible que se obtengan en las siguientes pruebas? a. Nivel de complementos en suero b. Bilirrubina total c. Deshidrogenasa láctica d. Anticuerpos antinucleares

2. ¿Qué anticuerpo representa un patrón periférico en torno al nú~leo en la prueba de anticuerpos antinucleares? a. Un anticuerpo de antígeno nuclear extraíble (ENA) b. Anticuerpo anti-DNA c. Anticuerpo para desoxirribonucleoproteínas d. Anticuerpo para RNA nucleolar 3. ¿Qué anticuerpo se asocia con el patrón nuclear moteado en la prueba de anticuerpos antinucleares? a. Anticuerpo de RNA nucleolar b. Anticuerpo de antígeno nuclear extraíble (ENA) c. Anticuerpo de desoxirribonucleoproteína d. Anticuerpo de DNA

4. ¿Qué anticuerpo está asociado con el patrón nuclear homogéneo? a. Anticuerpo de RNA nucleolar b. Anticuerpo de ENA c. Anticuerpo de desoxirribonucleoproteína d. Anticuerpo de DNA S. ¿Qué anticuerpo se asocia con el patrón nucleolar?

a. Anticuerpo de RNA nucleolar b. Anticuerpo de ENA

c. Anticuerpo de desoxirribonucleoproteína d. Anticuerpo de DNA

a. Complejos inmunitarios en los gloméntlos b. Neoplasia renal c. Cistitis d. Pielonefritis

8. ¿Cuál de las siguientes explicaciones es más en caso de observaciones hematológicas anormales? a. Anemia hemolítica autoinmune b. Anemia de enfermedades crónicas c. Infarto de la médula ósea y necrosis d. Anemia hemolítica microangiopática 9. ¿Cuáles de los siguientes síntomas se asocian en ral con lt!pus eritematoso sistémico pero no se o en este caso? a. Disnea b. Alopecia c. Taquicardia d. Visión borrosa e. Erupción en forma de mariposa 10. Indique dos de los siguientes síntomas que se re! nan con un pronóstico desfavorable

a. Anemia hemolítica autoinmune b. Pericarditis c. Enfermedad renal d. Síntomas del sistema nervioso central e. Eritema 11. ¿Cuál es la principal causa de muerte en pacientes lupus eritematoso sistémico?

a. Infecciones b. Infarto al miocardio c. Enfermedad renal d. Hemorragia e. Accidente cardiovascular

~API

T

ULO

14 Enzimología

KoryM. Ward y

Susan Cockayne

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE • Definir una enzima y enumerar las propiedades de las enzimas. • Definir los siguientes términos relacionados con enzimas: Cofactor Coenzlma Grupo prostético Apoenzlma Holoenzlma

• Explicar el mecanismo de la acción enzlmátlca. • Describir de qué manera Influyen los siguientes factores en las reacciones enzlmátlcas: Concentración de sustrato Concentración de la enzima pH Temperatura Cofactores Acttvadores

• Explicar el significado de los siguientes factores para la enzlmología clínica: Cinética de orden cero Cinétic a de primer orden Ecuación de Mlchaells-Menten

Constante de Mlchaells Gráfica de Uneweaver-Burk

• Describir los efectos de los siguientes tipos de lnhlbldores en las reacciones catolizadas enzlmátlcamente: Inhibición competitiva Inhibición no competitiva Inhibición sin competencia

• Comparar y contrastar los métodos que se utilizan para medir la actividad enzlmátlca. • Describir el papel del NAO+/ NADH en las reacciones enzlmátlcas y calcular la actividad enzlmátlca con base en la absortlvldad molar del NADH. • Indicar el significado de las reacciones enzlmátlcas apareadas. • Explicar el uso de las enzimas como reactivos analíticos. • Citar seis clases de enzimas y decir qué tipo de reacciones catolizan. • Proporcionar los siguientes datos para cada una de las siguientes enzimas con significado clínico: a . Funcionamiento biológico b . Fuentes en los tejidos :L41

242 •

QUIMICA CLINICA

c. Discutir el significado cfinlco . d. Describir los procedimientos anarrrlcos y precauciones al efectuar el análisis de la ~nzlma :

•

l . AST

8. LPS •

2. ALT 3. LD 4. CK 5. ALP ó.ACP 7.AMS

9.GGT l O.ALS 11 . 5'-NT 12.LAP 13.ChE 14. G-6-PD

Describir qué enzimas se usan en el laboratorio para detectar las siguientes afecciones: a. Ca rdiacos b. Hepátic as c . Oseas d. Pancreáticas e . Prostáticas f. Musculares

CONTENIDO DEL CAPITULO CINETICA ENZIMATICA Catálisis enzlmátlca Factores que Influyen en la actividad enzlmátlca Concentración de sustrato Concentración d e la enzima Temperatura pH Activado res lnhlbldores Determinación de la actividad enzlm6tlca Curva de progreso Fase de retraso Velocidad Inicial Velocidad reducida Métodos de velocidad de reacción Cálculo de la actividad enzlmátlca Reacciones apareadas lsoenzlmas Las enzimas como reactivos Clasificación de las enzimas ENZIMAS CON SIGNIFICADO CLINICO Amlnotransferasa asp6rtlca y alanlnamlnotransferasa Fuentes tisulares Significado clínico Procedimientos analíticos AST ALT Recolección y manejo d e muestras Rangos de referencia Deshldrogenasa láctico Fuentes tisulares Significado cfinlco Procedimientos analíticos LDtotal

lsoenzlmos LD Recolección y manejo de muestras Rangos de referencia

Creotlnclnasa Fuentes tisulares Significado cfinlco Procedimientos a narrtlcos CKtotal lsoenzlmos CK Obtención y manejo de muestras Rangos de referencia Fosfatasa alcalina Fuentes tisulares Significado c finlco Procedimientos analíticos Obtención y manejo de muestras Rangos de referencia Fostatasa ácida Fuentes tisulares Significado cfinlco Procedimientos anarrtlcos Manejo de muestras Rango de referencia Amllasa Fuentes tisulares Significado cfinlco Procedimientos analíticos Obtención y manejo de muestras Ra ngos d e referencia Llpasa Fuentes tisulares Signific a do cfinlco Procedimientos analíticos Obtención y manejo de muestras Rango de referencia Transterasa de gammaglutamllo Fuentes tisulares Significado clínico Procedimientos analíticos Obtención de muestras Rango de referencia Aldolasa Fuentes tisulares Significado cfinlco Procedimiento a na lítico Manejo de m uestras Rangos de referencia 5'-nucleotldasa Fuentes tisulares Significado clínico Procedimiento ana lítico Manejo de muestras Rango de referencia Leuclnamlnopeptldasa Fuentes tisulares Significado cfinlco Procedimiento analítico Manejo de m uestras

..

ENZIMOLOGIA 14 • 243

Rango de referencia

Collnesterasa Fuentes tisulares Significado cfinlco Procedimientos anafitlcos Manejo de muestras Rango de referencia

-·

Deshldrogenasa de la glucosa-6-fosfato Fuentes tisulares Significado cfinlco Procedimientos anafitlcos Rango de referencia

APLICACIONES CLINICAS PARA LOS DIFERENTES ORGANOS Corazón Hígado Huesos Páncreas Próstata Músculos

RESUMEN

- enzimas son agentes químicos que ayudan a que los probioquímicos del organismo se lleven a cabo a una ve:idad compatible con la vida. Prácticamente todas las reacca:nes bioquímicas son catalizadas por las enzimas. En ~ncia de éstas, dichas reacciones se efectuarían con tal II::Ijtud que no podrían aportar la energía que se requiere Jlrl cubrir las necesidades metabólicas del cuerpo. Las enzi. tienen implicaciones importantes como determinantes :a salud y la enfermedad. Las enfermedades que se llaman es congénitos del metabolismo se deben a anormalidaen la síntesis de enzimas y son determinadas en forma · Cuando se producen lesiones celulares, como las ocadas por afecciones del suministro sanguíneo, o inflao necrosis de los tejidos, ciertas enzimas pasan al I IIZS:na y sus niveles en él aumentan. Estos niveles enzimátien plasma se analizan para detectar la enfermedad y lleJ.l diagnóstico diferencial y pronóstico de la misma. Los • -- --'-- enzimáticos también son útiles para vigilar el curso :.'1ltarniento una vez que se inicia, por tanto la enzimolo::ínica es un aspecto integral de la ciencia del laboratorio . ..._::co. Este capítulo describe la naturaleza y funcionamien.li: las enzimas como catalizadores biológicos y su deter_ _..._1-uu, las enzimas que tienen mayor significado clínico y ;sos diagnósticos. CESOS

CINETICA ENZIMATICA

enzimas son catalizadores que funcionan aumentando la 12 de las reacciones bioquímicas de 106 a 10 veces

- - . ...--;..~<"i

en comparación con las reacciones no catalizadas. 1 Como catalizadores, las enzimas tienen ciertas propiedades: 1) no se alteran ni se consumen durante la reacción, 2) sólo se requieren pequeñas cantidades de ellas y 3) aceleran la velocidad a la cual la reación química alcanza el equilibrio, pero no alteran la constante de equilibrio (la cantidad de producto que se forma a partir del sustrato). Todas las enzimas son proteínas y, como tales, tienen una secuencia exclusiva de aminoácidos (estructura primaria) y estructura tridimensional (estructura secundaria y terciaria). Además, algunas enzimas tienen estructura cuaternaria, cuando están formadas por dos o más cadenas de polipéptidos. Algunas enzimas son proteínas conjugadas y contiene; un cofactor además de la secuencia de aminoácidos. Los cafactores son compuestos inorgánicos, iones metálicos o comJ puestos orgánicos. Algunos ejemplos de iones metálicos inor_ránicos que funcionan como cofactores son Zn2+, Fe2+, Cu2 , Mg2+ y Mn2+. Si el cofactor es un compuesto orgánico, generalmente se denomina coenzima y tiene una estructura 2 que se relaciona con la de las vitaminas. Algunos ejemplos de coenzimas son NAO+, NADP+ y piridoxal-5-foMato. Los iones metálicos por lo general funcionan como activadores de las enzimas y se encuentran como un componente estructural integral de las mismas o enlazados débilmente a ellas. De manera similar las coenzimas se enlazan en forma permanente o intermitente a la molécula enzimática. Las coenzimas enlazadas se denominan grupo prostético.3 La porción proteica no dializable y lábil de la enzima en presencia de calor se denomina apoenzima. En conjunto, la apoenzima y el cofactor o coenzima forman la unidad con actividad catalítica que se llama holoenzima. Apoenzima + cofactor =holoenzima Las enzimas catalizan reacciones en las que se transforman una o más moléculas de sustrato (S) en producto (P). Enzima s~ P

En la figura 14-1 se muestra esta vía de reacción. Se observa que primero el sustrato debe ser activado o energetizado (S*), para que la reacción se lleve a cabo. La cantidad de energía que se requiere para energetizar el sustrato se denomina energía de activación (Ea). En muchos procedimientos de laboratorio esta energía se aporta en forma de calor. Como el calor superior a la temperatura del cuerpo (37°C) daña las células, los organismos deben utilizar un catalizador en forma enzimática para aportar la Ea necesaria para acelerar la reacción. Las enzimas funcionan como catalizadores biológicos, hacen descender la energía de activación y, por tanto, permiten que la reacción se efectúe a la temperatura normal del cuerpo y a una velocidad compatible con la vida. Las enzimas realizan esta tarea uniéndose a las moléculas del sustrato que va a reaccionar y forman un complejo enzima-sustrato (ES). El complejo ES coloca las moléculas de sustrato en la alineación correcta con la enzima, de manera que ésta pueda ejercer su actividad catalítica para formar el producto. Una vez que se efectúa la catálisis, la enzima per-

24A • QUIMICA CLINICA

s· t

Ea sin enzima

covalente entre el sustrato y el sitio activo. Sin importar el mecanismo de actividad catalítica, la forma en que la enzima distorsiona el sustrato reduce la energía de activación necesaria para acelerar la transformación S - P .

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA ACTIVIDAD ENZIMATICA

Progreso de la reacción Flg. 14-1. Las enzimas reducen la energfa de activación. Estas incrementan la velocidad de la reacción disminuyendo la cantidad de energía necesaria para alcanzar el estado de activación (S").

manece sin cambio y queda en libertad para catalizar otras reacciones. La reacción general es la siguiente: E+S~ES ~P+E

La enzima se enlaza con el sustrato mediante una o más regiones de la molécula enzimática que se denominan sitios activos. El sitio activo de una enzima tiene aminoácidos orientados en forma singular que forman una bolsa o muesca en su superficie. Otros aminoácidos que no participan en el sitio activo dan lugar al marco estructural que mantiene la configuración de dicho sitio. Una de las características singulares de las enzimas es que muestran especificidad para ciertos sustratos. Sólo los sustratos que tienen una configuración compatible con el sitio activo pueden enlazarse con la enzima; las demás moléculas de sustrato quedan excluidas. De este modo, cada enzima cataliza sólo determinadas reacciones. La mayoría de las enzimas presenta especificidad absoluta. Es decir, catalizan sólo una reacción específica con un sustrato específico. Otras muestran especificidad de grupo y un número más amplio de sustratos con grupos estructurados similares reacciona con ellas. Además, algunas enzimas actúan en ciertos tipos de enlaces, como los enlaces péptidos de las proteínas o los enlaces glucosúricos de los carbohidratos y se dice que son específicas para determinado enlace.2Otras enzimas son estereospecíficas y sólo reaccionan con ciertos isómeros ópticos, como los isómeros o y L de la glucosa. 3 Una teoría que se acepta en general y describe el mecanismo del enlace enzima-sustrato se denomina modelo de la adaptación inducida. Cuando el sustrato se enlaza con el sitio activo induce a la enzima a modificar su forma levemente, de manera que se adapta en torno al sustrato. Esta adaptación inducida permite que la enzima ejerza su actividad catalítica mediante diversos mecanismos. La adaptación en torno a la molécula del sustrato provoca tensión y es probable que durante la reacción se rompan enlaces químicos importantes, lo cual da lugar a la transformación de sustrato en producto. Además, es probable que el sitio activo esté formado por una secuencia de aminoácidos con cadenas laterales ácidas que produzcan un medio más ácido, lo que permite que se agreguen o retiren protones del sustrato. Otro mecanismo de catálisis es la formación breve de un enlace

Como las enzimas están presentes en cantidades tan bajas en el plasma, generalmente en el laboratorio se determina la actividad enzimática y no la concentración . La unidad de actividad se expresa en unidades internacionales y se define como la cantidad de enzima que produce 1 J.lmol de producto por minuto a 25°C en condiciones estándar. Al estudiar 1~ actividad enzimática se observa la velocidad de reacción eD diferentes condiciones. Diversos factores influyen en la velocidad de las reacciones catalizadas por enzimas. Concentración de sustrato

..

Para que una enzima ejerza su actividad catalítica debe combinarse con el sustrato y existir temporalmente como complejo ES. La actividad enzimática es una medida de la conversión catalítica s~P . Si la enzima no se enlaza con sustrato no ejerce actividad enzimática y por tanto se obtiene un valor bajo falso al efectuar el análisis. Así, la concenu-. ción de sustrato es un factor muy importante que influye coa la velocidad de las reacciones enzimáticas. La velocidad de una reacción enzimática aumenta conforme la concentraci de sustrato se incrementa. A medida que hay moléculas dr sustrato disponibles, hay más probabilidad de que se enlac~ con los sitios activos de la enzima, lo que permite que es:a última ejerza su actividad al máximo de velocidad (Vmú En la figura 14-2 se muestra un diagrama de este proce Sin embargo, en determinado momento se alcanza la velOCldad máxima, y el incremento de concentración de s us t~ más allá de este punto no aumenta la velocidad. A la velo..~ dad máxima la concentración de sustrato es suficientemenlt alta para que todas las moléculas enzimáticas tengan los ~ tios activos ocupados. Tan pronto como una molécula producto sale del sitio activo, entra otra a él. Se dice que enzima está saturada a la velocidad máxima. Durante la fase inicial de la reacción (1, fig. 14-2) la ' locidad es casi lineal con respecto a la concentración de s trato [S]. En esta fase de la curva la reacción sigue ciné · de primer orden, de manera que la velocidad es dire" mente proporcional a [S]. En la segunda fase (11) se ale una meseta y la reacción adquiere cinética de orden cero. decir, la velocidad de reacción es independiente de [S]. En fase 11 se alcanza la velocidad máxima y cualquier increm to adicional de sustrato ya no modifica la velocidad. En cinética de orden cero todas las moléculas enzimáticas es• saturadas de sustrato y sólo existen en forma de compl ES. En contraste, en la cinética de primer orden (1), la e centración de sustrato [S] limita la velocidad, ya que no presente en suficiente cantidad para saturar todos los si activos de las enzimas. Las enzimas no saturadas no pu ejercer su actividad enzimática y por tanto es imposible dirlas. Al efectuar análisis enzimáticos en el laboratorio

ENZIMOLOGIA 14 • 245

necesario incluirlo en la ecuación. Entonces la ecuación se reduce a 15

--

u= vmáx

V máx

11

Cuando la concentración de sustrato es 100 veces mayor que Km, la velocidad de reacción es Vmáx, por tanto la cinética es de orden cero. Como la gráfica de Michaelis-Menten tiene forma de curva hiperbólica, el valor de Km se obtiene más fácilmente si la ecuación de Michaelis-Menten se transforma a la ecuación de una línea recta. La ecuación de Lineweaver-Burk toma la forma recíproca de la ecuación de Michaelis-Mente n para producir una ecuación de línea recta:

t V máx

Km = 2 moi/L x 10-4

) .

-1 =Km - - X1- + -1 U Umáx [S] Vmáx 4

12

20

28

[S] moi/L x 10- 4

Ag. 14-2. Gráfica de Michaelis-Menten. En ella se representa la veocidad de una reacción catalizada enzimáticamente contra [S] para ::oservar si la cinética es de primer orden (1) o de orden cero (11).

~damental

que [S] sea suficientemente elevada para favola saturación enzimática. Todas las reacciones deben lener cinética de orden cero (11) para permitir una determina~ n enzimática más precisa. Con el fin de asegurar que una reacción enzimática tenp cinética de orden cero durante un análisis, es necesario :roporcionar la concentración óptima de sustrato para la re.a..-ción. La constante de Michaelis-Menten, que se conoce ~mo valor Km es útil para determinar una [S] que no limite .o1 velocidad de la reacción. Km representa la concentración -*: sustrato en moles por litro cuando la velocidad inicial es _ Vmáx. El valor de Km se determina a partir de la gráfica Je ~ichaelis-Menten, como se observa en la figura 14-2. Cuando se conoce Km es posible establecer de manera Jt"fOXimada el orden de reacción a determinada concentra' n de sustrato. En la figura 14-2, se indica 1/2 Vmáx en el e--e y. La [S] a 1/2 Vmáx corresponde a mol/L X 10-4 en este c;emplo. Las investigaciones indican que cuando [S] Km por factor de 100, la reacción tiene cinética de orden cero. Si .:_ < Km por un factor de 100, la reacción tiene cinética de ¡a-::ner orden. La mayoría de los reactivos de preparación co.:n:ial para análisis enzimático incluye una concentración sustrato de por lo menos 100 veces el valor de Km, para .:..ar que el sustrato se agote durante la reacción. La gráfica de Michaelis-Menten puede expresarse meÁ:lllte la siguiente ecuación ~er

*

U=

Vmáx[S] Km+ (S]

En ella se observa que cuando [S] es mucho más grande Km, (lOOx) el valor de Km se hace despreciable y no es

Al graficar 1/u contra 1/[S] corno se indica en la figura 14-3 (una gráfica doble recíproca) se obtiene una línea reéta con pendiente Krr/Vmáx e intersección con el eje y de 1 de Vmáx· Es posible determinar con precisión V máx y Km, ya que es fácil medir la pendiente y la intersección en la gráfica. Km es una constante cuyo valor permanece sin cambio para cada par de enzima-sustrato dado. El valor de Km es, en la mayoría de los casos, independiente de la cantidad de enzima o sustrato que se emplea para determinarlo. Sin embargo cuando una enzima de baja especificidad cataliza más de una reacción, el valor de Km para cada enzima sustrato indica qué sustrato tiene mayor afinidad con la enzima. Un valor de Km bajo indica mayor afinidad hacia el sustrato. Además, cualquier modificación en las condiciones de reacción que afecte al enlace de la enzima con el sustrato alterará el valor que se observe para Km. Esto se explica más a fondo en la sección de inhibidores.

Concentración de la enzima Además del efecto de la concentración del sustrato, la velocidad de las reacciones catalizadas enzimáticamente depende de la concentración de la enzima. La velocidad de reacción aumenta cuando la concentración de enzima es mayor y se reduce cuando la concentración de enzima es menor. Sin embargo, el valor Km es independiente de la concentración enzimática.

Temperatura Las reacciones catalizadas por enzimas se aceleran cuando la temperatura aumenta, lo que se debe, en parte, al incremento de movimiento de las moléculas que provoca colisiones más frecuentes del sustrato con la enzima. Sin embargo, cuando se alcanza el valor óptimo, la velocidad de reacción se reduce, ya que el incremento de temperatura provoca desnaturalización de la enzima y pérdida de su actividad catalítica. La mayoría de las enzimas tiene un rango de temperatura óptimo, que en general es similar al del medio fisiológico en el que funcionan. La desnaturalización se inicia a temperaturas

2A6 •

QUIMICA CUNICA

v'

'

fSl

Flg. 14-3. Gráfica de Uneweaver-Burk. Se utiliza una gráfica doble del recíproco de 1/u contra 1J1:SJ para la evaluación gráfica de Km y Vmáx-

de 40 a 50°C, y se observa una desnaturalización rápida a temperaturas superiores. El tiempo de exposición también es un factor importante. Una enzima puede soportar altas temperaturas durante periodos breves. En general, la velocidad de reacción se duplica por cada incremento de l0°C de temperatura, lo que da un valor de 2 para el coeficiente de temperatura (QJO).~ Cada incremento de 1oc de temperatura da como resultado un aumento de 10% de la actividad enzimática. Debido a este efecto de la temperatura en la actividad de la enzima, es necesario controlar los análisis enzimáticos para evitar que las fluctuaciones de temperatura sean mayores de 1°C. La mayoría de los análisis de enzimas con significado diagnóstico se efectúa a temperaturas de 25, 30 o 37°C. Aún no se logra formular un estándar de temperatura universal para análisis enzimático, por tanto los rangos de referencia deben interpretarse según la temperatura a la cual se efetúe el análisis. Muchas muestras de suero se refrigeran o congelan para analizarlas posteriormente sin pérdida de su actividad enzimática. Sin embargo, es necesario verificar las características de almacenamiento de cada enzima de manera específica, ya que las enzimas pierden su actividad a estas temperaturas.

pH El pH de una reacción influye notablemente en la velocidad de la misma. La mayoría de las enzimas tiene un rango de pH bastante r~stringido en el cual su actividad es óptima. Los cambios de ionización de la enzima o el sustrato explican los efectos del pH. Si se produce ionización en los grupos aminados en el sitio activo o cerca de él, ocurre cierto grado de desnaturalización de la enzima. Aunque casi todas las enzimas con significado clínico tienen actividad óptima cerca del pH neutro (de 6 a 8) algunas exhiben actividad óptima a pH inferior o superior. Para evitar que el pH varíe en forma considerable durante la reacción enzimática, se incorporan soluciones amortiguadoras a la mezcla de reacción al determinar la actividad enzimática. AcHvadores

Las sustancias que se denominan activadores incrementan la velocidad de una reacción enzimática. En _generallos activadores son moléculas o iones pequeños, por ejemplo iones metálicos. Algunos activadores enzimáticos comunes inclu2 2 2 . de . yen wnes como Z n2+, Mg +, Fe + y M n +. Un mecamsmo

acción de los activadores es proporcionar un Sitio activo electropositivo que atrae a los grupos con carga negativa del sustrato. Otros activadores tienen función estructural y ayudan a estabilizar la estructura terciaria y cuaternaria de la enzima. Sin importar su mecanismo, es necesario que los activadores estén presentes para aquellas enzimas que los requieran, con el fin de que la actividad enzimática sea óptima Las coenzimas son similares a los activadores, ya que algunas enzimas requieren que estas moléculas orgánicas estén presentes para que su actividad enzimática sea completa. Las coenzimas como NAD+ y NADP+ actúan como aceptores de electrones o donadores en reacciones de deshidrogenasa y funcionan más como un segundo sustrato que como activadores. Al igual que ocurre con la concentración de sustrato, es necesario que la coenzima esté presente a suficiente concentración para que la reacción se lleve a cabo a la velocidad correcta.

lnhlbldores

En contraste con los activadores, ciertas sustancias actúaJI inhibiendo selectivamente la acción de determinadas enzimas. Los inhibidores se enlazan con diferentes sitios de b molécula enzimática y producen efectos como variación de la velocidad de reacción y del valor de Km. Los inhibidora competitivos son similares a la molécula de sustrato normal y compiten con ella para enlazarse con el sitio activo de una enzima específica. La inhibición competitiva se invierte incrementando la concentración de sustrato. A medida que hay más sustrato disponible hay mayor probabilidad de que se enlace con el sitio activo de la enzima en vez del inhibidor Como se muestra en la gráfica de Lineweaver-Burk de la figura 14-4, la Vmáx de la reacción no se altera pero el valor aparente de Km es superior, lo que indica que se requiere m; yor concentración de sustrato para alcanzar la cinética de orden cero debido a los efectos del inhibidor. Algunos ejempl
ENZIMOLOGIA 14 • 2A7

lrihibidor competitivo

/

b.

lnhibidor no competitivo

1

v

Ausencia de inhibidor

-1

K'iñ

Ausencia de inhibidor

1

¡s¡

lnhibidor sin competencia Ausencia de inhibidor

Rg. 14-4.

Efecto de los inhibidores en la gráfica de Lineweaver-Burk. A. Inhibición competitiva. B. Inhibición no competitiva. C. Inhibición sin competencia.

z s interfieren con los análisis enzimáticos incluyen deterrentes que contaminan el material de vidrio. Otro tipo de inhibición reversible se denomina inhibición no competitiva. Esta se produce cuando un inhibidor se =laza con el complejo ES para formar un complejo enzimatrato-inhibidor que no da lugar a producto. Al incrementar la .:::JOCCntración de sustrato en realidad se incrementa la inhibíSo, ya que se forman más complejos a los cuales se une el in'dor. El efecto, como se observa en la gráfica de Linewea~-Burk de la figura 14-4c, es reducir el valor de V máx debido a aJCÚvación enzimática; también se reduce el valor de Km.

DETERMINACION DE LA ACTIVIDAD ENZIMATICA

Se utilizan diversos métodos para medir la actividad enzimá- En general esta actividad se mide mediante la forma- o de productos o el agotamiento de sustratos con el transs.o del tiempo. En las reacciones colorimétricas antiguas K ::-tedía algún producto final coloreado mediante el especfotómetro utilizando longitudes de onda en el rango visidel espectro (400 a 700 nm). En los métodos más moder. se emplean las propiedades ópticas ultravioleta (340 nm) !35 coenzimas (NAD:,_NADH) que se van alterando du·e la reacción enzimática. Al efectuar la determinación de la actividad enzimática • nbtiene una curva de progreso característica con tres fases :ntas. Esta curva se ilustra en la figura 14-5.

*

f ASE DE RETRASO ~ iatamente J:U

después de que se añade suero con enz1mas mezcla de reacción, se produce un periodo de equili-

bramiento durante el cual las enzimas y los reactivos se unen entre sí. Este periodo de equilibramiento se denomina fase de retraso y su duración es variable desde algunos segundos hasta varios minutos (véase la fig. 14-5). La actividad enzimática no debe determinarse durante la fase de retraso ya que la velocidad de reacción aún no alcanza la cinética de orden cero .

VELOCIDAD INICIAL

Después de la fase de retraso se inicia la fase de velocidad inicial de la reacción. En ésta la velocidad de formación de producto es constante y la concentración de producto aumenta en forma lineal con respecto al tiempo. La reacción enzimática tiene cinética de orden cero y esta es la fase en la cual debe determinarse la actividad de la enzima. Dicha fase es de duración variable y continúa en modo lineal hasta que se alcanza el equilibrio.

VELOCIDAD REDUCIDA

Posteriormente, la velocidad de reacción se reduce a medida que la reacción adquiere cinética de orden cero. En la figura 14-5a se representa esta velocidad reducida como una disminución progresiva en la cantidad de formación de producto. La reducción de la velocidad se debe a diversos factores que incluyen disminución de la concentración de sustrato, que se alcanza el equilibrio, efectos de la inhibición del producto e inactivación progresiva de la enzima a medida que la solución amortiguadora se hace insuficiente para controlar el pH. Esta fase tampoco es adecuada para determinar la actividad enzimática porque cuando la cinética es de pirmer orden la enzima no funciona con el máximo de eficiencia.

248 •

QUIMICA CUNICA

.-

' 11

Velocidad reducida

Velocidad inicial Retraso Tiempo-

Retraso

b

1\

En el método de vigilancia continua se utiliza un espectrofotómetro con registrador para trazar el progreso de la reacción durante un periodo de varios minutos. La pendiente de la porción lineal de la curva se utiliza para determinar la actividad enzimática. Cualquier desviación de la linealidad se observa de inmediato en la gráfica del registrador. Las desviaciones en la linealidad que se detectan por cualquier método analítico en general se deben a que la actividad enzimática es muy alta, y se agota con rapidez el sustrato disponible en la mezcla de reacción. En este caso, se vuelve a correr la muestra utilizando una alfcuota de suero y el resultado final se multiplica por el factor de dilución.

Velocidad inicial

a. Velocidad reducida

.700

TiempoFlg. 14-5.

Curva del progreso de la reacción. A. Formación de producto. B. Agotamiento del sustrato.

"'

.600

·u .500 e

"'o

.o .400 m

.o .300 <(

.200

El progreso de la reacción también puede medirse determinando la reducción de concentración del sustrato con el transcurso del tiempo. Como se observa en la figura 14-Sb, las tres partes de la curva de progreso son iguales, pero se observa una pendiente negativa durante la fase con cinética de orden cero a medida que se consume el sustrato.

.100 Tiempo

b.

.700

Métodos de velocidad de reacción

.600

Una vez que la reacción enzimática se inicia añadiendo suero a la mezcla de reacción y se alcanza la cinética de orden cero, pueden utilizarse tres métodos para determinar la actividad enzimática. Estos son el del punto final, el de puntos múltiples y el método de vigilancia continua, cuyos diagramas se muestran en la figura 14-6. En el método del punto final, que era el más empleado enteriormente, se deja incubar la reacción un periodo predeterminado. Transcurrido dicho periodo, :;e toma una lectura de absorbancia, y se calcula a partir de ella la actividad enzimática. Otra alternativa es tomar la lectura inicial y final de absorbancia antes y después de la incubación. El método del punto final se conoce también como incubación fija o análisis en dos puntos. La desventaja de este método es que se supone que la reacción progresa en forma lineal y tiene cinética de orden cero. Como no hay una forma para verificar que la reacción sea lineal, es probable que se produzcan errores y no se detecten, pero que provoquen valores erróneos. En el método de puntos múltiples se toman varias lecturas de absorbancia en el curso de la reacción, lo que permite verificar si ésta es lineal. Este método de análisis es más práctico, ya que actualmente se dispone de microprocesadores y analizadores químicos computadorizados. Cualquier desviación de la linealidad se detecta de inmediato.

As As

"' .o "'o .400

·u .500 e

A4 A3 A2

m

.o .300 <(

.200

71.,

.100 Tiempo

c.

.600

·u "'

.500

e .400 .o

"'o

m .300

.o <(

.200 .1 00

/

1

Tiempo - - - Fig. 4-6.

Métodos para vigilar las reacciones químicas. A. Punte nal. B. Punto múltiple. C. Vigilancia continua.

ENZIMOLOGIA 14 • 249

Un ejemplo común de la reacción enzimática que requiere NAD+ como coenzima es

CALCULO DE LA ACTIVIDAD ENZIMATICA . Cuando se desarrollaron los méto~os para el análisis de la :n:tividad enzimática, cada investigador definió la unidad de x tividad enzimática en diferentes términos, lo que dio lugar 1 gran diversidad de unidades enzimáticas. Con el fin de es~blecer una unidad estandarizada de actividad enzimática, la Commission on Enzymes propuso la unidad internacional U) como unidad de actividad enzimática. Una unidad inter~cional se define como la cantidad de enzima que cataliza 6 ..1 reacción de un micromol (J.Lmol, 1o- M) de sustrato por =jnuto en determinadas condiciones de pH, temperatura y ...cncentración de sustrato. La unidad internacional de activi!Jd enzimática se representa como UIL (unidad/litro). Con ~uencia, en el laboratorio de química clínica la actividad ~mática se expresa de manera equivalente como miliuni.:.Jdes/mililitro (mU/ml). Las miliunidades son iguales a mi:::::-licromoles (nanomoles) de sustrato que se transforma/mi • ::llnuto. La unidad de actividad enzimática que se propuso más r ..:·!entemente corresponde al Sistema Internacional de Uni~ s (SI) y es el katal (kat). Un katal es la cantidad catalíti.:2 ce enzima que cataliza una reacción con velocidad de un -: por segundo (mol/s). En la mayoría de los métodos actuales de análisis enzi..C<:o se utilizan las características de absorbancia de la r..zima NAD+. La NAD+ tiene la propiedad óptica de abs;r.,er luz a 340 nm cuando se encuentra en su forma reduci:SADH. Sin embargo, la forma oxidada (NAD+) no tiene 8il."l.!mo de absorbancia, a esta longitud de onda (fig. 14-7). tanto el progreso de una reacción enzimática se puede ~ inar midiendo el incremento o la reducción de absora 340 nm a medida que el NAD+ se reduce o el se oxida. Como 340 nm, se encuentra en la porción oleta del espectro, estos métodos se denominan fremente métodos UV. ~l uchas enzimas, en particular las deshidrogenasas cuya _....,~1,, incluye transferencia de H+, requieren de NAD+ o ?+ como coenzimas. Muchas otras que no requieren pueden enlazarse o aparearse a reacciones enzimáti~ic ionales que sí requieren de estas coenzimas y por ~bién se analizan mediante esta técnica.

LD

Lactato

-+

NAD+

~

Piruvato NADH

La oxidación de lactato a piruvato es catalizada por la enzima deshidrogenasa láctica (LD). El NAD+ se reduce a NADH al aceptar el H+ del lactato. Se observa un aumento de la absorbancia a 340 nm. La cantidad de NADH que se produce se relaciona directamente con el grado de acti~idad enzimática de LD. Mientras mayor sea la actividad enzimática mayor será el valor de absorbancia. La actividad enzimática se calcula a partir de la absorbancia del NAD+ mediante la siguiente fórmula:

M 6 1 TV - - x 10 x - x - =mU/ml exl

T

SV

en donde ó.A = variación de absorbancia de la muestra en determinado periodo; e = coeficiente de absortividad molar del NADH (mol/litro) ; l =longitud de la trayectoria luminosa (cm); T = tiempo de reacción (minutos); TV = volumen total de la mezcla de reacción; y SV = volumen de la muestra; 106 = factor de conversión para transformar moles/litro a m U/mililitros. El cálculo se basa en el coeficiente de absortividad molar (f.) del producto de reacción, que es NADH en este ejemplo. En el capítulo 5 se dij o que e puede calcularse a partir . de la fórmula de la ley de Beer, A = ele. Reordenando la ecuación con los datos de la figura 14-7, se calcula la absortividad molar del NADH: 0.311 f.= 0.05 X 10- mol /litro X 1 cm 3

e= 6.22 x 103 mol/L El valor de 6.22 x 103 moles/L es el coeficiente de absortividad molar del NADH que se obtiene a la longitud de

.311 al

·a

.300

e: al

-eo

'

.200

"' .100 ~

-

'1

/

1

NAO+ \

/

265

-

NADH

/

1

265

nm Flg. 14-7. Características de absorbencia de NAD+·NADH. La concentración de NADH es igual a 0.05 x 103 mol/litro.

250 • QUIMICA CLINICA

onda de 340 nm. Este valor es constante para el NADH y permanece sin variar siempre y cuando se utilicen las mismas condiciones de reacción. Lo más notable es que cualquier variación de longitud de onda y temperatura de reacción afecta a dicho valor. Se utilizarán los siguientes valores para una reacción teórica para demostrar cómo se aplica la fórmula para calcular la actividad enzimática: · M/2min=O.l20 T=2 minutos 7V=3.1ml SV=O.lOOml

l= 1 cm E=

6.22 x 103 mol/L

La actividad enzimática se determina utilizando las propiedades ópticas de NAD+ y midiendo la variación de absorbancia en un periodo específico.

REACCIONES APAREADAS Como se mencionó, muchas reacciones enzimáticas no requieren del sistema de coenzimas NAD+-NADH. Muchas de estas enzimas se aparean con reacciones enzimáticas adicionales en las que no participa el NAD+. Un ejemplo de reacción enzimática apareada de este tipo es la transformación de creatina a fosfato de creatina catalizada por la enzima creatincinasa (CK). Creatina + ATP ~fosfato de creatina + ADP ADP + PEP ~ piruvato + ATP LO

.

Piruvato + NADH -lactato + NAD+ en donde ATP = tri fosfato de adenosina; CK =creatincinasa; ADP = difosfato de adenosina; PEP = fosfoenolpiruvato; PK = piruvatocinasa; y LD = deshidrogenasa láctica. La actividad de la creatincinasa se puede calcular a partir de la reducción de absorbancia cuando el NADH se oxida .a NAD+. Cada paso de la reacción apareada recibe un nombre que indica cómo afecta a toda la sustancia de la reacción. El primer paso en la secuencia es la reacción primaria, porque es catalizado por la enzima cuya actividad se va a determinar. Cada paso posterior, excepto la última reacción, se denomina reacción auxiliar e incorpora productos de la reacción precedente para que se verifique toda la secuencia hasta la reacción final. Las reacciones apareadas pueden contener más

de una reacción auxiliar. El paso final es la reacción indica· dora y este nombre se refiere al producto de reacción cuya absorbancia se mide en el análisis final.

ISOENZIMAS Algunas enzimas con estructura cuaternaria se encuentran en formas moleculares diversas. Estas distintas formas de la proteína de la enzima se denominan isoenzimas. Aunque las isoenzimas son variantes de una molécula enzimática, realizan actividades catalíticas iguales o similares. Con los métodos antiguos de análisis enzimático era imposible distinguir estas formas isoenzimáticas y por tanto todas las formas se medían como actividad enzimática total. Las técnicas de determinación enzimática moderna permiten separar las moléculas de enzimas en sus diversas formas isoenzimáticas. Algunas isoenzimas son producidas por un solo gen y se modifican tras la síntesis, lo que da como resultado leves cambios de carga neta o configuración. Sin embargo, otras isoenzimas son producidas por más de un gen? Como muchas isoenzimas presentan variaciones de carga, en general se separan mediante técnicas electroforéticas del mismo modo en que la molécula total de proteína se separa en subfracciones. Otros métodos de preparación isoenzimática se basan en el uso de distintos sustratos, en la respuesta diferencial a la inducción o en diferencias de inactivación por calor. La ventaja de las determinaciones isoenzimáticas en comparación con la determinación de enzimas totales es que las variantes isoenzimáticas se derivan de diferentes fuentes de tejidos. Por tanto, al separar la enzima en sus fracciones isoenzimáticas se obtiene más especificidad en el análisis. ya que se detecta mejor el tejido u órgano afectado que provoca la elevación de enzimas. En la sección de enzimas con significado clínico se proporciona más información acerca de las isoenzimas.

LAS ENZIMAS COMO REACTIVOS Además de medir la actividad enzimática como un indicio de sus funciones metabólicas, las enzimas tienen otras funciones útiles en el laboratorio y se emplean como reactivos analíticos para determinar otros analitos. Como sólo catalizan determinadas reacciones, su uso como rectivos da especificidad a otros procedimientos analfticos, ya que así se eliminan las interferencias de otras sustancias que comúnmente alteran los resultados de procedimientos no enzimáticos. El método de la exocinasa para análisis de glucosa es un ejemplo del uso de las enzimas como reactivos: HK

Glucosa + ATP-- glucosa-6-fosfato + ADP Glucosa-6-fosfato + NADP G-6-PD 6-fosfogluconato + NADPH En esta reacción se aporta tanto hexocinasa (HK) como deshidrogenasa de _glucosa-6-fosfato (G-6-PD) a la mezcla de reacción para cuantificar la cantidad de glucosa en la

ENZJMOLOGIA 14

o

251

Cuadro 14·1 . Claslflcacl6n de las enzimas

Clase . 1. Oxidorreductasas

2. Transferasas

3. Hidrolasas

-4. Liasas

5. lsomerasas S. Ligasas

Reacción· Catallzan la reacción de óxido-reducción entre dos sustratos

Catalizan la transferencia de un grupo distinto al hidrógeno entre dos subunidades

Catallzan la rotura hidrolftica de compuestos

Catalizan la eliminación de grupos de sustratos sin hidrólisis, dejando un enlace doble en el producto Catalizan la interconexión de Isómeros Catalizan la unión de dos moléculas que se aparean y la hidrólisis de un enlace pirofosfato en el ATP o algún componente similar

Nombre Deshidrogenasa láctica Deshidrogenasa de 3-hidroxibutirato Deshidrogenasa de glucosa-6-fosfato Transferasa de gammaglutamilo Aminotransferasa aspártica (transaminasa) Alaninaminotransferasa (transaminasa) Creatincinasa Acilhidrolasa de triacilglicerol (lipasa) Colinesterasa Fosfatasa alcalina Fosfatasa ácida 5'-nucleotidasa Alfa-amilasa Leucinaminopeptidasa Aldolasa de fructosa difosfato

lsomerasa de fosfohexosa

Abreviatura

CódigoEC

LO HBD

1.1.1.27 1.1.1.30

G-6-PD

1.1.1.49

GGT

2.3.22

AST

2.6.1.1

ALT

2.6.1.2

CK LPS

2.7.3.2 3.1.1.3.

CHS ALP ACP 5'-NT AMS LAP ALS

3.1.1.8 3.1.3.1 3.1.3.2 3.1.3.5 3.2.1.1 3.4.11.1 4.1.2.13

PHI

5.3.1.1

Sintasa de carbamoil-fosfato Carboxilasa de acetii-CoA

=uestra de suero. Las enzimas se aportan en exceso para que ....1 reacción se efectúe en su totalidad.

CtASIFICACION DE LAS ENZIMAS

:..a ciencia de la enzimología clínica se ha desarrollado con ::tpidez desde sus etapas iniciales. Cerca de 1955 se hizo eviJente que la nomenclatura era muy diversa, lo que provoca:-.a un caos. No existía un proceso sistemático ampliamente Looeptado para nombrar y clasificar las enzimas ni para iden::ficarlas. Con el fin de sistematizar la nomenclatura de las ~imas se fundó en 1956 la Commission on Enzymes (EC) ::-ajo la dirección de la International Union of Biochemistry 4 :uB). Gracias al trabajo de este comité y a sus recomendaiones subsecuentes se publicó una versión totalmente reviw a de Nomenclatura Enzimática en 1972. Los principios ~nerales que elaboró la IUB establecen que las enzimas se ;!asifican y se nombran según la reacción que catalizan, y el :ombre de l~ enzima tiene dos partes. La primera nombra el sustrato y .la segunda, que termina en -asa-; indica el tipo :.e reacción que se cataliza. Cada una tiene un número de cóiigo de EC que caracteriza el tipo de reacción, cada subclase sub-subclase y enzima específica. En el cuadro 14-1 se

6.3.5.16 6.4.1.2

enumeran los seis tipos de enzimas y se dan ejemplos específicos de enzimas clfnicamente significativas .

--f.-------ENZIMAS CON SIGNIFICADO CLINICO

AMINOTRANSFERASA ASPARTICA Y ALANINAMINOTRANSFERASA Las arninotransferasas, que en general se denominan transaminasas, constituyen una clase de enzimas ampliamente distribuida en el organismo que cataliza la transferencia de un grupo amino a un oxiácido. Las dos transaminasas de mayor importancia clínica son la aminotransferasa aspártica (AST; que anteriormente se denominaba transaminasa glutamicooxalacética, GOT) y la alaninaminotransferasa (ALT; anteriormente transarninasa glutamicopirúvica, GPT).

252 • QUIMICA CUNICA

Específicamente la AST cataliza la transferencia de un grupo amino de un L-glutamato o L-aspartato al alfa oxiglutarato o oxalacetato, como se indica en la siguiente reacción:

COOH

COOH

1

1

1

1

COOH AST

HC- NH 2 + C=O

1

Significado clinlco

COOH 1

C=O + HC-NH2 P.S.P.

CH2

1

CH,

CH2

1

1

1

COOH

CH2

-

COOH

1

L-aspartato

1

CH2 1

CH2 1

COOH

COOH

a-oxiglutarato oxalacetato L-glutamato

Aunque es una reacción reversible, el equilibrio favorece la formación de asparato, la coenzima piridoxal-5'-fosfato (P-5'-P) se enlaza con la AST y por tanto sirve como grupo prostético necesario para que la actividad catalítica sea completa. De manera similar, la ALT junto con la P-5'-P cataliza la transferencia de un grupo amino de L-glutamato o L-alanina a alfa-cetoglutarato o piruvato, como se indica en la siguiente reacción:

CH3

COOH

1

1

CH3 ALT

HC-NH2 + C=O 1

COOH

1

CH2

COOH

1

1

1

1

C= O + HC- NH, •

COOH

1

CH2 1

COOH Ala ni na

a-oxiglutarato

Piruvato

obstante, estas enzimas nunca se detectan en la orina, a menos que haya alguna lesión renal.3 En la figura 14-8 se indican las fuentes de AST y ALT en los tejidos.

L-glutamato

Aunque es una reacción reversible, el equilibrio de la reacción de ALT favorece la reacción de alanina. In vivo ambas reacciones proceden hacia la derecha y constituyen una fuente de nitrógeno para el ciclo de la unión.

Fuentes tisulares La transaminasa aspártica se encuentra predominantemente en el citoplasma hepático, en el músculo del miocardio y esquelético, y en el riñón. Tiene menor actividad en otros órganos, que incluyen páncreas, bazo, pulmones y eritrocitos. La forma rnitocondrial de la AST se encuentra principalmente en el hígado. La alanintransaminasa se encuentra a mayor concentración dentro del citoplasma del tejido hepático. En menor grado se encuentra ALT en el músculo esquelético, riñón, corazón, páncreas, pulmones, bazo y eritrocitos, pero es una enzima específica principalmente del hfgado. Aunque existe ALT mitocondrial en los tejidos, no se ha demostrado que también esté presente en el suero humano normal. Es posible encontrar tanto AST como ALT en plasma, bilis, líquido cefalorraquídeo y saliva de personas normales. No

Las determinaciones de AST y ALT son de gran utilidad para diagnosticar enfermedades hepáticas agudas y crónicas. La transaminasa aspártica se eleva en forma notable (de 10 a lOO veces más que el rango de referencia) en infarto al miocardio, hepatitis viral, necrosis hepática tóxica y fallo circulatorio con choque e hipoxia. Se observa elevación moderada de AST en cirrosis hepática, ictericia colestática, metástasis hepática, enfermedades del músculo esquelético (p. ej., distrofias n;us~ulares ), de~pués de traumatismo o intervenciones quirurgicas (en ~art.•cular_ cardiacas), anemia hemolítica grave y mononucleos1s mfeccwsa. Aunque los niveles de AST se emplean ocasionalmente para confirmar el diagnóstico de infarto agudo al miocardio, son más útiles para determinar la extensión de daños al miocardio. Existe una correlación burda entre el grado de elevación de AST y la duración y extensión del infarto. Se produce mayor actividad de AST en suero 12 a 48 h después del inicio del ataque cardiaco. El máximo de actividad se produce en 24 a 36 horas y se regresa a la línea basal en cuatro o cinco días, cuando no se producen infartos adicionales. Resulta interesante que la determinación de AST permite diferenciar entre infarto agudo al miocardio y enfermedades cardiacas que producen síntomas semej antes. Los niveles de AST no se alteran en angina de pecho, aneurismas de disección de aorta, pericarditis, enfermedades vasculares del miocardio o insuficiencia cardiaca congestiva, a menos que existan afecciones hepáticas. El aumento de la actividad de AST es de considerable utilidad para investigar daño hepático agudo. Aunque la AST no es útil para describir la hepatitis viral que se adquiere por infeccióa del virus (hepatitis infecciosa, hepatitis A) de la que se adquiere por transfusión sanguínea o inyecciones (hepatitis sérica, hepatitis B), se observa incremento de la actividad de AST en las primeras etapas de la enfermedad. Ciertos productos químicos y fármacos provocan hepatitis tóxica. Es afección produce destrucción generalizada de las células hepáticas y liberación subsecuente de AST al plasma. Aunque la hepatitis tóxica es menos común que la hepatitis infecci sa, la actividad de AST es casi igual a la que se observa esta última afección. La cirrosis, enfermedad hepática eró ca en la que se produce destrucción gradual y progresiva las células hepáticas y su reemplazo por tejido cicatri provoca elevación moderada de AST sérica, aunque el inc mento relativo de AST en general es igual o mayor que actividad de ALT. En la cirrosis la relación de AST con pecto a ALT es generalmente rel="nofollow"> 2.0, lo que indica aumento la liberación de ASTen relación con ALT debido a daños a mitocondria y en consecuencia liberación de AST de la mi condria. En la hepatitis esta relación es < LO. Otras enfermedades hepáticas que se asocian con mento de AST, principalmente las relacionadas con los e duetos biliares, incluyen obstrucción del conducto bili carcinoma con metátasis hepática, colangitis (inflamaci del conducto biliar); infecciones por parásitos y abscesos conducto biliar.

ENZIMOLOGJA 14 • 253

Hfgado··········----················ Bazo Pulmones

•

AST

D

ALT

Eritrocitos Suero

o

2000

4000

6000

8000

Flg. 14-8. Tejidos que producen AST y ALT.

La actividad de AST sérica y ocasionalmente de ALT se en enfermedades del músculo esquelético, como distro5a muscular y dermatomiositis. Las lesiones con aplastamiento ::nuscular, triquinosis, polimiositis y gangrena también provo:an elevación de AST. Los infartos pulmonares o los tumores ::ecróticos de gran tamaño en el pulmón provocan aumento de AST. La pancreatitis aguda también da lugar a elevación de AST. Aunque el tejido cerebral contiene alta actividad de AST, casi ::unca se eleva la AST sérica tras daños cerebrales. Se observan Jumentos sustanciales en la actividad de AST en el líquido ce:aiorraquídeo de pacientes que sufren traumatismos cerebrovas: ulares. Las enfermedades malignas que afectan al cerebro o a !a médula espinal también aumentan la actividad de ASTen este líquido del organismo. Aunque los aumentos de actividad de ALT con frecuen: ia son paralelos a los aumentos de actividad de AST, hay :res casos clínicos en los cuales la ALT proporciona infor:nación que no suministra la AST. En la hepatitis infecciosa ie liberan a la circulación grandes cantidades de ambas enzi:nas. El cuadro clínico es similar al de la hepatitis tóxica, ya ~ue se observan altas actividades tanto de ALT como de :\ST. Sin embargo, en la hepatitis viral la actividad de ALT es superior y persiste más tiempo que la de AST; por tanto la :elación AST:ALT es <1.0. En cirrosis alcohólica la relación AST:ALT es >2.0. Cuando hay mala irrigación hepática se; undaria a producción cardiaca baja, se eleva la actividad de ALT junto con la de AST. Tanto la AST sérica como la ALT ji! elevan cuando hay daño de las células hepáticas o pérdida i e su integridad; sin embargo, es"probable que la ALT se in.:remente antes de que se observen síntomas de traumatismos ~~evan

a las células hepáticas. El cuadro 14-2 presenta un resumen de los cambios relativos que se observan en las transaminasas en di versas afecciones fisiológicas y clínicas. Como el patrón de estos cambios enzimáticos es similar, en general los médicos sólo vigilan una de las transaminasas para seguir el curso de la enfermedad.

Procedimientos analíticos AST

Aunque las reacciones colorimétricas de punto final son adecuadas para determinar la actividad de AST, el procedimiento que recomienda la International Federation of Clinical Chemistry (IFCC) es la vigilancia continua del consumo de NADH en el ultravioleta (velocidad de reacción). Un procedimiento colorirnétrico común es el método de Reitrnan y Frankel. En esta reacción el aspartato y el alfaoxiglutarato producen oxalacetato en presencia de AST que se combina con dinitro-fenilhidracina para formar oxal-dinitro-fenilhidrazona. El color que se produce al medir esta sustancia a 505 nm es directamente proporcional a la actividad de AST: AST

Aspartato + alfa-oxoglutarato ........

P·5'·P

C>xalacetato + glutamato C>xalacetato + 2,4-dinitro-fenilhidracina ---.oxal-dinitro-fenilhidrazona

254 • QUIMICA CUNICA

Cuadro 14·2. Causas clínicas de reducción o aumento de actividad de AST y ALT en suero

Afección

AST

ALT

Reducción de actividad Uremia

Supresión de la actividad en algunos pacientes

No es aplicable

Deficiencia de vitamina Be

De bajo normal hasta por debajo de la normalidad; se corrige por algunos métodos

Normal bajo o por debajo de lo normal; se corrige por algunos métodos

Aumento de actividad Infarto al miocardio

4 a 5 veces lo normal; > 1O a 15 veces de lo normal se relaciona con infartos fatales

Normal o aumento leve en infartos sin complicaciones

Insuficiencia cardiaca congestiva

4 a 5 veces lo normal

Normal o aumento leve

Pericarditis

4 a 5 veces lo normal

Normal o aumento leve

Miocarditis

4 a 5 veces lo normal

Normal o aumento leve

Insuficiencia cardiaca con congestión

> 1O veces lo normal

5 a 1o veces lo normal

Hepatitis viral

1Q-100 veces lo normal

1O a 100 veces lo normal

Hepatitis tóxica

Hasta 20 veces lo normal

Hasta 20 veces lo normal

Síndrome de Raye

3 a 5 veces lo normal

3 a 5 veces lo normal

Mononucleosls Infecciosa

Hasta 20 veces lo normal

Hasta 20 veces lo normal

Ictericia obstructiva, colangitis

Hasta 5 veces lo normal

Hasta 5 veces lo normal

Cirrosis

Aumentos variables, en general gasta el doble de lo normal

Incrementos variables, en general hasta el doble de lo normal

Distrofias musculares

Hasta 8 veces lo normal

Hasta 8 veces lo normal

Gangrena

2 a 5 veces lo normal

Normal o aumento leve

Lesiones del músculo esquelético

2 a 5 veces lo normal

Normal o aumento leve

Embolia pulmonar

Hasta 3 veces lo normal

Generalmente no se afecta

Pancreatltls aguda

2 a 5 veces lo normal

Generalmente no se afecta

Enfermedades malignas del cerebro o la médula espinal

Cantidad variable

Generalmente no se afecta

hepática

Es necesario tener en cuenta diversas fuentes de error para efectuar la determinación de AST. Se requiere un blanco de suero en el procedimiento colorimétrico para mejorar la linealidad. Además, se subestima en forma grave la actividad de AST si el paciente tiene deficiencia de vitamina B6 (piridoxamina). Algunos métodos incluyen fosfato de piridoxal como parte dd sustrato para eliminar la posibilidad de esta fuente potencial de error. El método de velocidad de reacción, que es el más recomendable, aparea la reacción catalizada por AST con una reacción de indicador catalizada por la deshidrogenasa málica (MD), que oxida el NADH a NAD+. La disminución de absorbencia se mide a 340 nm conforme el NADH se oxida. La reacción es la siguiente:

AST

Aspartato + alfa-oxoglutarato -oxalacetato + glutamato P-5'-P

Oxalacetato + NADH~malato + NAD+ ALT

Hay tres métodos básicos para determinar la actividad de ALT. Estos incluyen: 1) determinación calorimétrica dll punto final con dinitro-fenilhidracina; 2) la vigilancia cononua en el ultravioleta, y 3) una técnica fluorescente enzim• ca. A continuación se describen estos métodos.

ENZIMOLOGIA

El procedimiento colorimétrico para ALT es un método :e Reitman y Frankel similar al procedimiento para AST,

::xrepto que se utiliza alanina como sustrato: :\lanina + alfa-oxoglutarato

A;T

P-5-P

piruvato + glutamato

Piruvato + 2,4-dinitro-fenilhidracina - -- - piruvato-dinitro-fenilhidrazona .:... análisis colorimétrico que se basa en el punto final se ve .;.juido por la inhibición que provoca la retroalimentación :1! la concentración de piruvato. Esto reduce la linealidad. :~ concentración alta de piruvato en suero puede llevar a so:::nestimar la actividad de ALT. Cuando la concentración de fato de piridoxal (vitamina B6) es baja, es posible que se -Destime la actividad de ALT; sin embargo, el efecto de la ~.=ucción de la concentración de cofactor es menos pronun:±ldo para ALT que para AST. Otras fuentes de error que se .:escriben para AST también se aplican a ALT. El método de referencia es el de velocidad de reacción :e Wroblewski y LaDue. Es una reacción enzimática aparea~ que mide la desaparición de NADH a 340 nm y se verifi....r como sigue: Alanina + alfa-cetoglutarato ~T piruvato + glutamato P-5-P

Piruvato + NADH~Iactato + NAD+

14 • 255

tos es de 8 a 22 UIL; a 37°C este rango es de 5 a 34 U/L. Si se incluye fosfato de piridoxal en la mezcla de reactivo-sustrato, es probable que los valores aumenten un poco. Los lactantes tienen valores altos. Aunque el rango de referencia exacto depende del método, la actividad promedio de ALT sérica en adultos es de 8 a 30 UIL a 30°C; a 37°C, cuando se añade fosfato de piridoxal como cofactor, el rango de referencia sube hasta 50 U/L. Los varones y los lactantes tienen rangos ligeramente superiores a los de mujeres adultas .

DESHIDROGENASA LACTICA La deshidrogenasa láctica (LD) es una enzima oxidorreductasa cuya actividad es necesaria para la reacción reversible mediante la cual se efectúa la interconversión de piruvato y lactato. Específicamente es importante en la vía metabólica de Embden-Meyerhof de la glucólisis. Por tanto, esta reacción in vivo desempeña un papel muy importante en los tejidos que utilizan glucosa (p. ej., musculosquelético). La reacción se efectúa como sigue:

CH3 1

CH3 LD

1

HC- OH + NAD+ ~ C= O + NADH 1

COOH Lactato

+ H +.

1

COOH Piruvato

~

ha desarrollado un método muy sensible por fluorescen• pero casi nunca se emplea en el laboratorio clínico. En él \igila la desaparición de NADH en la reacción enzimática ~ada que se acaba de describir, como una disminución :e la fluorescencia. IKolecclón y manejo de muestras

" nque es más conveniente utilizar suero, el plasma que -tiene heparina, oxalato, EDTA o citrato es una muestra M-~table para determinar la actividad de AST. Debido· a la • ~vada actividad de AST dentro de los eritrocitos, las mueshemolizadas son inaceptables. La lipemia interfiere con a~nos métodos colorimétricos. Aunque no existe consenso •• eral con respecto a la estabilidad de la actividad de AST - suero, la mayoría de los especialistas creen que se produ- una pérdida mínima de la actividad de O a 4°C en uno a =-s días. Cuando se congela la muestra, aparentemente no se tonga la actividad más allá de tres días. En definitiva, el suero es la muestra de preferencia para :erminar la actividad de ALT ; sin embargo, algunos anti- gulantes pueden utilizarse sin inhibir la enzima. La hemó- , la lipemia y el exceso de bilirrubina interfieren en ciertos cilisis. La actividad enzimática es inestable durante tres días a 'C::lperatura ambiente, o una semana a 4 grados centígrados.

le blgos de referencia

!l 11•

_.:s rangos de referencia para AST sérica varían según la :.:id. Se observa poca o ninguna ·diferencia entre los rangos .-\ST en varones y en mujeres. A 30°C el rango para adul-

Fuentes tisulares

La deshidrogenasa Iáctica (LD) es una enzima citoplásmica omnipresente que se encuentra en casi todas las células del cuerpo y presenta mayor actividad en cerebro, eritrocitos, leucocitos, riñón, hígado, pulmón, ganglios linfáticos, miocardio, plaquetas y músculo esquelético. En consecuencia la elevación de deshidrogenasa láctica en el suero se considera inespecífica para cualquier enfermedad o afección. La deshidrogenasa láctica es un tetrámero formado por cuatro cadenas de polipéptidos. Cada cadena (o subunidad) puede ser de dos tipos, cardiaca (H) o muscular (M). Las combinaciones de estas subunidades producen cualquiera de las siguientes isoenzimas: LD-1 (HHHH), LD-2 (HHHM), LD-3 (HHMM), LD-4 (HMMM) y LD-5 (MMMM). Con poca frecuencia se observa otra enzima LD en suero. Esta forma isoenzimática se conoce como LD-x y está formada de cuatro subunidades "x". 3 Las isoenzimas LD se caracterizan según su movilidad electroforética. Las isoenzimas más rápidas (LD- 1) y las que le siguen en velocidad (LD-2) en emigrar hacia el ánodo al efectuar la electroforesis, se denominan formas de zona rápida o anódicas y predominan en corazón y eritrocitos. Los tejidos que contienen principalmente isoenzimas de movimiento lento o catódicas (LD-5 y LD-4) son hígado y músculo esquelético. Los tejidos en los cuales no predomina ninguna de las cinco isoenzimas (pulmón y bazo) tienen un patrón de forma intermedia asociado. En estos tejidos también se encuentra LD-3. Por tanto, la separación de isoenzimas LD ayuda a localizar el tejido de ori/

256 • QUIMICA CUNICA

Miocardio

•• D fliii

LD-5 LD-4 LD-3 LD-2 LD-1

Rinón

Eritrocitos

Pulmones

o

40

20

100

80

60 Porciento

Fig. 14-9.

Distribución porcentual de isoenzimas LO en los órganos.

Significado clínico

gen asociado con el incremento de actividad de LD total en suero y da más especificidad al análisis de LD. En el suero de personas saludab les y normales la fracción isoenzimática que predomina es LD-2, seguida por orden de mayor a menor de: LD- 1, LD-3, LD-4 y LD-5 . En las fig uras 14-9 y 14-10 se presenta un diagrama que indica su distribución a Jos diversos órganos y la migración electroforética de las isoenzimas LD.

La actividad de LD se incrementa en varias afecciones. Er. cuadro 14-3 se describen las principales. El incremento actividad de LD sérica puede ser absol uto (i ncrement9 LD total) o relativo (cambio en la proporción de las ci isoenzimas). Aunque la LD se eleva artificialmente debi hemólisis, se observa un incremento notable de LD total

Punto de aplicación

t (- ) CATODO Proteínas:

LO

o oo oo o oo oo Gamma

LD-5

Beta

LD-4

Alfa 11

LD-3

Alfa 1

LD-2

(+)

ANO DO

Albúmina

LD-1

Fig. 14-10. Patrones electroforeticos de las isoenzimas LO en relación con proteínas séricas comunes. (Tomado de Lott JA, Nemesa Lactate dehydrogenase. En Lott JA. Wolf PL (eds.): Clinical Enzymology: A Case-Orientad Approach. Chicago, Year Book Medical Pu

1986.)

ENZIMOLOGIA 14 • 257

Cuadro 14-3. Cambios de LO sérlca e lnsoenzlma LO en ciertos estados de enfermedad Afección

farto al miocardio

Cambio relativo o absoluto

Hasta 1Oveces Jo normal Se observa aumento de LD de 8 a 12 horas después del inicio del dolor La actividad máxima se produce de 18 a 24 horas La actividad regresa a la normalidad del quinto al sexto día, pero puede permanecer elevada hasta durante 1Odías Se incrementa la isoenzima LD-1 ; el patrón LD-1 > LD-2 aumenta la especificidad de la prueba

:-.suficiencia cardiaca congestiva, miocarditis, choque o colapso circulatorio

La LD aumenta hasta 5 veces lo normal

J.."lemia megaloblástica

Aumentos en la LD total > 5 por valor normal Aumentos en las isoenzimas LD-1 y LD-2

-epatitis viral y mononucleosis infecciosa

Hasta 5 veces Jo normal Predomina LD-5; se observa patrón isomórfico

::.trosis e ictericia obstructiva

2 veces Jo normal Predomina LD-5

::áncer; metástasis

> 1Oveces Jo normal

- -aumatismos musculares debidos a ejercicio físico o lesiones por . aplasta(lliento

Incremento variable, especialmente de LD-5 de acuerdo con la cantidad de traumatismos

~ofia

Hasta 1Oveces lo normal, especialmente LD-5

muscular

-""mo al miocardio y afecciones hematológicas como ane.. ., megaloblástica y leucemia. Se observan incrementos erados en hepatitis aguda, enfermedades renales agudas, *:Jrto pulmonar, enfermedades malignas y en diversas afec·nes musculares. La indicación más frecuente para medir la actividad de __:> es el diagnóstico diferencial de infarto al miocardio. En = eral se analizan las isoenzimas LD como ayuda diagnós--:1. Las isoenzimas que se asocian principalmente con das al miocardio son LD-1 y LD-2; sin embargo, muchos tejidos además del cardiaco contienen cantidades signi-~ti vas de LD-1 y LD-2. Tras infarto agudo al miocardio se "'rva un aumento de LD total de 8 a 12 horas después del :io del dolor. La actividad máxima se presenta a las 48 T3S. La elevación dura de seis a siete días, en ocasiones se w.onga hasta 10 días. Se logra una mayor especificidad .....gnóstica en la determinación de LD cuando se ·cuantifica :racción LD- 1 o mediante la elecroforesis isoenzimática ::..o y examinando la relación de la fracción LD- 1 con la ión LD-2. Tras el infarto agudo al miocardio, 80% de individuos presenta un patrón isoenzimático en el cual :_:}.¡ > LD-2. Esto se denomina patrón de "inversión" de --· ya que LD-2 > LD-1 es el patrón que se observa en sue;;ormal. Sin embargo, es importante descartar otras causas ~ ;cas de alteración del patrón, como hemólisis in vivo pro" da por anemia hemolítica. El patrón invertido también ~cuentra en otras afecciones que provocan hemólisis inJScular e infarto renal. Las afecciones que es necesario . .enciar del infarto al miocardio y ocasionan aumento de -. en especial de LD-1 y LD-2; son miocarditis, colapso • :Jlatorio, choque o insuficiencia cardiaca congestiva. Con

objeto de incrementar la especificidad diagnóstica de la determinación y la actividad de LD para daños al miocardio, se utiliza el sustrato hidroxibutirato para reemplazar el lactato en el procedimiento de análisis. La isoenzima LD-1 tiene mayor actividad con el hidroxibutirato, ya que las subunidades de H reaccionan en forma preferente con el sustrato. Este tipo de análisis suele llamarse determinación de la actividad de deshidrogenasa de alfa-hidroxibutirato (alfa-HBD). Sin embargo, no se considera que la alfa-HBD sea una enzima singular y distinta a la LD, sino que constituye una mejor medida de la actividad de LD-1 cuando no se dispone de otros análisis isoenzimáticos. Debido a la presencia de subunidades H en otras.fracciones de isoenzima LD, el análisis de alfa-HBD no es totalmente específico para LD-1. Aunque la LD es un indicador general de necrosis hepática, su utilidad para el diagnóstico diferencial de enfermedades hepáticas mejora considerablemente al efectuar el análisis específico de LD-5. Las ligeras elevaciones de LD total son frecuentes en todo tipo de afecciones hepáticas, mientras que las elevaciones moderadas en LD total implican que hay enfermedad también en otros órganos. Cuando hay cirrosis e ictericia obstructiva, en general la LD total se eleva al doble del límite del rango de referenc~a. Se observan elevaciones moderadas que corresponden hasta a cinco veces el rango normal en caso de hepatitis viral y mononucleosis infecciosa. Se detectan incrementos notables (> 10 veces lo normal) en hepatitis tóxica. En enfermedades hepáticas primarias también se evidencia elevación notable de LD-5. Si hay alguna enfermedad maligna en cualquier sitio del organismo, en particular en caso de metástasis al hígado, se observa incremento de LD-5 y generalmente de LD-4 .

258 • QUIMICA CLINICA

1

z

5

&

1

1

Flg. _14·11: Patrones de la isoenzima LO. El ánodo y LD-1 se encuentran a la derecha en todos los casos. 1) nonnal, 2) infarto agudo al miocardro, 3) rnfarto agudo al miocardio con inversión de la relación LD-1: LD-2, 4) infarto agudo al miocardio con colapso cardiaco del lado izquierdo, congestión hepática pasiva y resultado fatal, 5) hepatitis viral aguda, 6) ictericia colestática intrahepática, 7) hepatoma, 8) sepsis. (Tomado de Lott JA, Nemesansky E: Lactate dehydrogenase. En Lott JA, Wolf PL (eds.): Clinical Enzymology: A Case-Orientad Approach. Chicago, Year Book Medica! Publishers, 1986, p. 236.)

Como el músculo esquelético contiene LD, cualquier traumatismo muscular provoca elevación de LD en suero. Se observa actividad moderadamente incrementada de LD en pacientes con distrofia muscular. Durante las etapas primaria e intermedia de la enfermedad, se detecta un incremento de LD-5. En la última etapa de la distrofia muscular se observa incremento tanto de LD-1 como de LD-2. En la figura 14-11 se indican diversos patrones de la isoenzima LD.

de la reacción hacia la derecha. Aunque la reacción inversa procede a velocidad mayor, y permite utilizar volúmenes de muestra más pequeños y tiempos de reacción más cortos, la reacción hacia la derecha tiene la ventaja que el piruvato inhibe menos al sustrato y la linealidad de la reacción es más prolongada tras un tiempo de incubación de 20 segundos. El método de referencia que se sugiere para cuantificar LD es la reacción cinética P ~ L; sin embargo, el que más se utiliza en Estados Unidos es la reacción L ~P.

Procedimientos analíticos ISOENZIMAS LD LD TOTAL

Aunque es posible hacer reaccionar la cantidad total de lactato o piruvato que se forma después de un determinado tiempo con algún tinte indicador como dinitro-fenilhidracina o tetrazolio, la mayoría de los métodos actuales para cuantificación de LD miden la interconversión de NAD+ y NADH a 340 nm. Al igual que la reacción in vivo, la LD cataliza la conversión de lactato en presencia de NAD+ a piruvato y NADH + H+. Por tanto la reacción básica procede hacia la derecha (L-lactato ~ piruvato) o en sentido inverso (P-piruvato ~lactato). Estas reacciones permiten efectuar el análisis de punto final o de cinética por espectrofotometría. Cada reacción tiene un pH óptimo para efectuarse. Se prefiere el pH de 8.3 a 8.9 para la reacción hacia la derecha (L ~ P) y para la reacción inversa (P ~ L) el pH de 7.1 a 7.4. La velocidad de reacción depende de diversas variables, como la temperatura. Como la velocidad de reacción es bastante superior a altas temperaturas, se han establecido factores de conversión para comparar las velocidades de reacción que se determinan a 25, 30 y 37°C. Además, la velocidad de la reacción inversa (P ~ L) es hasta tres veces superior que la

Se utilizan métodos químicos y físicos para diferenciar las isoenzimas LD. Estos incluyen movilidad electroforética, estabilidad al calor, sustitución de sustrato de hidroxibutirato. cromatografía de intercambio iónico o inmunoprecipitación. El método que se emplea con mayor frecuencia para separar isoenzimas es la electroforesis. La separación electroforética se realiza en gel de agarosa o acetato de celulosa. Tras la migración electroforética, se aplica al gel una mezcla de reacción que contiene sustrato en una solución de amortiguador con L-lactato y NAD+. Las cantidades relativas de cada isoenzima LD, que migran a diferentes velocidades, se determinan por análisis de densitometría de los geles y mediante la detección de la cantidad de fluorescencia que genera el NADH. También puede utilizarse una reacción colorimétrica como método para visualizar las bandas añadiendo una sal de tetrasodio a la mezcla de sustrato. La reducción del tinte de tetrazolio es proporcional a la cantidad de actividad de LD presente. En general los análisis por densitometría de individuos saludables arrojan los siguientes porcentajes en gel de agarosa: LD-1, 22 a 36%; LD-2, 35 a 46%; LD-3, 13 a 26%; LD-4, 3 a 10% y LD-5, 2 a 9%. La fracción LD-1 migra con mayor rapidez hacia el ánodo, seguida por LD-2.

ENZIMOLOGIA 14 • 259

:..D-3, LD-4 y LD-5. En la figura 14-10 se ilustra la separa:ión de las cinco isoenzimas LD en gel de agarosa al l %. La :..D-1 se encuentra en la región de globulinas alfa y la LD-5 :n la región de globulinas gamma. Para separar las isoenzimas LD también se han utilizado ::linicolumnas de intercambio iónico. Este método permite la .:".lalltificación discreta de actividades de LD-1 y LD-2, por lo ..;ue se considera más sensible para determinar la elevación :.:mprana de LD después de infarto agudo al miocardio. Con :5te método se cuantifica con exactitud la relación I..D-l:LD-2. :.OS métodos de intercambio iónico se basan en la separación !e las fracciones de isoenzimas utilizando una columna con ::sina de intercambio iónico que contiene dietilarninoetilo ::>EAE), el cual tiene anticuerpos para la subfracción M que 11e enlaza con él. Mediante el uso de una serie de tres solu:x>nes amortiguadoras, se eluyen LD-3, LD-4 y LD-5, segui:.15 por LD-2 y, por último, LD-1. A continuación se cuanti- :.-an las reacciones por un método estándar para LD. Un método que se introdujo más recientemente es la inr .llloprecipitación. Este método es menos laborioso que el le intercambio iónico, pero sólo mide LD-1. Las subunidades Y de LD-2 (HHHM), LD-3 (HHMM), LD-4 (HMMM) y :.D-5 (MMMM) se eliminan mediante una reacción de preci:ación en fase sólida de dobles anticuerpos. Como este JLilisis tiene especificidad diagnóstica de 94% para infarto ar.xlo al miocardio, puede emplearse en vez de la electroforesis ~ :.a cromatografía cuando se sospecha esta afección. Aunque no se emplea con frecuencia en Estados Unidos, =. método de sustituir al hidroxibutirato como sustrato del .a."tato es bastante específico para LD-1 y LD-2. La activizaj de alfa-HBD en suero representa principalmente la acti~ de LD-1 y LD-2 y, por tanto, es un buen indicador de a 3Ctividad cardiaca de LD. El menos preciso de todos los métodos para la determia:ión de LD es la estabilidad al calor. Después de exponer ~ suero a una temperatura de 60°C por 30 minutos, la LD-1 resulta afectada y la LD-5 se destruye totalmente. En con:iones normales, se preserva de 20 a 40% de la actividad u.al de LD tras la exposición al calor. En pacientes con in:r.o al miocardio la cantidad de actividad que se preserva es ae 45 al 65 por ciento.

koleccl6n y manejo de muestras E: suero es la muestra de elección para análisis de LD; sin bargo también se utiliza el plasma heparinizado. El plasque contiene otros anticoagulantes, en particular oxalato inhibe la actividad de LD, no debe utilizarse. El ácido .:órbico también reduce la actividad de LD. Esta última se a:rementa artificialmente cuando se separa de inmediato el ~o de las células o cuando se expone la muestra al calor. C.:m o los eritrocitos contienen una elevada actividad de LD, especial LD-1 y LD-2, las muestras hemolizadas deben lldlazarse. Existe controversia con respecto a la manera correcta de cenar las muestras para tieterminar la actividad de LD. o algunas isoenzimas de LD, en particular LD-4 y LD-5, sensibles a la exposición al fríÓ, la mayoría de los labo.os recomienda que se almacenen a temperatura am-

biente cuando se va a efectuar el análisis de isoenzimas LD. Se produce poca o ninguna pérdida de actividad cuando se mantiene la muestra de dos a tres días a esta temperatura; sin embargo, en caso de que sea necesario preservar las muestras de suero por periodos más prolongados, se recomienda la refrigeración a 4°C. Se aplican las mismas consi~eracio­ nes para las muestras para análisis de LD que para análisis de isoenzimas LD. La muestra de elección es el suero; la hemólisis provoca valores falsos altos y se produce pérdida de la actividad enzimática con mayor rapidez a 4°C que a 25°C. Lo ideal es que las muestras de suero para análisis de LD se almacenen a 25°C y se analicen en las 24 horas siguientes a su recolección.

Rangos de referencia Los rangos de referencia para actividad total de LD en suero varían de acuerdo con el método específico que se emplee y la edad del individuo. La reacción hacia la derecha (L ~ P) a 37°C tiene rango de referencia de 100 a 225 U/L. A la mis- . ma temperatura la reacción inversa (P ~ L) tiene un rango más amplio, de 90 a 320 U/L. Los lactantes (de O a 2 años) tienen valores de hasta 450 U/L. En general los niños pequeños y los adolescentes tienen valores 10 a 15% más altos que los de los adultos. Los adultos varones suelen tener valores ligeramente superiores (hasta en un 5%) que las mujeres adultas. Los rangos de referencia de insoenzimas LD se indican como porcentajes de LD total: LD-1 LD-2 LD-3 LD-4 LD-5

22-36% 35-46% 13-26% 3-10% 2-9%

CREATINCJNASA La creatincinasa (CK) es una enzima del citoplasma y la mitocondria que cataliza tanto la formación de ATP com:o la fosforilación reversible de creatina, con el ATP como grupo donador de fosfato. La CK requiere activadores metálicos, 2 particularmente Mg +, para que la enzima alcance toda su actividad catalítica. Esta actividad se ilustra en la siguiente reacción: Creatina + ATP _c_K_ fosfato de creatina + ADP ++ Mg

La actividad de CK es de particular importancia en el tejido muscular, en donde cataliza la síntesis de fosfato de creatina, una molécula que almacena enlaces de alta energía. Para efectuar una contracción muscular se utiliza el grupo fosfato para formar ATP a fin de proporcionar de inmediato energía a los músculos.

Fuentes Hsulares Se encuentra más abundancia de CK en el músculo esquelético. Las otras fuentes en que se encuentra, por orden de ma-

260 • QUIMICA CLINICA

Punto de aplicación

t (-) CATODO

Proteínas:

o oo oo o o o

(+)

ANODO

Gamma

Beta

Alfa 11

Alfa 1

Albúmina

'

CK

CK-MM

CK-MB

CK-BB

Esquema de la electroforesis de ¡~~enzimas CK en relación con proteínas séricas. (Tomado de Lott JA, Nemensansky E: Lactate dehydrogenase. En Lott JA, Wolf PL (eds.): Clln1cal Enzymology: A Case-Orientad Approach. Chicago, Year Book Medical Publishers, 1986.)

Flg. 14-12.

yor a menor actividad; son: cerebro, recto, estómago, vejiga, colon, útero, próstata, intestino delgado y riñón. Se detectan cantidades despreciables en hígado, placenta y tejido tiroideo. La CK existe como un dímero que consta de dos subunidades. , Estas subunidades, B (cerebro) y N (músculo), se combinan postranslacionalmente para formar tres isoenzimas que se designan CK-BB (CK-1), CK-MB (CK-2) y CK-MM (CK-3). Como la CK total se eleva en diversas afecciones cardiacas y de músculo esquelético, la separación y análisis de las isoenzimas tienen mayor significado clínico que la determinación de niveles totales de creatincinasa. La CK-BB se encuentra predominantemente en el cerebro y en el sistema nervioso central; sin embargo también está presente en pequeñas cantidades en diversos tejidos, incluyendo pulmón, próstata, útero y aparato digestivo. La CK-MM es la isoenzima que predomina en el músculo esquelético y cardiaco; por tanto se observa elevación de sus niveles en diversas afecciones musculares. La CK-MB se limita casi exclusivamente al tejido muscular cardiaco. La elevación de los niveles de CK-MB tiene importancia clínica como ayuda de laboratorio para el diagnóstico del infarto agudo al miocardio. La isoenzima CK-BB migra con gran rapidez hacia el ánodo en la electroforesis, seguida por CK-MB y CK-MM. Estas tres isoenzimas principales se encuentran en el citosol de la célula. Una cuarta fórmula diferente desde el punto de vista inmunológico es la CK de la mitocondria (CK-mito), que emigra hacia el cátodo con respecto a CK-MM. Esta forma casi nunca se observa en suero normal. Sin embargo, la detección de CK-mito en la electroforesis indica un pronóstico grave para el paciente, porque es señal de daños extensos a los tejidos con liberación del contenido de la mitocondria. La CK también aparece en formas macromoleculares cuando se enlaza con inmunoglubulina. Existe un complejo CK-IgG conocido como macro CK tipo 1 y un complejo CK-IgA que se conoce como macro CK tipo 2. En la actualidad no se conoce el significado de la presencia de estos macrocomplejcis, aunque se encuentran con mayor frecuencia en mujeres de edad avanzada y probablemente sean de origen autoinmuni-

tario. En la figura 14-12 se representa un esquema de la migración electroforética de diversas isoenzimas. Significado clínico

La CK se eleva principalmente en afecciones o enfermedades que afectan el tejido musculosquelético, el miocardio o el cerebro. Se observan notables incrementos de CK total en infarto agudo al miocardio, en afecciones del músculo esquelético y después de choque o colapso circulatorio. En general la CK se eleva en infarto agudo al miocardio y es de gran utilidad clínica para detectarlo. La CK total comienza a incrementarse después de 15 horas del infarto agudo al miocardio. La actividad máxima se observa a las 24 horas y regresa a la normalidad a los tres días. La miocarditis también provoca actividad notablemente alta de CK durante la fase inflamatoria de la afección. La CK se eleva además en diversas enfermedades o lesiones del músculo esquelético. Se considera la enizma más sensible para detectar afecciones de dicho músculo. Las convulsiones o traumatismos musculares debidos a lesiones por aplastamiento, intervención quirúrgica o fármacos producen elevación de moderada a notable de CK. Los esfuerzos físicos extremos también ocasionan incrementos anormales de CK, en especial en individuos que no están bien acondicionados físicamente. La CK aumenta de manera notable en individuos con distrofia muscular, en particular tipo Duchenne. Las portadoras femeninas de distrofia muscular de Duchenne presentan incremento de CK sérica. Por tanto, la elevación de los niveles de CK es útil para detectar a las mujeres que son portadoras potenciales de esta enfermedad ligada a X. Como la actividad de CK sérica guarda relación inversa con el funcionamiento de la tiroides, las personas que tienen hipotiroidismo muestran elevación de la actividad de CK. El mecanismo que se propone para el aumento de la actividad de CK en el hipotiroidismo son fugas de CK de las células del músculo esquelético, como resultado de cambios asociados en la membrana y reducción del catabolismo de enzimas. Se observan valores normales o bajos de CK en ciertas afecciones clínicas, incluyendo hipertiroidismo, reducción

ENZIMOLOGIA 14 • 261

Cuadro 14-4. Cambios en CK sérlca e lsoenzlmas CK en ciertos estados de enfermedad y traumatismos Condición

CKtotal

lsoenzimas CK

Incremento de actividad

rlarto al miocardio

La CK aparece de 6 a 15 horas tras el infarto al miocardio; alcanza un máximo a las 24 horas; regresa a la normalidad en 1 a 4 días. Su actividad es 7 a 12 veces lo normal

En su mayoría se debe a elevación de CK-MM y aumento simultáneo de CK-MB. La CK-MB se eleva de 3 a 15 horas tras el infarto al miocardio; alcanza un máximo a las 12 horas; regresa a la normalidad en 2 o 3 días Se asocia con incremento relativo de CK-MB La CK-MB es normal

Puede estar notablemente incrementada Hasta 6 veces lo normal en aproximadamente 50% de todos los pacientes :..Ee!erismo cardiaco y arteriografía coronaria Se observan incrementos moderados La CK-MB por lo general no varia =-.:;e0as de estrés en pacientes en quienes se Despreciables La CK-MB no varía sospecha enfermedad de la arteria :cronaria Debido a CK-MM y CK-MB :as::-ofia muscular (Duchenne y Becker) Los pacientes con distrofia de Duchenne sintomáticos tienen valores de 50+ veces el límite superior; las portadoras de distrofia de Duchenne tienen valores 3 a 6 veces el límite superior No se observa incremento en las isoenzimas oll!!a:iones musculares neurológicas La CK es normal Debido a CK-MM Incremento notable ~rmia maligna Debido a CK-MM La elevación depende de lesiones externas. --z:..matismos musculares (lesión por Puede elevarse hasta > 200 veces lo ~tamiento, ejercicio físico; lesiones, normal en casos graves ~ervención quirúrgica; Inyecciones; ~acciones virales o inducción por alcohol toxinas) Debido a CK-MM Hasta 70 veces lo normal omede Raye La elevación se correlaciona con la extensión La CK-BB aumenta ,~c::xiente o enfermedad cerebrovascular de la lesión La elevación se correlaciona con la extensión La CK-BB aumenta El!131llia cerebral de la lesión La principal enzima afectada es la CK-MM Hasta 50 veces lo normal ~roidismo '*=carditis :.:r.trachoque eléctrico terapéutico

Reducción de actividad =eéucción de la masa muscular rd'liduos restringidos a reposo en cama ~sis

--ramiento con asteroides ~rti roidismo

Variable Variable Variable (en algunos individuos) Variable (en algunos individuos) Baja o valores limitantes normales

:_¡ masa muscular, hiperplasia rnetastática y en pacientes :-eciben tratamiento con esteroides. Corno la actividad de es sumamente baja en el hígado, la mayoría de las enfer. es hepáticas se relaciona con niveles normales de CK Aunque el alcohol es tóxico para el hígado, los rnúscu:· el miocardio, y en general aumenta la actividad sérica CK, los individuos que padecen enfermedades hepáticas ~s por alcoholismo suelen presentar reducción de CK En el cuadro 14-4 se presenta un resumen de los carnde CK sérica y de isoenzirnas CK en ciertas enferrneday traumatismos. La principal isoenzirna CK en el suero de sujetos salues es CK-MM, que representa de 94 a 100% de la activicotal de CK. La CK-MB se encuentra en concentracio-

Debido a CK-MM Debido a CK-MM Debido a CK-MM Debido a CK-MM Debido principalmente a CK-MM

nes inferiores a 6% en general, mientras que la CK-BB casi nunca se detecta. Mediante técnicas analíticas sensibles es posible detectar trazas de CK-BB en suero normal. La CK-MM se eleva en diversas afecciones del músculo cardiaco y esquelético. Es un indicador muy sensible de afecciones en los tejidos, ya que la enzima del músculo esquelético está formada en su mayoría de CK-MM y 20% de la actividad de CK se debe a CK-MB. El infarto al miocardio y los trastornos del músculo esquelético corno distrofia muscular y polirniositis hacen que se eleven los niveles de CK-MM. Los traumatismos físicos al músculo esquelético debidos a lesiones por aplastamiento o ejercicio físico también elevan los niveles de CK-MM. Los sujetos que tienen menor condición física muestran mayor elevación de CK-MM

262 • QUIMICA CLINICA

en respuesta al esfuerzo. De manera similar, los pacientes en reposo o restringidos a reposo en cama suelen presentar reducción de CK total y de los niveles de CK-MM debido a la falta de actividad muscular. Las inyecciones intramusculares también provocan incremento de CK total y de CK-MM. En general, el incremento de los niveles de CK debido a ejercicio físico o inyecciones, retorna a la normalidad a las 48 horas. Como la CK-MB se encuentra casi de manera exclusiva en el miocardio, su elevación es de gran utilidad para detectar infarto. Los incrementos de CK total superiores a 6% se consideran anormales. Sin embargo, los niveles elevados de CK-MB no son totalmente específicos para infarto agudo al miocardio, ya que también se observan en otros tipos de lesi?nes a ~os tejidos musculares cardiacos, incluyendo isquemia, angma y enfermedades inflamatorias de tipo cardiaco. También se detecta elevación de CK-MB después de intervención quirúrgica cardiaca. El tiempo que toma la elevación de CK-MB tras el infarto agudo al miocardio también es útil, junto con el grado de elevación, para distinguir esta enfermedad de otras lesiones al miocardio. En el infarto agudo los niveles de CK-MB generalmente comienzan a elevarse 4 a 8 horas tras el infarto; las elevaciones máximas se observan alrededor de 15 a 24 horas después del infarto. En general los niveles regresan a la normalidad en un lapso de 48 a 72 horas. Los casos que no constituyen infarto agudo al miocardio no presentan este curso característico de actividad. Los niveles de CK-MB tienen gran utilidad clínica para detectar el infarto agudo al miocardio cuando se combinan con el análisis de isoenzima LD. El suero de sujetos normales casi nunca muestra actividad de CK-BB. Esta se limita principalmente al cerebro, en donde la isoenzima en raras ocasiones atraviesa la barrera sangre-cerebro porque es de gran tamaño. Sin embargo, se observa incremento de la actividad en caso de daño a la barrera sangre-cerebro. También se presenta elevación de CK-BB en diversos grados en tumores de riñón, vejiga, ovarios, senos y especialmente en la próstata. Por tanto el análisis de CK-BB es útil como marcador de tumores para el cáncer de la próstata. No obstante, su utilidad se limita a la etapa final y más grave de la enfermedad, cuando el cáncer ya se diseminó más allá de la próstata. En la figura 14-3 se ilustran diversos patrones de la isoenzima CK. Procedimientos analíticos CKTOTAL

Hay diversos métodos analíticos para determinar la actividad de CK ya sea mediante la reacción hacia la derecha (creatina ~ fosfato de creatina) o la reacción inversa (fosfato de creatina ~ creatina). Estos métodos son análisis de punto final o cinéticos, en los que se emplean técnicas de espectrofotometría, fluorescencia o bioluminiscencia. El método de referencia para el análisis de CK es el de Oliver y Rosalki, un análisis cinético en el que se emplea la secuencia de reacción "inversa": Fosfato de creatinina + ADP

CK 2 Mg+

creatinina + ATP

Ffg. 14-13. Patrones de isoenzima CK en acetato·de celulosa. e= suero de control que contiene CK-MM, CK-M8 y CK-88. o1 = paciente con leve elevación de CK·MB. D2 = paciente con banda CK-M8 leve. H 35 representa a un paciente con CK-Mito; tiene hepatoma primario. Obsérvese Ja elevación de CK-BB que indica mal pronóstico. El paciente 5 528 tiene banda CK-MB elevada.

HK

ATP + glucosa.........glucosa-6-fosfato + ADP + G-6-PDH

Glucosa-6-fosfato + NADP

6-fosfogluconato + NADPH+W

en donde HK = hexocinasa y G-6-PDH glucosa-6-fosfato.

=deshidrogenasa de

ISOENZIMAS CK

Los métodos para separación de las isoenzimas CK incluyen electroforesis, cromatografía de intercambio iónico, inmunoinhibición y ensayo radioinmunológico. La electroforesis es el método que se emplea con mayor frecuencia. Es rápida. tiene buena sensibilidad, requiere tan sólo un pequeño volumen de muestra y permite que el laboratorista visualice la banda y cualquier variante isoenzimática. Un inconveniente es que el método es semicuantitativo. Las bandas CK se separan aplicando una fuerza electromotriz a pH de 8.6. En estas condiciones, la CK-BB migra con mayor rapidez hacia el ánodo, la CK-MB migra a la parte intermedia y la CK-MM se queda cerca del punto de origen (véase la fig. 14-12). u cantidad relativa de actividad de CK presente en cada banda se determina incubando los geles con una mezcla de sustrato, que se clasifica por su actividad de CK total. El NADPH fluorescente que genera cada banda es proporcional a la cantidad de actividad de CK en cada banda. En el método colorimétrico, para detectar la cantidad de NADPH que se genera se recurre a la adición de metosulfato de fenacina y un tinte de azul de tetranitrosolio para producir formazán púrpura. Para determinar el porcentaje relativo de la actividad de CK en cada banda se analizan los geles con un densitómetro. Se considera que la cromatografía de intercambio iónico es el método de referencia para cuantificar CK-MB. Aunque es d más empleado para la cuantificación de CK-MB, las condi-

ENZIMOLOGIA 14 • 263

ciones de análisis deben controlarse con cuidado. En ocasiones la CK-MM se eluye simultáneamente con CK-MB, o la CK-BB se eluye simultáneamente con CK-MB. En cualquier caso se obtienen resultados altos falsos. Aunque la cromatografía de intercambio iónico ofrece mayor precisión y sensibilidad que fu electroforesis, es más laboriosa y la CK-MB al eluirse puede arrastrar CK-MM y CK-MB. La inmunoinhibición es el método más reciente. Aunque esta técnica es simple y rápida, y no requiere equipo especializado, es poco sensible y específica en comparación con otras. La falta de especificidad se debe a las trazas de CK-BB en algunas muestras. Por este método, las subunidades M de CK-MM y CK-MB se inactivan al entrar en contacto con anticuerpo anti-M (o con menor frecuencia, con anticuerpo anti-B). La actividad B residual se mide y después se multiplica por dos para calcular la CK-MB. En este método se asume que no hay CK-BB en la muestra. El ensayo radioinmunológico es muy sensible y específico para la determinación de CK-MB. Sin embargo, es costoso y lleva tiempo. Uno de sus principales inconvenientes es que no permite distinguir entre CK-MB y CK-BB cuando se utiliza anticuerpo anti-B . Obtención y manejo de muestras El suero es la muestra de elección para determinar CK; sin embargo puede utilizarse plasma heparinizado sin interferencias. Aunque la hemólisis no interfiere, la adenilatocinasa que liberan los eritrocitos hemolizados eleva en forma falsa la actividad de CK si no se añade un inhibidor a la mezcla de reacción. La muestra de suero para análisis de CK debe protegerse de la luz. Si se va a retrasar dicho análisis, el suero debe almacenarse a oscuras, a 4°C o -20°C. De las tres isoenzimas, la CK-BB es la menos estable; para reactivarla se añade al suero un compuesto tiólico y EDTA. Es necesario considerar distintas tensiones físicas, como ejercicio, intervención quirúrgica, inyecciones intramusculares o desfibrilación eléctrica, como variables preanalíticas al interpretar los niveles de CK para el diagnóstico de infarto agudo al miocardio. Estos factores pueden confundir la interpretación. Las muestras para análisis de isoenzima CK deben manejarse de manera similar a las que se utilizan para cuantificar CK total. Es necesario protegerlas de la luz y almacenarlas a 4°C o -20°C. No requieren de preservativos a menos que se espere que contengan isoenzima CK-BB. En este caso, la muestra debe preservarse con algún tiol como beta-2-mercaptoetanol y EDTA. Rangos de referencia Antes de interpretar los valores que se obtienen de la actividad de CK sérica, el laboratorista debe tomar en cuenta la edad, él sexo, la raza y la actividad física del individuo. Además, los rangos de referencia varían según el método. En general dichos rangos para varones son de hasta 160 U/L y para mujeres hasta de 130 U/L. Los ¡ecién nacidos tienen valores que son dos o tres veces superiores a los de los adultos. Los valores mencionados son más bajos cuando el análisis se

efectúa a 25 o 30°C. Tanto la cantidad de masa como la actividad musculares influyen en el rango de referencia. Los individuos con mayor masa muscular tienen un rango más alto. De manera similar, los individuos que se ejercitan en forma regular tienen valores benignos altos de tipo lirnitante para la actividad de CK sérica, especialmente en las 24 horas siguientes a que realizan ejercicio. Los rangos de referencia para isoenzima CK utilizando electroforesis en gel de agarosa o cromatografía de intercambio iónico son CK-BB -ausente o trazas CK-MB-<6% CK-MM -94-96% El ensayo inmunológico o los métodos inmunoquímicos para la cuantificación de CK-MB arrojan el siguiente rango de referencia: CK-MB -0 a 10 U/L

FOSFATASA ALCALINA Fosfatasa alcalina (ALP) es el nombre genérico de un grupo de enzimas que presentan su máximo de actividad en el rango de pH de 9.0 a 10.5. Estas enzimas catalizan la electróli- · sis de gran variedad de fosfomonoésteres. Específicamente, la fosfatasa alcalina libera fósforo inorgánico para formar un éster fosfatado orgánico con producción simultánea de un alcohol. La reacción enzimática general de la fosfatasa alcalina se lleva a cabo como sigue:

o1

H,O + R-0- P-o-

1

ALP pH > 9.0

OH

Fuentes tisulares La fosfatasa alcalina se encuentra ampliamente distribuida en los tejidos humanos. Su fuente de importancia clínica incluye hígado, hueso, placenta, intestino, bazo y riñón. Aunque se desconoce su función biológica precisa, aparentemente participa en el transporte de membrana, ya que está unida a la membrana celular. En el hígado, la actividad de la ALP se localiza en la membrana celular que une el borde sinoidal de ' las células del parénquima a los canalículos biliares. En los huesos la actividad de la ALP se localiza en la membrana celular que une el borde sinoidal de las células del parénquima a los canalículos. En los huesos, su actividad se confina a los osteoblastos. Las isoenzimas de fosfatasa alcalina que proceden de diversos tejidos son muy distintas. Presentan diferencias en lo que respecta a carga neta, inhibición frente a fenilalanina o urea y estabilidad al calor. La diferencias en propiedades físicas constituyen la base de las técnicas de separación que se utilizan en el laboratorio. La ALP procede de dos tejidos principales: hígado y hueso. En la electroforesis en gel de poliacrilamida, la frac-

264

o

QUIMICA CUNICA

ción hepática migra con mayor rapidez hacia el ánodo, la cual es seguida por las fracciones ósea, placentaria e intestinal.

Significado clínico

El aumento de actividad de fosfatasa alcalina en suero se observa en diversas afecciones; sin embargo su significado clínico se relaciona principalmente con la detección de enfermedades óseas y hepáticas. La actividad de ALP es útil para el diagnóstico diferencial de enfermedades hepáticas. Como la enzima se encuentra en las membranas que recubren los canalículos biliares del hígado, la actividad de la fosfatasa alcalina suele elevarse más en caso de afecciones de los conductos biliares que en las que producen principalmente lesión hepatocelular. Por tanto en la enfermedad hepática colestática u obstrucción hepatobiliar, la ALP suele incrementarse hasta 10 o 15 veces más que los valores normales, pero en general sólo se observan leves elevaciones de 2 a 3 veces los valores normales en afecciones hepatocelulares como hepatitis. El mecanismo que se propone para explicar el aumento de actividad de ALP en afecciones hepatobiliares es la regurgitación de la enzima hacia la circulación debido a que la ex5 creción biliar es mala. Además, la síntesis de esta enzima se estimula por la colestasis. Aunque el aumento de actividad de fosfatasa alcalina es un indicador sensible de colestasis, no ayuda a diferenciar la forma intrahepática de la extrahepática. Otras afecciones hepáticas, como mononucleosis infecciosa, colangiolitis, cirrosis total, carcinoma hepatocelular primario y carcinoma hepático metastático secundario, también incrementan la actividad de la fosfatasa alcalina. Asimismo, se observa incremento en otro tipo de afecciones. Estas enfermedades no hepáticas incluyen pancreatitis aguda y crónica, insuficiencia renal crónica, sepsis extrahepática, infecciones bacterianas intraabdominales, tirotoxicosis e hiperfosfatemia transitoria benigna en niños. Además, muchos fármacos aumentan la actividad de fosfatasa alcalina; algunos ejemplos incluyen estrógenos, progesteronas y clorpromacina. La ALP también se sintetiza en las células osteoblásticas, en donde se produce la formación de hueso. Por tanto, en afecciones óseas con incremento de actividad osteoblástica, en general los niveles de fosfatasa alcalina se elevan. Se observan niveles muy altos en la enfermedad de Paget (osteítis deformans) que se caracteriza por destrucción ósea excesiva con estimulación subsecuente de los osteoblastos en un intento de reconstruir el hueso. Las deficiencias de vitamina e que producen raquitismo u osteomalasia también hacen que aumente la actividad de fosfatasa alcalina, así como el hiperparatiroidismo y la acromegalia. Como se relaciona con la formación de nuevos huesos, la actividad de dicha enzima se eleva en periodos del desarrollo óseo, por ejemplo, durante los tres primeros meses de vida y en la adolescencia. Cuando las fracturas óseas sanan, se elevan los niveles de fosfatasa alcalina. Por tanto, es necesario conocer la edad del paciente para interpretar de manera adecuada dichos niveles. En algunas afecciones que incluyen hipotiroidismo, escorbuto, hipofosfatemia, kwashiorkor (niño rojo), cretinismo

y anemia grave se observa reducción de la actividad de fosfatasa alcalina. Debido al significado clínico de la elevación de los niveles de fosfatasa alcalina en afecciones hepáticas y óseas es de ayuda separar estas fracciones isoenzimáticas para mayor precisión diagnóstica. En el cuadro 14-5 se indican los cambios de actividad de ALP en ciertas enfermedades. La separación de isoenzimas de fosfatasa alcalina en suero se basa en las propiedades químicas de diversas formas isoenzimáticas. Básicamente hay cuatro tipos de mét~ dos para separar estas isoenzimas: electroforesis, inactivación con calor, inhibición c<;m urea y aminoácidos y métodm inmunoquímicos. El método que se emplea con mayor fl:ecuencia es la electroforesis con geles de acetato de celulOSl.. agarosa y poliacrilamida. Sin embargo, los patrones de migración difieren según el gel que se elija para la separacióa. En la figura 14-14 se presenta un diagrama de los patrones típicos en acetato de celulosa. Aunque la fosfatasa hepática se desplaza con mayor rapidez hacia el ánodo, la fosfatasa ósea que tiene una movilidad anódica ligeramente más leDia se super¡Jone con la zona hepática. Tanto la fosfatasa ósea como la intestinal migran en forma difusa; sin embargo, J. fracción intestinal lo hace con más lentitud. Si hay fosfatasa renal presente, migra aún más lentamente que la fracción hepática, ósea o intestinal. La electroforesis en acetato de cet. losa se basa sólo en una diferencia dP. carga de las isoenDmas, que produce superposición de varias fracciones, ca especial las de hueso e hígado. La adición de neurarninidasa al gel reduce la movilidad electroforética de la fosfatasa ._ calina ósea y permite una mejor separación. La electroforesis de gel de poliacrilamida produce me· resolución que el acetato de celulosa, ya que esta técñica basa en la separación por carga y peso molecular. Un inc veniente del método consiste en que es imposible efectuar análisis de densitometría. En la figura 14-15 se dan ejem de separaciones por electroforesis en gel de poliacril En el cuadro 14-6 se presenta una lista de las propiedades separación de las isoenzimas de fosfatasa alcalina al efec electroforesis en poliacrilamida.

Cuadro 14-5. Variación de la actividad de ALP en ciertcl estados de enfermedad Afección

Hiperparatiroismo

Enfermedad de Pagel Tumores óseos Osteomalacia y raquitismo Malabsorción (psilosis) Fracturas óseas Ictericia obstructiva extrahepática Hepatitis infecciosa Colestasis intrahepática Cáncer o tumor hepático Cirrosis alcohólica

Actividad

Marcadas elevaciones si hay deficiencia de calcio; de lo contrario son variables Elevaciones marcadas Elevaciones moderadas 1 a 3 veces lo normal Levemente elevada Levemente elevada Hasta 5 veces lo normal Levemente elevada 2 a 3 veces lo normal 5 a 1O veces lo normal 1.5 a 3 veces lo normal

ENZIMOLOGIA 14 •

265

Albúmina Proteínas en suero

ALP normal

--- ---- -- --- --- --- --- ---- -------- -- --- --- ---------ALP normal

---- -- ---- --- -- --- ----- --- --- --- --- --------- -- --- -Nif'os

---- -- ---- -- --- --- -- --- ---- -- ---- --- -------- -- ----Embarazo

---- -- --- --- -- --- --- --- --- -- -- -- --- -------------- -Colestasis

.·· Cátodo

(- )

t

t t tt

Origen 5

4

Anodo

..

(+)

3 2

lsoenzimas ALP Fig. 14-14. Esquema de los patrones de electroforesis de isoenzimas ALP en acetato de celulosa. (Tomado de Nemesansky E: Alkaline phosphatase. En Lott JA, Wolf PL (eds. ): Clinical Enzymology: A Case-Orientad Approach. Chicago, Year Book Medical Publishers, 1986, p. 66) ·

Un segundo método usado con frecuencia junto con la ~lectroforesis para identificar de qué tejido proviene el incre~ento de fosfatasa alcalina es la inactivación por calor. Las 3oenzimas de ALP muestran sensibilidad gradual a la inactiva.:ión por calor. Como se resume en el cuadro 14-6, el hueso tie:.e menor estabilidad a la inactivación por calor, las fuentes he;Jática e intestinal de ALP muestran sensibilidad intermedia y la :lacentaria es la más resistente a dicha inactivación. Después de determinar el nivel basal de fosfatasa alcali.: a, la muestra se calienta a 56°C por 10 minutos y se mide la !Ztividad restante. La fracción hepática es más estable al ca::>r que la fracción ósea. Así, si se conserva más de 50% del :.ivel basal tras el calentamiento, se considera que la eleva::ón se debe a la fracción hepática. Como la isoenzima ósea !S lábil al calor, se observa menos de 20% del nivel de acti·-:dad después de calentarla, cuando la elevación se debe a la ::acción ósea. La fracción placentaria, que comienza a partir

de la decimosexta a la vigésima semana del embarazo es la más estable al calor. La L-fenilalanina inhibe la fosfatasa alcalina placentaria e intestinal. El cuadro 14-6 es un resumen de las sensibilidades de las isoenzimas de ALP a la L-fenilalanina. También se utiliza urea como inactivador químico de las isoenzimas de fosfatasa alcalina. La cantidad de inhibición varía según la isoenzima. Cuando se utiliza L-fenilalanina y urea en forma simultánea, las isoenzimas se inhiben de distinto modo. Una técnica más reciente para identificar isoenzimas de fosfatasa alcalina es el método inmunoquímico. Se hace reaccionar antisueros de las formas placentaria, hepática e intestinal con el suero que contiene las isoenzimas de fosfatasa alcalina. En las enfermedades hepáticas colestáticas se observa una banda de movimiento rápido que migra hacia el ánodo con respecto a la fracción hepática. Esta banda se denomina fosfatasa alcalina hepática rápida o alfa-1-ALP, porque migra en la región

Cuadro 14·6. Propiedades de las lsoenzlmas ALP Propiedad

-

Hígado

Intestino

Hueso

Placentaria

3 ectroforesis en gel de poliacrilamida (migración anódica)

Se mueve con más rapidez

Es el segundo más rápido

Es el tercero más rápido

-.activación por calor (porcentaje de inactividad) rl1ibidores de L:fenilalanina (porcentaje de inactividad) • :.hibidor de urea (cantidad)

50 a 70

90 a 100

50 a60

o

75

75

Moderado

Moderado

o a 10 Fuerte

O a 10

Muy fuerte

Se superpone con las bandas óseas y hepáticas

266 • QUIMICA CUNICA

c.

a. Hueso (enfermedad de Paget)

Hfgado 11

Bilis

Flg. 14-15. Patrones de electroforesis de ALP en gel de poliacrilamida.

alfa-l. Con frecuencia se emplea como marcador de la colestasis, 5 pero también se observa en neoplasias que ocupan espacio. En ciertos tipos de enfermedades malignas se observan otras insoenzimas anormales de ALP. La isoenzima Regan la producen en forma ectópica los tejidos malignos. Se denomina isoenzima carcinoplacentaria porque es muy similar a la fracción placentaria. Es la isoenzima más resistente al calor y resiste la desnaturalización a 65°C durante 30 minutos, pero tiene baja sensitividad ya que sólo se detecta en 3 a 15 % de los pacientes con cáncer. Otra forma inusual de fosfatasa alcalina es la enzima Nagao, que se asocia con cáncer, particularmente de la cavidad pleural, del páncreas y del conducto biliar. En el cuadro 14-7 se presenta un resumen de los cambios séricos de isoenzimas de fosfatasa alcalina en diversos estados de enfermedad.

Procedimientos analíticos Existen diversos métodos para el análisis de fosfatasa alcalina. En los más antiguos · se empleaban distintos sustratos y amortiguadores hasta que se determinaba qué amortiguador y qué sustrato eran los óptimos.- Debido a que se desconocen los sustratos fisiológicos de la ALP, en casi todos los análisis de estas enzimas se utiliza p-nitrofenilfosfato (pNPP). En

muchos métodos se emplean técnicas bipuntuales; sin bargo, Bowers y McComb diseñaron una técnica de · cia continua que utiliza el coeficiente de absortividad del p-nitrofenol a 405 nm para calcular la actividad de tasa alcalina. La reacción se lleva a cabo según la .,,5 u ..... _ ecuación:

o

o

o

o

~/

~/ N

N

_9 9 ALP

~

o1

+HO-P- o -

pH HU

o

o-

11

o

1

HO- P-011

o p- nitrofenilfosfato

p-nitrofenol

Ion fostato

La pNPP es incolora, se hidroliza en presencia de tasa alcalina y produce un color amarillo. Como la ALP

ENZIMOLOGIA 14 • 267

Cuadro 14-7. Incrementos de ALP por lnsoenzlmas en ciertos estados clínicos

Origen óseo Enfermedad de Paget Osteomalacia Tumores óseos Fracturas óseas Hipertiroidismo farto pulmonar Insuficiencia renal crónica Hiperfosfatemia

Origen placentario Durante el tercer trimestre del embarazo

Origen intestinal Lesiones del intestino delgado Individuos con tipo sanguíneo B u O

:CSnaturaliza con lentitud a 37°C, se recomienda que la reac:ión se efectúe de 25 a 30°C. En el método de King y King se emplea fenilfosfato .:umo sustrato. La actividad de ALP se relaciona con la velo:idad de liberación de fenol de 4-aminoantipireno y el color ;:sultante se mide a 500 nm. Cornish y colaboradores desarrollaron un método de ··:.~orescencia muy sensible. Se hidroliza el sustrato 4-metil:::nbeliferil fosfato a 4-metil-umbeliferón, que presenta fluo::-?Seencia-a 360 nm. 6

Origen hepático Pancreatitis aguda y crónica Colapso cardiaco con congestión hepática Cirrosis

lsoenzimas no identificadas (Regan o Nagao) Enfermedades malignas: cáncer pulmonar, de los senos, de los ovarios y del colon

FOSFATASA ACIDA La fosfatasa ácida (ACP) es un grupo heterogéneo inespecífico de fosfatasas que pertenece a la clase de las enzimas hidrolasas. Cataliza las mismas reacciones que la fosfatasa alcalina, pero funciona en medio ácido. El pH óptimo es de 4.5 a 7.0. La fosfatasa ácida cataliza la hidrólisis de varios monoésteres fotofosfóricos para producir el alcohol correspondiente y un fosfato inorgánico, como se observa en la siguiente ecuación:

oObtención y manejo de muestras

H20

1

~unque

la muestra de elección es el suero, el plasma hepari=2ado produce resultados similares para el análisis de fosfa:!Sa alcalina. Todos los demás anticoagulantes interfieren 2 ;:m el cofactor Mg + y provocan resultados bajos altos. Aun;:;e la hemólisis leve es aceptable, se debe evitar la hemóli>::5 fuerte, ya que la fosfatasa alcalina se encuentra en la - .. mbrana de los eritrocitos. El análisis debe realizarse tan :ronto como sea posible, ya que la actividad de la tosfatasa ~.calina se incrementa aproximadamente de 5 a 10% al reposar 1 :emperatura ambiente o en el refrigerador por varias horas. ~ reste motivo es mejor analizar la muestra el día en que se : Otiene. Otra variable preanalítica que es necesario conside:-I: es el efecto de la ingestión reciente de alimentos. En esta. posabsortivo se produce elevación de fosfatasa alcalina - individuos de grupo sanguíneo Bu O.

lcngos de referencia ::::: rango de referencia en adultos es aproximadamente de 35 l OO U/L. Los rangos pediátricos y en adolescentes en ge:«al son el doble o el triple de los de adultos. Durante el !::lbarazo se observa una actividad de fosfatasa alcalina ma.:r de lo normal. Los valores para varones son ligeramente periores que para las mujeres hasta la menopausia. Las -:~jeres posmenopáusicas tienen actividad de fosfatasa alea~ igual o mayor que la de los varones adultos. La elevada rtividad de fosfatasa alcalina que se observa en periodos de ~imiento rápido es' principalml(nte de origen óseo. Tras la _ bertad, la mayoría de la fosfatasa alcalina es de origen he1

1

+ R-0- P-o- _A_c_P~ R-OH + H 2P04 pH < 5.0

OH Fuentes tisulares La fosfatasa ácida está ampliamente distribuida en los tejidos y líquidos del organismo. Los tej idos con mayor concentración son próstata, hígado, riñón, eritrocitos, plaquetas y osteoclastos. Como la actividad de fosfatasa ácida en la próstata es más de 1 000 veces superior a la de otros tejidos, se solicitan determinaciones de esta sustancia principalmente para afecciones de la próstata.

Significado clínico El diagnóstico diferencial de elevación de actividad de ACP se utiliza principalmente para enfermedades prostáticas, enfermedades malignas de la próstata u otras enfermedades malignas que afectan los tejidos óseos. La actividad de fosfatasa ácida se eleva con mayor frecuencia en casos de carcinoma de la próstata, en particular cuando es maligno y se ha diseminado más allá de la cápsula de esta glándula. La incidencia de cáncer de la próstata es de 35 por cada 100 000 varones blancos y de 65 por cada l 00 000 varones de raza negra.5 La incidencia aumenta después de los 50 años y la enfermedad casi nunca se produce en personas menores de 40. Se han definido cuatro etapas clínicas del cáncer de la próstata. La etapa A representa la fase asintomática inicial y la B representa el cáncer confinado dentro de la cápsula prostática. Los pacientes a quienes se diagnostica en etapa C

-'011 •

'I:.IUIMil,;A <..;UNK..:A

tienen enfermedad invasiva de tipo local y esta es la etapa de presentación más común. La etapa D es el carcinoma prostático metastático. Muchos métodos no logran detectar la elevación de ACP basta que la enfermedad maligna se encuentra avanzada y se ha producido metástasis más allá de la próstata. Sin embargo, cuando la detección se efectúa en etapas más tempranas, el diagnóstico es mucho mejor. Los síntomas característicos de presentación de las etapas C y D son dolor en los huesos, obstrucción de los conductos urinarios y próstata nodular y dura. 7 Los primeros intentos para diagnosticar el cáncer de la próstata mediante procedimientos de laboratorio fueron análisis. de fosfatasa ácida total. Sin embargo, éstos son poco sensibles para detectar cánceres que no han experimentado metástasis y no son totalmente específicos para la próstata. Las técnicas más recientes efectúan la determinación de ACP prostático (PAP). Cuando el PAP se determina mediante técnicas inmunológicas, como ensayo radioinmunológico es posible detectar el cáncer de la próstata en la etapa A o antes de que experimente metástasis; esta prueba es más sensible que la determinación de ACP total. Otras afecciones prostáticas también provocan elevación de los niveles de ACP. La hipertrofia prostática benigna es bastante frecuente en varones mayores de 40 años y produce elevación significativa de ACP en un porcentaje bajo de pacientes: La elevación de la actividad se debe a la regurgitación de ACP al suero por compresión u obstrucción del sistema del conducto de la próstata como resultado de la hipertrofia de esta glándula. 5 La manipulación digital de la próstata durante el examen provoca aumento de ACP en la mayoría de los pacientes. En general, la actividad enzimática regresa a la normalidad 24 horas después del examen. Los niveles de ACP también se elevan por afecciones no prostáticas. Una de ellas es la enfermedad de Gaucher, un tipo de lipidosis que se debe a una deficiencia de la enzima glucocerebrosidasa. Se caracteriza por acumulación de cerebrósidos en las células del sistema reticuloendotelial que se denominan células de Gaucher. La formación de células de Gaucher produce los rasgos característicos de la enfermedad como hepatosplenomegalia, hiperesplenismo, lesiones óseas y niveles anormalmente altos de fosfatasa ácida. Como la ACP se encuentra en los osteoclastos (células que provocan destrucción ósea), las afecciones que se caracterizan por aumento del recambio óseo en el que participan estas células también producen aumento de los niveles de ACP. Los cánceres de la próstata, del pulmón o del seno, que son de tipo maligno y experimentan metástasis a los huesos, suelen producir niveles anormales de ACP. Otras afecciones óseas, como hiperparatiroidismo, enfermedad de Paget y mielomas- múltiples, pueden aumentar la ACP, lo que refleja que los osteoclastos se encuentran afectados. 5 Ciertas enfermedades malignas hematológicas provocan elevación leve de ACP. Estas incluyen leucemia granulocftica crónica, leucemia linfocítica crónica o aguda, mieloma de células plasmáticas, leucemia de células vellosas, policitemia vera y trombociternia primaria. En las dos últimas afecciones, el incremento se debe al ACP de las plaquetas. La actividad de ACP también se detecta en lfquido vaginal después del contacto sexual y se han efectuado análisis

B

de ACP de este líquido con fines medicolegales en casos de sospecha de violación. Se observa una mayor actividad de ACP en las primeras 12 horas, y puede detectarse durante las primeras 48 horas. 5

Procedimientos analíticos

Como la fosfatasa ácida representa un grupo de enzimas fosfatasas, para su análisis se utilizan diversos sustratos. La sensibilidad analítica y la especificidad varían según el tipo de sustrato que se emplee. En muchos procedimientos se usa el mismo sustrato que para la fosfatasa alcalina, pero las condiciones de reacción se cambian a un medio ácido. Los sustrato~ empleados_ con ~ayor frecuencia en los antiguos procedimientos colonmétncos son fosfato de naftilo alfa fosfato de nitrofenilo beta, fosfato de fenolftaleína, glicerofosfato beta y monofosfato de timolftaleína. El método de Roy modificado por Ewan es el más recomendable. 6 Determina la fosfatasa ácida total, pero mide de manera preferencial la PAP porque se emplea el sustrato diferencial monofosfato de timolftaleína. Es un método de tipo manual pero puede automatizarse. El suero y el sustrato se incuban tras la adición de álcali, el cual pone fin a la reacción porque inhibe la fosfatasa ácida ~ da lugar a un producto terminal cromogénico que se determina por espectrofotometrfa. Aunque algunos de los procedimientos antiguos se han adaptado a la automatización, la mayoría de las determinaciones de fosfatasa ácida se efectúa para descartar de manera específica la porción prostática, que tiene mayor significado clínico que la ACP total. Las técnicas desarrolladas para determinar PAP incluyen sustrato diferencial, inhibidores químicos, ensayos fluorimétricos y técnicas inmunológicas como ensayo radioinmunológico, contrainmunoelectroforesis, ensayo inmunológico fluorescente y prueba ELISA. La PAP reacciona de manera más específica con el sustrato monofosfato de timolftaleína que las otras fracciones de fosfatasa ácida. Por tanto, este sustrato se utiliza en ciertos procedimientos para determinar PAP. Sin embargo, no es totalmente específico para PAP ya que otras fracciones también reaccionan aunque en menor grado. Se emplean además inhibidores químicos como los iones tartrato para determinación más específica de PAP. La actividad del PAP se inhibe añadiendo iones tartrato a la mezcla de reacción. La actividad de la fosfatasa ácida se mide con y sin tartrato. Tras la inhibición con tartrato se resta la actividad de la ACP de la actividad total de ACP sin inhibición de tartrato. La actividad restante representa la PAP: ACP total- ACP tras la inhibición con tartrato= PAP Sin embargo, el uso de inhibidores químicos también es inespecífico, ya que los iones tartrato inhiben otras reacciones en forma variable. Un método mejor es utilizar anticuerpos específicos de PAP. Estos métodos inmunológicos eliminan gran parte de la reactividad cruzada que provoca la inespecificidad de otros procedimientos y tienen mayor sensibilidad, lo que permite la detección temprana de incremento de niveles de fosfatasa ácida en cáncer de la próstata.7

ENZIMOLOG IA 14 • 269

Manejo de muestras

5e utiliza suero o plasma heparinizado para el análisis. Sin rotbargo la actividad de ACP es ligeramente superior en sue;o que en plasma debido a la liberación de enzimas en las ;:.aquetas durante la formación de coágulos. Cuando se al::laeena la muestra a temperatura ambiente la actividad de :~fatasa ácida se pierde con rapidez. Es necesario separar 2 inmediato el suero de las células y acidificarlo a un pH =ferior a 6 con ácido acético o una tableta estabilizadora .:ida. Se pierde hasta un 50% de la actividad en una hora si ~.e deja el suero sin acidificar a temperatura ambiente.6 La ;érdida de actividad se debe al aumento de pH a medida que ¡: pierde C02 de la muestra. Debido a la actividad de ACP !'::1 los eritrocitos, la hemólisis incrementa la actividad de :sta enzima, que es estable hasta por dos días a temperatura :te refrigeración si el suero se acidifica previamente. lango de referencia ::: rango de referencia para fosfatasa ácida total es de 0.5 a ..o UIL (enzimática) y para PAPes <2.5 ng/ml (RIA) (<2.5

-YL).

AMILASA -

:a arnilasa alfa (AMS)

es una metaloenzima que requiere ::l!cio y pertenece a la clase de hidrolasas. La reacción enziritica que cataliza la amilasa alfa es hidrólisis aleatoria de !::laces glicosídicos alfa-1 ,4 internos del almidón, glucógeno _ otros polímeros de la glucosa, y se muestra mediante la sir..::iente reacción:

dad de arnilasa alfa no es específica para estos tejidos, ya que también se encuentra en el epitelio intestinal, trompas de Falopio, mucosa del cuello uterino, endometrio y tejido del 5 seno durante la lactancia Por su peso molecular bajo (50 000), la amilasa alfa no se filtra en los glomérulos renales. Una pequeña fracción que se filtra aparece en orina, ya que los túbulos sólo la reabsorben en forma parcial. Así, la determinación de actividad de AMS en orina es de gran ayuda además de la determinación en suero. La principal función de la amilasa alfa se debe a la fracción pancreática, que ayuda a la digestión de almidón, glucógeno y sus productos de descomposición en el intestino delgado. La AMS de la saliva inicia la digestión de almidón en la cavidad oral pero su acción termina con rapidez a consecuencia del pH ácido del jugo gástrico durante la deglución. Al intentar separar la amilasa alfa en sus fracciones isoenzirnáticas, se han identificado dos isoenzimas distintas. Se supone que la AMS pancreática (P) se deriva del páncreas, mientras que las amilasas salivales (S) son secretadas por varios tejidos, incluyendo glándulas salivales, pulmón, huesos, ovarios y tiroides. 8 En el suero de un adulto, cerca de 40% de la actividad total de AMS se debe al tipo P y el restante 60% se deriva del tipo S.9 Hay diversas fracciones de isoenzimas relacionadas con cada glándula. Las isoenzimas que migran con mayor rapidez durante la electroforesis son las salivales; se designan como Sl , S2 y S3. Las fracciones que migran más lentamente son de origen pancreático y se designan Pl, P2 y P3. S 1 y P2 constituyen la mayor parte de actividad AMS en suero norma1. 10 Sin embargo, la aparición de la fracción P3 tiene mayor significado clínico. Aparentemente no se detecta en suero normal y sólo está pres en-~ te en casos de pancreatitis aguda.

Significado clínico

o

0- -·

OH AMS

~

Glucosa, maltosa, dextrinas

Los productos de digestión de la amilosa, que es una :0lécula de almidón lineal que contiene sólo enlaces alfa. ~. son maltosa, maltotriosa y otras dextrinas. La AMS tam. n hidroliza los enlaces alfa-1,4 de la amilopectina, la mo.ecula de almidón de cadena ramificada, pero no hidroliza enlaces alfa-1,6. Así, los productos de reacción de la ilopectina son dextrinas limitantes que contienen enlaces ·a-1,6 no hidrolizados. La celulosa, que contiene enlaces ta- l ,4, no se hidroliza frente a la ami lasa alfa.

fuentes tisuláres

t..s principales fuentes tisulares de esta enzima son las glán·las salivales y las células acinares del páncreas. La activi-

La actividad de amilasa alfa se eleva en varias enfermedades; no obstante, su significado clínico se relaciona principalmente con el diagnóstico de laboratorio de pancreatitis aguda. Las determinaciones en suero y en orina son útiles como diagnósticos de esta afección. Ya que está ampliamente distribuida en los tejidos, en especial en el área abdominal, algunas otras afecciones intraabdominales también provocan hiperamilasemia, lo que da lugar a confusión de diagnóstico. Estas afecciones incluyen úlcera péptica perforada, oclusión intestinal, apendicitis aguda y rotura de embarazo ectópico, así como enfermedades de las glándulas salivales, adenocarcinoma del pulmón, ovarios o páncreas y trastornos hepáticos y renales. Estos se describen más ampliamente en la sección de enzimas en enfermedades pancreáticas . Se presenta un incremento sin significado patológico de amilasa sérica en 1 a 2% de la población. 11 Esta afección se denomina macroamilasemia y se presenta cuando la amilasa se enlaza con una inmunoglobulina (IgG o IgA) y forma un complejo que es demasiado grande para filtrarse por los glo'mérulos. Sin depuración renal, los niveles enzimáticos en suero aumentan y los de orina son más bajos de lo esperado. En la actualidad la macroamilasemia no se relaciona con ningún estado de enfermedad y los pacientes son asintomáticos. Se desconoce el motivo por el cual se forma el comple-

270 • QUIMICA CUNICA

jo, pero debido a su persistencia es necesario diferenciar esta afección de la hiperanúlasemia patológica. Procedimientos analíticos Los métodos antiguos para determinación de anúlasa alfa se basaban en principios sacarógenos y amiloclásicos. Como los productos de hidrólisis de la actividad de AMS son sustancias reductoras (maltosa, dextrina), con los métodos sacarógenos se miden las cantidades de estas sustancias que se fol1J!.an, mediante procedimientos comunes para determinar sustancias reductoras, como el método de Folin..Wu o de Somogyi-Nelson. Los métodos amiloclásicos miden hasta qué grado desaparece la intensidad de color de un complejo de almidón-yodo, a medida que la molécula de almidón es hidrolizada por la anúlasa alfa. Los métodos amiloclásicos también se conocen como métodos yodométricos. En ellos se producen diversas interferencias, por lo cual actualmente se sustituyen por otros más específicos. En los ensayos cromolfticos se emplean sustratos marcados con tintes. Estos sustratos se forman por apareamiento de un tinte soluble en agua con una molécula insoluble de amilasa o amilopectina. A medida que la amilasa alfa hidroliza la molécula de almidón, los fragmentos más pequeños de tinte se liberan al medio acuoso, por lo cual el producto final tiene mayor intensidad de color que se mide con espectrofotómetro. Sin embargo, los ensayos cromolfticos no pueden automatizarse. Más recientemente se desarrollaron ensayos de apareamiento enzimático que permiten condiciones de hidrólisis más controladas y congruentes 3 y también pueden adaptarse a instrumentos automatizados. Un ejemplo de reacción enzimática que constituye el principio de análisis de anúlasa Beckman DS es: AMS

Maltotetraosa + HzO- 2 maltosa Maltosa+ Pi~glucosa + ~-glucosa-1-P

~-glucosa-1-P 1}-PGM glucosa-6-P

dos erróneos. Las muestras de suero y orina son estables hasta una semana a temperatura ambiente y no muestran pérdida de actividad tras varios meses de almacenamiento a 4 grados centígrados.7 Se ha reportado que varios fármacos provocan incremento de la A.MS. De particular importancia son la morfina y otros opiáceos que se administran a los pacientes para control del dolor en la sala de urgencias antes de que se obtenga la muestra de sangre. En estos casos el valor de amilasa alfa puede ser falsamente alto debido a la constricción del esfínter de Oddi y de los conductos pancreáticos inducida por el fármaco. Se piensa que el aumento de presión resultante provoca regurgitación de AMS al suero. 12 La elevación de triglicéridos actúa como inhibidor y hace descender en forma falsa los niveles de amilasa alfa, cuando el análisis se efectúa con el método de almidónyodo. Sin embargo, aparentemente la lipernia no interfiere con los métodos de almidón enlazado con tinte o los métodos enzimáticos más modernos. 13 Es necesario determinar los niveles de AMS en orina utilizando una muestra que se obtenga en un periodo de dos horas. La proteinuria incrementa notablemente los valores de arnilasa alfa en orina y las afecciones de la filtración glomerular provocan niveles bajos falsos cuando existe hiperamilasemia. 13 Rangos de referencia Los rangos de referencia dependen en gran parte del método. Los valores para el método enzimático Beckman DS son de 25 a 125 UIL para suero a 37°C y de 1 a 7 U/h para orina.

LIPASA La lipasa (LPS) es una enzima que pertenece a las hidrolasas, hidroliza los ésteres de glicerol de triglicéridos de ácidos grasos de cadena larga. La lipasa hidroliza preferencialmente los enlaces estéricos de los carbonos 1 y 3 de la molécula de triglicéridos y produce dos moléculas de ácido graso y una molécula de 2-monoglicérido, como se muestra en la siguiente reacción:

Glucosa-6-P + NAD+ ~ gluconato-6-P + NADH + W

=

=

en donde MP fosforilasa máltica; ~-PGM mutasa de la fosfoglucosa ~; y G-6-PD = deshidrogenasa de glucosa-6fosfato.

o 11

CH2- 0- C-R 1 1

~ ~

La cantidad de actividad de AMS es proporcional a la velocidad de producción de NADH, que se mide a 340 nm.

CH-0-

Obtención y manejo de muestras

CH 2- 0- C-R3 Triacilglicerol

El suero, el plasma heparinizado o la orina resultan adecuados para el análisis. Los anticoagulantes que producen quelatos de calcio (citrato, oxalato, EDTA) son inadecuados porque se requiere que haya calcio presente para que la amilasa alfa desarr~lle toda su actividad. Además, la AMS requiere de cloruro como ion activador, el cual debe estar presente en suficiente cantidad para que la actividad enzimática sea óptima. La contaminación con AMS de la saliva produce resulta-

1

-

C-Rz + 2Hz0

CHzOH 1

~

CH- 0-C-R2 1

CHzOH 2-monoglicérido

+ 2 ácidos grasos

ENZIMOLOGIA

'uentes tisulares

Se observa actividad de lipasa en páncreas, mucosa intesti:ul, estómago, leucocitos y tejido adiposo. 13 Sin embargo, .:lo la lipasa pancreática tiene significado clínico; su princi;.d función consiste en hidrolizar los triglicéridos de la dieta han sido emulsificados por ácidos biliares y ayudan así a absorción de grasas en el intestino delgado. La lipasa se asemeja a la amilasa alfa porque tiene un ~o molecular bajo (45 000), por lo cual se filtra en los gloDérulos renales. A diferencia de la AMS, la lipasa se reab--~ totalmente en los túbulos renales, por lo cual casi no se :.erecta actividad de lipasa en orina en ausencia de enferme!Jdes renales. 5gnlftcado clínico :~mo

la lipasa la producen principalmente las células acinadel páncreas, su utilidad clínica se relaciona casi de maX'fa exclusiva con el diagnóstico de laboratorio de pancrea:0 aguda. Su actividad es paralela a la de la arnilasa alfa en ::ccreatitis aguda y se describe con más amplitud en la sec•n de enzimas en enfermedades pancreáticas. Aunque se :ctecta actividad de lipasa en el intestino delgado, se ve meafecta~a por otras afecciones intraabdominales y por :r.:.to se considera más específica para ciertos órganos que la a:tividad de arnilasa alfa. Otras afecciones en las cuales se .::crementa la actividad de lipasa incluyen intoxicación agu~ con alcohol y traumatismos accidentales o quirúrgicos del x:domen. Se ha postulado que el edema pancreático transitola hipoxia de los tejidos o ambos, pueden aumentar la rjvidad de la lipasa.5 Otras afecciones abdominales que se ~xionan con el páncreas producen actividades anormales z amilasa alfa y lipasa en el suero.

=

llfocedlmlentos analíticos ::: análisis rutinario de lipasa no es tan aceptable y solicitado :::mo el de otras enzimas con significado clínico, principal.D:nte debido a las dificultades técnicas para efectuar la de:e:minación. La mayoría de los métodos que se utilizan en la &.-:ualidad se basa en la titulación de los ácidos grasos que se .;.oeran, o son métodos turbidimétricos o nefelométricos que ,z basan en la depuración de una emulsión tras la actividad :e la lipasa. El método de Cherry y Crandall fue el primero que se =¡>leó para la determinación de lipasa y se considera clásiEn él se incuba suero durante 24 horas a 37°C con un trato, que es una emulsión de aceite de oliva. Los ácidos ~os que se liberan se titulan con NaOH hasta un punto fivisible utilizando indicador de fenolftaleína. La actividad z lipasa se calcula a partir de la cantidad de NaOH que se ~iere para la titulación:

14 • 271

Este método toma tiempo, es tedioso y está sujeto a diversas variaciones analíticas. Los métodos más modernos intentan mejorar el análisis por titulación utilizando tiempos de incubación más cortos, un sustrato mejorado y un pH-metro en vez de la determinación visual del punto final. Se han desarrollado diversos procedimientos de apareamiento enzimático, aunque en la actualidad no se utilizan con frecuencia. La mayoría de los métodos que se utilizan para determinación de lipasa son turbidimétricos o nefelométricos. En ellos se hidroliza una emulsión turbia de aceite-agua con la actividad de la lipasa. A medida que se hidrolizan las moléculas de triglicérido la turbidez de la solución se reduce. La reducción de turbidez se determina a 340 o 400 nm por técnicas turbidimétricas o nefelométricas. 7 También se han utilizado métodos inmunoquímicos para análisis de lipasas. Constituyen alternativas más aceptables en términos de tiempo, sensibilidad, especificidad y se hacen más fáciles a medida que se perfeccionan. Obtención y maneJo de muestras La muestra de elección para determinar lipasas es el suero. . En general, no se detectan en orina. La actividad de lipasa es muy estable por lo menos una semana a 4 °C o cinco meses a -20°C. No se sabe que la ictericia, la lipemia o la hemólisis . interfieran con los métodos turbidimétricos.5 Rango de referencia

El rango de referencia para la lipasa sérica por el método turbidimétrico es de 2 a 7.5 U/mililitro. TRANSFERASA DE GAMMAGLUTAMILO La transferasa de gammaglutamilo (GGT) es una enzima que pertenece a las transferasas. Se relaciona con la membrana y su función más importante es la transferencia del residuo glutarnilogamma del glutation y otros péptidos glutamt1icosgamma a los aminoácidos o pequeños péptidos para formar el gammaglutamilo-aminoácido y la cisteinilglicina. La reacción se verifica según la ecuación de la parte superior de la página siguiente . Fuentes tisulares Los principales tejidos que contienen GGT incluyen riñón, hígado, páncreas e intestino. La mayor parte de la actividad sérica se deriva del hígado y en general el análisis de esta enzima se efectúa para afecciones hepáticas. No se ha observado actividad enzimática medible en tejidos del miocardio o del músculo esquelético. Está presente principalmente en la membrana de las células que tienen alta capacidad de secreción o absorción, en particular las células que recubren el conducto biliar y los canalículos hepáticos. 5

Triglicérido ~ácidos grasos + monoglicérido Significado clínico A ct.dos grasos

Fenolftalefna NaOH

fi l , pumo ma purpura 1

El uso diagnóstico más frecuente de la GGT es para detección y diagnóstico diferencial de afecciones hepatobiliares.

272 •

QUIMICA CLINICA

GGT ~

pH 8.2

y-glutamil-p-nitroanilida

Glicilglicina

HOOC-CHNH2-CH2-CH 2-CO 1

HN- CH 2-CONH- CH 2-COOH y-glutamilo de glicilglicina Tiene sensibilidad de 85 a 93% en estos casos y mayor sensibilidad en presencia de colestasis. 5 El grado de incremento es útil para el diagnóstico diferencial de afecciones hepáticas en comparación con biliares. Las elevaciones más prominentes, que son valores cinco veces más altos que el límite de referencia superior, se observan en afecciones de los conductos bili~es en las cuales la colestasis es el principal proceso patológtco, como cirrosis biliar, colestasis intrahepática y obstrucción biliar extrahepática. Las elevaciones menos notables, que equivalen al doble o hasta cinco veces el valor del límite de referencia superior, se presentan en enfermedades hepáticas producidas por disfunción hepatocelular. Las afecciqnes comunes de esta categoría incluyen hepatitis viral y cirrosis activa. Siempre y cuando la actividad de GGT no esté presente en huesos o placenta, es un indicador de gran utilidad para afecciones hepatobiliares en niños o durante el embarazo, y de mayor valor que la fosfatasa alcalina. Como la GGT es una enzima microsórnica, el alcohol y otros fármacos inducen su síntesis, lo que constituye un indicador bastante sensible de abuso de alcohol. La actividad elevada persistente de GGT se asocia con alcoholismo crónico y diversas formas de enfermedades hepáticas producidas por el alcohol. Se eleva como resultado del consumo de alcohol en bebedores crónicos en ausencia de enfermedad hepática y puede ser la única prueba de funcionamiento anormal del hígado ·al efectuar el examen físico rutinario, que sugiera la presencia de abuso oculto de alcohol. La GGT se utiliza para vigilar la abstinencia de alcohol ya que su activi5 dad aumenta cuando se vuelve a abusar del mismo. La abstinencia da como resultado que los niveles regresen a la normalidad en el curso de dos a cinco semanas. Muchos fármacos también inducen la síntesis de GGT; incluyen fenobarbital, antidepresivos, anticonvulsivantes como fenitoína y anticonceptivos que contienen estrógenos. 5 La actividad de GGT aumenta en diversas afecciones. Con frecuencia, la elevación de actividad en afecciones no hepáticas refleja cierto grado de afectación hepatobiliar; muchos pacientes presentan incremento de la actividad de GGT tras infarto al miocardio, lo que se debe a daños hipóxicos al hígado por perturbaciones circulatorias. Aunque se detecta actividad de GGT en tejido pancreático y renal; no se observan niveles anormales en afecciones de estos órganos, a menos que existan afecciones hepáticas concur:rentes. Procedimientos analíticos

La GGT cataliza la transferenCia de un grupo alfaglutamilo a diversos sustratos, incluyendo agua, como se produce en la

-o-

+ H3N

\

/¡

N02

p-nitroanilina

hidrólisis de glutation. En el método analítico más empleado, se transfiere el grupo gamma-glutamilo del sustrato de gammaglutamil-p-nitroanilina para formar una p-nitroanilina. La velocidad de reacción se vigila por el aumento de absorbancia a 405 nm a medida que se produce p-nitroanilina. Obtención de muestras

El suero es la muestra de elección ya que muchos anticoagulantes interfieren con la metodología. Es estable por lo menos durante cinco días a temperatura de refrigeración y hasta 5 cinco meses si se congela. Rango de referencia

En varones el rango de referencia es de 6 a 45 U/L y en mujeres de 5 a 30 unitro.

ALDOLASA

,_

La aldolasa (ALS) es una enzima que pertenece a las liasas. Es una enzima importante de la vía de Embden-Meyerhof del metabolismo de la glucosa y su principal función consiste en romper el enlace 1,6-difosfato de fructosa para dar lugar a dos compuestos, el fosfato de hidroxiacetona y el 3-fosfato de gliceraldehído. La reacción se verifica sin hidrólisis, como se observa en la siguiente ecuación: 1,6-difosfato de fructosa,~fosfato de dihidroxiacetona + gliceraldehído-3-fosfato Fuentes tisulares

Hay actividad de aldolasa en todas las células vivas, pero a superior en los tejidos cuya vía glucolítica aporta gran parte de la energía que requiere el organismo. Sus principales fuenta incluyen músculo esquelético, hígado y cerebro. Significado clínico

La aldolasa existe en diversas formas isoenzimáticas. l..& ALS A se encuentra a concentración más alta en los músc~r Jos, la ALS B es la fracción que predomina en el hígado y ALS C se localiza en el cerebro. La utilidad clínica de la determinación de la ALS se relaciona principalmente con afecciones del músculo esquelético. Su actividad es más alta afecciones musculares primarias como distrofias y se utili

ENZIMOLOGIA 14 • 273

~a

el diagnóstico diferencial de éstas con respecto a afec.=-:ones musculares neurogénicas. Sin embargo, debido al deiaiTollo de procedimientos analíticos específicos y sensibles ;ara CK y sus isoenzimas, los análisis de ALS se emplean ;n:o en la actualidad. Se cree que la elevación de los niveles séricos de ALS B :onstituye un marcador adecuado para afecciones hepáticas :cnignas y malignas. Se han reportado elevaciones en pa~entes con hepatitis aguda y crónica, así como en casos de :!rrosis, carcinoma de células hepáticas y carcinoma hepáti:o metastático. La ALS C también es un marcador útil para ~os celulares en el sistema nervioso central. Procedimiento analítico

:.a actividad de aldolasa se determina mediante un procedi=!ento enzimático apareado en el cual se miden los cambios ~ absorbancia del NADH a 340 nm. Fructosa-1,6-difosfato ~fosfato de dihidroxiacetona + 3-fosfato de gliceraldehído 3-fosfato de gliceraldehído~fosfato de dihidroxiacetona 2 fosfato de dihidroxiacetona + 2 NADH~2 fosfato de gliceraldehído + 2 NAD+ donde TPI = isomerasa de triosafosfato y GD = deshidro;-!'aasa de glicerol fosfato.

~

Significado clínico

La actividad de 5'-NT es paralela a la de ALP y GGT en afecciones hepatobiliares. Se eleva principalmente en trastornos de los conductos biliares, ya que las sales biliares ayudan a que se libere la enzima en las células hepáticas. Como no está presente en el tejido óseo, la elevación de 5'-NT es útil para diferenciar las elevaciones óseas y hepáticas de ALP. Sin embargo, en general no se efectúan análisis rutinarios de 5'-NT en el laboratorio clínico. Procedimiento anarrtico

Un procedimiento analítico común mide los productos de reacción adenosina y fosfato inorgánico, según la siguiente reacción: Monofosfato de 5'-adenosina + H20 ~ adenosina + H3PÜ4 . Adenosma + H20

. N mosma + H3

Adenos!n- .

~

deanunasa

Un problema especial que se enfrenta al efectuar análisis de 5'-NT es la interferencia de ALP y otras fosfatasas inespecíficas. Como la actividad de 5'-NT se inhibe en presencia de iones níquel y el procedimiento se efectúa en presencia y en ausencia de los mismos, la diferencia de actividad constituye la actividad de 5'-NT. ManeJo de muestras

YaneJo de muestras

:::: suero y el plasma son muestras adecuadas, ya que los an:oagulantes no producen interferencia. Se debe evitar la he- lisis porque provoca niveles falsamente altos. Es necesa- :.> separar con rapidez el suero de las células y se conserva !S:.able a 4 °C durante cinco días.

El suero y el plasma son muestras adecuadas. Pueden almacenarse durante tres días a temperatura de refrigeración con 14 pérdida despreciable de la actividad. Rango de referencia

El rango de referencia es de 2.0 a 9.5 U/litro. langos de referencia ~varones

LEUCINAMINOPEPTJDASA

5 -NUCLEOTIDASA

La leucinaminopeptidasa (LAP) es una enzima de las hidrolasas que separa el aminoácido N-terminal de los péptidos durante la digestión de proteínas en el intestino. Aunque actúa preferencialmente en péptidos que tienen leucina como aminoácido N-terminal, también lo hace en otros péptidos. Su acción se lleva a cabo según la siguiente reacción:

el rango de referencia es 2.61 a 5.71 U/L (37°C) t n mujeres 1.98 a 5.54 UIL (37°C).

..... 5'-nucleotidasa (5'-NT) es una enzima de las fosfatasas cataliza la hidrólisis de la mayoría de los 5'-monofosfade ribonucleósidos y los 5'-monofosfatos de desoxinu~sidos a los nucleósidos correspondientes y ortofosfato. _reacción se efectúa de acuerdo con la siguiente ecuación: H o 5'·NT 5 -monofosfato de adenosma + 2 adenosina + H3PÜ4 1

•

L-leucinamida + H20 ~ leucina + NH3 Fuentes tisulares

Se encuentra mayor actividad de LPA en hígado, riñón e intestino delgado.

"-ntes tisulares

-I 5'-NT es una enzima microsómica asociada con la mem'1na que se encuentra en muchos tejidos, específicamente - el hepático.

Significado clínico

El significado clínico de la determinación de leucinaminopeptidasa se relaciona casi exclusivamente con la detección

274 • QUIMICA CUNICA

de afecciones hepatobiliares. En estas afecciones su actividad es muy similar a la de ALP, GGT y 5'-NT. Se observan elevaciones principalmente en afecciones del conducto biliar. Aunque los análisis de ALP y GGT son muy empleados, a la determinación de LAP se recurre poco. Procedimiento analítico

La actividad de la LAP se mide mediante la siguiente reacción:

Leucín-p-nitroanilida~p-nitroanilina la p-nitroanilina se determina por espectrofotometría a 405 nm. Manejo de muestras

El suero es la muestra de elección. La actividad de LAP se mantiene estable hasta por tres semanas a 4 grados centígrados. Rango de referencia

El rango de referencia es de 11 a 30 U/L (37°C).

COLINESTERASA Las colinesterasas pertenecen al grupo de las enzimas hidrolasas, que catalizan la hidrólisis de los ésteres de colina para formar colina y el ácido graso correspondiente según la siguiente reacción: Acetilcolina + H20~colina +ácido acético

Fuentes tisulares

Se conocen dos formas diferentes de colinesterasa. La colinesterasa verdadera, llamada también como acetilcolinesterasa (AChE), se encuentra principalmente en los eritrocitos y en el sistema nervioso central. La seudocolinesterasa (ChE), que se denomina también colinesterasa inespecífica, se encuentra principalmente en el hígado y en la materia blanca del cerebro; a ella se debe la actividad enzimática que se determina en suero y plasma. La función de AChE es hidrolizar la acetilcolina en la unión neuromuscular para permitir una conducción nerviosa eficiente. La acetilcolina que liberan las neuronas se enlaza con los sitios receptores en las células musculares y produce contracción. La acetilcolina se degrada con rapidez en presencia de AChE; la velocidad de contracción depende de la velocidad de hidrólisis en presencia de AChE. No se conoce el papel fisiológico de la seudocolinesterasa. Significado clínico

Los análisis clínicos de colinesterasa se limitan principalmente al análisis de ChE, ya que está pr'bsente en suero y es más accesible que la AChE, presente en los eritrocitos. La actividad de

ChE se determina con tres fines principales. El análisis de ChE constituye una medida útil de exposición a algunos compuestos organofosfatados que se encuentran en diversos insecticidas y gases paralizantes. La actividad enzimática se reduce tras la exposición, lo que indica reducción de la síntesis hepática. La exposición crónica disminuye la actividad de ambos tipos de enzimas. Al cesar la exposición la actividad de ChE regresa a la normalidad en un periodo de tres a seis semanas. 15 Una aplicación más común del análisis de ChE es para detectar la presencia de variantes anormales de ChE que no hidrolizan la succinilcolina, relajante muscular que se administra durante la inducción de anestesia para intervenciones quirúrgicas. La succinilcolina compite con la acetilcolina por los receptores en la unión neuromuscular. Sin embargo, no se h_idr?liza frente a la ChE y su acción persiste, provocando relaJaCIÓn muscular hasta que se hidroliza casi totalmente en el plasma. Durante la inducción de anestesia, se administra s~ccinilc~lina para relajar los músculos de la laringe del pactente y hberar el paso de la sonda endotraqueal. Sin embargo, también relaja la pared torácica y el diafragma provocando que la respiración cese en forma temporal. Los pacientes en general reanudan la respiración de dos a 10 minutos tras la hidrólisis del compuesto. Un bajo porcentaje de pacientes posee una variante genética de ChE que no hidroliza la succinilcolina, por lo que presentan apnea prolongada como resultado de parálisis muscular respiratoria. Con poca frecuencia se produce la muerte cuando no se les proporciona ventilación adecuada. La determinación de ChE se efecnu para detectar estas variantes atípicas en los pacientes con antecedentes familiares conocidos de hipersensibilidad a b succinilcolina. Los niveles séricos de ChE también se analizan como indicación de la capacidad de síntesis en el hígado. Las afecciones hepáticas que provocan reducción de la actividad de ChE incluyen hepatitis aguda, cirrosis avanzada y cáncer metastático dd hígado. En estas afecciones se observa reducción hasta del 7~ con respecto a los niveles normales. 13

Procedimientos analíticos

La actividad de seudocolinesterasa en suero generalmente se mide mediante la siguiente reacción:

Butiriltiocolina~tiocolina +ácido butírico Tiocolina + 5,5'-ditiobis-(ácido 2-nitrobenzoico) __. ácido 5-tio-nitrobenzoico Con frecuencia se detecta una variante atípica de ChE por su mayor resistencia a la inhibición frente a la dibucaínA. El análisis se efectúa en presencia y en ausencia de dibucaina. El porcentaje de inhibición se caracteriza por el número de dibucaína (ND). Los individuos con formas enzimática normales tienen un ND <30%, mientras que los individuos que son homocigotos para la variante atípica tienen un ND >701i.. Los individuos heterocigotos tienen ND de 30 a 70 por ciento.

ENZIMOLOGIA 14 o 275

Manejo de muestras

El suero y el plasma heparinizado son muestras adecuadas. Otros anticoagulantes actúan como inhibidores. Las muestras son muy estables a temperatura de refrigeración o de congelamiento; la hemólisis leve no interfiere con el análisis.7

6-fosfato. El NADPH que se genera se determina por espectrofotometría a 340 nm y la reacción que se efectúa es la siguiente: + G-6-PD

Glucosa-6-fosfato + NADP 6-fosfogluconato + NADPH + W

Rango de referencia

Rango de referencia

El rango de referencia de ChE es 4.7 a 11.8 U/ml (37°C).

El rango de referencia para suero es de O a 0.18 U/L y para eritrocitos de 0.117 a 0.143 U/1 0 9 células.

DESHIDROGENASA DE LA GLUCOSA·6·FOSFATO Deshidrogenasa de la glucosa-6-fosfato (G-6-PD) es una oxidorreductasa que cataliza todos los pasos de la vía de las pentosas fosfato para el metabolismo de la glucosa. Específicamente cataliza 1!1. oxidación de glucosa-6-fosfato a 6-fosfogluconato, con la producción simultánea de NADPH. Este último es necesario para reducir al glutatión, una sustancia reductora importante que protege la hemoglobina de la desaaturalización oxidativa. +

G-~PD

Glucosa-6-fosfato + NADP 6-fosfogluconato y NADPH + H+ fuentes Hsulares

Las fuentes tisulares de G-6-PD incluyen eritrocitos, corteza

.ruprarrenal, ganglios linfáticos, timo y bazo. La actividad es :::a ayor en eritrocitos inmaduros y se reduce al madurar las .:e1ulas. Se observa una actividad mínima en suero. Significado clínico

:...a deficiencia de G-6-PD

es una afección de tipo genético : ue ocasiona un suministro inadecuado de NADPH y, en úl~o término, niveles inadecuados de glutatión reducido. La :'ilta de este último da lugar a destrucción oxidativa de la he:::¡oglobina y diversos componentes de la membrana celular, :10r lo cual los eritrocitos se hacen susceptibles a la hemóli~. En consecuencia, los individuos afectados sufren de ane:::¡ja hemolítica. En condiciones normales, el individuo afectado com:Jensa de manera adecuada la vida más corta de sus eritroci~. Las crisis hemolíticas ocurren con mayor frecuencia .:-Jando el individuo se somete a ciertas situaciones de tenS.:ón, principalmente la ingestión de fármacos oxidativos ::omo primaquina, un fármaco antipalúdico), infecciones o :doacidosis diabética. Los síntomas de deficiencia de G-6-PD ¡,¡e relacionan con la gravedad del episodio hemolítico y conS:Sten en anemia, hemoglobinuria e ictericia con o sin dolor :.e espalda. Se observa una amplia distribución del gen mu!lnte a nivel mundial; sin embargo su mayor incidencia ocu, . . ., 16 -:. en los grupos etmcos con ptgmentacwn oscura. ~edlmlentos analíticos

actividad de G-6-PD se ~ide añadiendo un hemolisado .:ae eritrocitos a la mezcla de reacción que contiene glucosa-

J

--f..-------APLICACIONES CLINICAS PARA LOS DIFERENTES ORGANOS

CORAZON Los análisis enzimáticos en suero son de suma utilidad clínica para efectuar el diagnóstico de lesiones al miocardio._Con frecuencia el diagnóstico de infarto agudo al miocardio se dificulta; es necesario diferenciarlo de angina de pecho, embolias pulmonares o infarto e insuficiencia cardiaca congéstiva. Además, no todos los pacientes manifiestan los mismos síntomas, por lo que el diagnóstico se hace aún más confuso. De hecho se producen infartos silenciosos en aproximadamente 20% de los casos. Además los antecedentes no contribuyen al diagnóstico y los cambios electrocardiográficos suelen ser inespecfficos y en ciertos casos no se observan. Como resultado, el médico debe efectuar frecuentes análisis de CK, LD y AST. Para incrementar la especificidad del análisis enzimático se evalúan también las isoenzimas CK y LD en caso de que aumente la actividad total de estas enzimas. Idealmente las pruebas enzimáticas son positivas en caso de infarto agudo al miocardio (específico) y negativas cuando no se ha producido dicho infarto (sensibles). La determinación de CK, LD y AST sérica debe efectuarse en las primeras 48 horas tras el inicio de los síntomas clínicos cuando se sospecha infarto al miocardio. Si se observan niveles enzimáticos séricos normales durante este periodo, se descarta el infarto agudo al miocardio como posibilidad diagnóstica. Se obtiene una muestra de sangre tan pronto se inician los síntomas si se sospecha infarto agudo al miocardio. El análisis se repite a diario o a intervalos adecuados durante una o dos semanas. En la figura 14-16 se muestra"í.m diagrama de los cambios secuenciales de las enzimas séricas tras el infarto agudo al miocardio. La prueba de enzimas séricas más sensible para infarto al miocardio es CK total en serie que tiene sensibilidad de 98 a 100%. Si la CK total se eleva en las 24 primeras horas tras el inicio de los síntomas, es necesario considerar la posibilidad de infarto agudo al miocardio. Cerca de 15% de las veces la elevación de CK total no es provocada por dicho infarto, por lo que la prueba tiene una especificidad de 85%. Se observa incremento de CK total sérica de tres a seis horas

276 • QUIMICA CLINICA

+

A

LDH

0

CK

GOT

800 700

+~

600

.,111

~

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500

'ti111 Gl

"' VI Gl

400

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+-------

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4

5

e 300 :::¡

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200

100

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7

8

Día

Enzimas

Elevación máxima (horas)

Momento en que se eleva (horas)

Regreso a la normalidad (días)

AST

4-8

24

CK LD

3-6 10-12

24-36

3

48-72

5-10

Flg. 14-16.

.¡

3-4

Curvas características de actividad enzlmática en infarto al miocardio.

después del infarto. La actividad máxima se produce de 24 a 36 horas tras el inicio del dolor. En general, la amplitud del cambio corresponde a un valor 6 a 12 veces mayor con respecto al límite superior normal. Generalmente se observa que la CK regresa al rango normal al tercer día del inicio de los síntomas. Cuando la CK permanece elevada más allá del quinto día, es necesario tener en cuenta la posibilidad de otro infarto. Para incrementar la especificidad del análisis de CK se recomienda efectuar la determinación de isoenzima CK. Se observa una elevación de la fracción isoenzirnática CK-MB durante cuatro a ocho horas después del infarto. Las actividades máximas de CK-MB se producen de 15 a 24 horas y la actividad general se eleva de 10 a 20 veces con respecto a los niveles normales. Los niveles regresan a la normalidad transcurridas de 48 a 72 horas. El análisis de CK-MB tiene sensibilidad y especificidad de 95 a 98 por ciento. En los últimos años se han realizado más esfuerzos para detectar el infarto agudo al ijliocardio poco después de que ocurre, con el fm de iniciar el tratamiento trombolftico. Se administran sustancias farmacológicas como estreptocinasa,

urocinasa o activador del plasminógeno en los tejidos (TPAl para llevar a cabo la lisis del coágulo sanguíneo que provocó el infarto, con el fin de que se reanude la circulación sanguínea en el tejido cardiaco dañado y para reducir la extensión del daño y la tasa de mortalidad. Sin embargo, la terapéutica trombolftica debe administrarse de dos a seis horas tras el infarto para que reduzca en forma eficaz los daños a los tejidos. Las determinaciones actuales de CK-MB y de isoenzimas MB generalmente no proporcionan datos definitivos en el periodo crítico de dos a seis horas. Las rt:cientes innovaciones en el análisis de isoenzimas CK han hecho posible la separación de subfracciones de CK-MM y CK-MB , que se denominan isoformas CK. La CK-MM3 es la isoforma que se libera primero de los tejidos dañados. Experimenta rotura enzimática para producir las otras isoformas, CK-MM¡ ~ CK-MM2. En pacientes que no tienen infarto agudo al miocardio, la isoforma que predomina en suero es CK-MM¡; en pacientes con infarto agudo al miocardio la CK-MM3 se incrementa en las primeras tres a nueve horas debido a los daños tisulares, hasta que sus niveles exceden los de CK-MM!

ENZIMOLOGIA 14 • 277

Se piensa que el indicador más sensible para detección temde infarto al miocardio es la relación de CK-MM3 con :::specto a CK-MM¡ . Los valores >1 indican que predomina ~K-MM3 en suero antes de transformarse enzimáticamente a CK-MM¡. El incremento de la relación proporciona eviden:ia bioquímica temprana de infarto agudo al miocardio con 1:lficiente rapidez para iniciar el tratamiento trombolítico. 17 :.OS métodos para análisis de isoformas en general incluyen =.odificaciones de las técnicas de electroforesis que se em;:ean en la actualidad. Otras afecciones clínicas que provocan elevación de la =xci6n CK-MB incluyen, aunque no se limitan a ellas, trau=.atismos cardiacos, miocarditis, insuficiencia cardiaca con~tiva moderada, quemaduras eléctricas y térmicas, trauma_,_mos, hipertermia e hipotermia e intervención quirúrgica =miiaca, en especial reemplazo de válvulas. Para mejorar la ~ isión diagnóstica de la prueba CK-MB se incluyen las .s.Jenzimas LD y la LD total en la batería de pruebas diag:.Sticas. La LD sérica casi siempre se incrementa en las pri:::.eras 10 a 12 horas y alcanza su actividad máxima transcu-=.das de 48 a 72 horas tras el inicio de los síntomas. En ~ralla actividad de LD equivale al cuádruple (rango = 2 ..- veces más) del valor del intervalo de referencia. Sus va..:ces regresan a la normalidad en un lapso de 5 a 10 días. La inversión del patrón de isoenzimas LD en la que el 'lJor LD-1 excede al valor LD-2 es una prueba muy especí-= para infarto agudo al miocardio. Casi nunca se obtienen ~ ultados falsos positivos en esta prueba. Los niveles de :....::>-1 mayores que los de LD-2 constituyen diagnóstico de ::.:"Jrto agudo al miocardio siempre y cuando el suero se :·a obtenido en las 48 horas siguientes al infarto y la frac~n de CK-MB también se encuentre elevada. Es posible se produzca incremento de dos isoenzimas LD en caso z infarto agudo al miocardio; por ejemplo, si este último x:duce congestión pulmonar, se observará aumento de LD-2 y :....::>-3. En casos de congestión hepática e hipoxia, la LD-4 .:a LD-5 probablemente también aumenten. Si el infarto _::do al miocardio produce choque, todos los sistemas re·:an afectados y todas las fracciones se elevan. La inver· n del patrón LD no es 100% específica para infarto agudo :niocardio, ya que existen otras causas que elevan la frac' n LD-1. Estas incluyen hemólisis de la muestra de sangre variable preanalítica), hipoxia del músculo cardiaco, anehemolítica o megaloblástica e infarto de la corteza renal. Aunque la utilidad clínica de la prueba de AST no es '&:a como la de CK o LD para el diagnóstico de infarto l!pdo al miocardio, es conveniente añadir el análisis de AST ;x:rfil cardiaco. Si la muestra de sangre se oxida en las pri8mlS 24 horas tras el infarto, la AST se eleva en 95% de los . En general la AST comienza a elevarse de cuatro a horas tras el infarto, alcanza un máximo a las 24 horas ::-egresa a la normalidad en tres a cuatro días. Los valores .uimos de AST equivalen a cinco veces el rango normal. do exceden este nivel o se observa un incremento más ~ -···~··..,--~· el pronóstico es malo. Los niveles de AST en se correlacionan de manera burda con la extensión infarto. El análisis de alfa-HBD se ~mplea como sustituto de la -....~"""''"'~'" de LD-1. Aunque en el infarto agudo al mio~a

cardio la actividad de alfa-HBD permite estimar la reacción LD-1, también se correlaciona con la LD-2 y se eleva en mayor grado cuando la LD-5, aumenta por congestión hepática. Por consiguiente, el uso de esta prueba en el perfil cardiaco no contribuye a la especificidad. Generalmente no se incluye la determinación de ALT en el perfil cardiaco a menos que se sospeche congestión hepática; sin embargo, cuando la proporción de AST con respecto a ALT es mayor de 3.0 se refuerza el diagnóstico de infarto agudo al miocardio. Por tanto los niveles de ALT son útiles para interpretar la LD total y las isoenzimas LD cuando la muestra de sangre se toma en el periodo tardío y la CK ha regresado a la línea basal. Para establecer el diagnóstico diferencial de infarto agudo al miocardio se ordena una serie de análisis enzimáticos. El protocolo normal es obtener las muestras de sangre en el momento en que el paciente ingresa, y a las 6, 12, 18, 24 y 48 horas después del infarto (es decir, del inicio del dolor) . Las relaciones temporales entre CK, CK-MB, LD, LD-1 y AST proporcionan la información diagnóstica más significativa. Junto con los antecedentes, signos, síntomas y observaciones electrocardiográficas del paciente, esta batería de pruebas ayuda a confirmar o descartar el infarto agudo al miocardiÓ.

HIGADO Las enzimas que sirven para evaluar las enfermedades hepá-_ ticas incluyen AST, ALT, GGT, ALP, LD y LD-5. Los incrementos de estas enzimas reflejan en realidad daño hepático activo, de tipo crónico y agudo. Cuando se valoran las enfermedades hepáticas es conveniente diferenciar las lesiones hepatocelulares de la colestasis u obstrucción biliar. Las enzimas que más ayudan a detectar afecciones hepatocelulares incluyen AST, ALT, LD y LD-5. Las enfermedades hepatocelulares inflamatorias agudas provocan niveles sumamente altos de transaminasas; en general, la ALT se eleva más que la AST. Debido a la destrucción extensa de las células y la liberación de AST de la mitocondria, los niveles de esta última suelen ser superiores a los de ALT. Las enzimas que más ayudan a detectar obstrucción del conducto biliar son ALP, GGT, 5'-NT y LAP. A pesar de la considerable superposición de elevaciones enzimáticas en todo tipo de afecciones hepáticas, estas enzimas se elevan más en enfermedades obstructivas colestáticas que en enfermedades hepatocelulares. La GGT es un marcador sensible para todo tipo de enfermedades hepáticas y es de particular utilidad como indicador de abuso oculto de alcohol. Las pruebas de funcionamiento hepático no enzimáticas junto con los análisis enzimáticos permiten una valoración más compl_eta del tipo de afección hepática y de su extensión.

HUESOS En ciertas afecciones óseas se observan relaciones enzimáticas características. La isoenzima ósea de ALP es la anormalidad en·zimática más específica. Como la ALP se relaciona con actividad de los osteoblastos, las enfermedades que estimulan la osteogénesis se acompañan de aumento de la acti-

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QUIMICA CUNICA

vidad de ALP. En contraste, se observa actividad de ACP en células osteoclásticas del tejido óseo y suele elevarse cuando de produce resorción ósea excesiva. Sin embargo, la actividad de ACP no se determina comúnmente como ayuda diagnóstica para enfermedades óseas. Es probable que las elevaciones más altas de ALP debidas a exceso de actividad de los osteoblastos se detecten en la enfermedad de Paget, conocida también como osteítis deformante. La enfermedad de Paget se detecta generalmente en hombres y mujeres mayores de 40 años, y afecta a cerca de 3% de la población de esta edad. El evento inicial es resorción ósea excesiva e incremento en el número de osteoclastos. Junto con la resorción ósea se produce formación de hueso nuevo por activación de los osteoblastos. Esto genera un patrón de depósitos óseos que constituye un mosaico característico debido a la resorción y formación simultánea. La actividad de ALP se eleva de manera casi uniforme debido a la actividad osteoblástica. El grado de incremento parece correlacionarse con la extensión de la enfermedad. Con frecuencia se observan elevaciones extremas a valores de 10 a 100 veces más altos que el límite de referencia superior. Se desconoce la causa de la enfermedad de Paget, pero los estudios sugieren que las infecciones virales desempeñan una funcióñ en el inicio de esta enfermedad. Otras afecciones óseas asociadas con aumento de la actividad de ALP incluyen raquitismo y osteomalasia por deficiencia de vitamina D. Estas enfermedades se caracterizan por depósitos de matriz ósea no calcificada debido a deficiencias vitamínicas y en consecuencia incremento de actividad de los osteoblastos. Las metástasis óseas que se producen por enfermedades malignas de la próstata, el pulmón o los senos también provocan aumento de ALP, de ACTo de ambas, lo que indica que los huesos se encuentran afectados. Los tumores óseos primarios, como el sarcoma osteogénico, producen niveles variables de ALP según del grado en que estén afectados los osteoblastos. El hiperparatiroidismo es una anormalidad del metabolismo óseo que se debe a la secreción excesiva de hormona paratiroidea. Al principio altera el metabolismo de calcio y fósforo debido a resorción ósea anormal (véase el cap. 27). La actividad de ALP es normal en la mayoría de estos pacientes y sólo se producen elevaciones cuando el hueso está ampliamente afectado. De manera similar, el mieloma múltiple, una enfermedad maligna de las células plasmáticas, provoca lesiones líticas en los huesos y afecta de manera principal a los osteoclastos; no se caracteriza por la elevación de los niveles de ALP. · Cuando el hueso sana de algunos tipos de fractura, los osteoblastos se estimulan para colaborar a la formación de hueso nuevo. En consecuencia los niveles de ALP aumentan en forma característica. La edad del paciente es importante para interpretar los niveles de ALP. Durante el crecimiento fisiológico de los huesos, los niveles de ALP se elevan por encima de lo normal. Se observan incrementos más altos en los adolescentes de sexo masculino que feml!nino; las jovencitas llegan a los niveles de la etapa adulta a los 15 años, mientras que los jóvenes a los 18 años.

PANCREAS El diagnóstico de laboratorio de las enfermedades pancreáticas con frecuencia se realiza para diferenciar la pancreatitis aguda de otras afecciones intraabdominales en las que los síntomas de presentación son similares a los de la primera Las demás afecciones intraabdominales que constituyen urgencias médicas incluyen apendicitis aguda, úlcera péptica perforada, infarto mesentérico y rotura de embarazo ectópico. En general, para el diagnóstico de laboratorio de las enfermedades pancreáticas se lleva a cabo uno o varios de los siguientes análisis: AMS y LPS en suero, AMS en orina y cálculo de la relación de depuración de amilasacreatinina. El análisis de isoenzima AMS quizás constituya una ayuda diagnóstica más significativa a medida que se refine la metodología. Además, se ha reportado que el análisis de tripsina probablemente desempeñe un papel en el diagnóstico de las enfermedades pancreáticas. Aunque estas pruebas ayudan en el diagnóstico de laboratorio, carecen de la sensibilidad o especificidad clínica adecuada para permitir un diagnóstico definitivo. 18 , . La pancreatitis aguda se produce como resultado de la autodigestión pancreática, de la cual está protegido el páncreas normal. Este secreta ciertas enzimas, como tripsinógeno, prolactasa y quimiotripsinógeno, en forma de zimógenos inactivos. Conforme penetra en el intestino delgado. se activan la tripsina y otras proteasas, y se inicia la digestión intestinal de las proteínas. En la pancreatitis aguda estas enzimas se activan prematuramente mientras se encuentran aún en el páncreas y comienzan a digerir tejido pancreático. En las primeras etapas de la enfermedad, la glándula aumenta de tamaño y adquiere apariencia edematosa. Con el aumento del edema es probable que se comprometa la circulación arterial. A medida que la enfermedad progresa se desarrollan áreas de necrosis y hemorragia en el páncreas. En estas etapas avanzadas la glándula se destruye debido a necrosis o hemorragia y la enfermedad pone en peligro la vida. Aunque se desconoce el mecanismo exacto que desencadena el ataque, con frecuencia (75%) se relaciona con enfermedades de los conductos biliares o alcoholismo. El restante 25% de los casos se debe a otras causas, incluyendo intervención quirúrgica pancreática o en tejidos próximos al páncreas, hi~ercalcemia, causas inducidas por fármacos e hiperlipernia. 1 Se cree que el alcohol tiene un efecto tóxico directo sobre el páncreas, ya sea estimulando las secreciones pancreáticas u obstruyendo los conductos, lo que produce acidosis prematura de las enzimas digestivas. Las enfermedades del conducto biliar, en especial los cálculos, precipitan ataques de pancr eatitis aguda porque obstruyen el conducto biliar común; esta afección se denomina coledocolitiasis y produ reflujo de la bilis hacia el páncreas. 13 El síntoma de presentación más frecuente de la pancre titis aguda es dolor constante en la región superior del abd men que con fecuencia se presenta tras la ingestión excesiv de alimentos o de alcohol y suele durar algunas horas. A m nudo se observa náusea y vómito, así como fiebre en gra bajo y taquicardia. En general, la gran mayoría de los p cientes con pancreatitis aguda se recupera sin secuelas.

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tasa de mortalidad que se asocia con un ataque agudo sin complicaciones es relativamente baja (5%). Sin embargo, la :asa de mortalidad que se asocia con un ataque hemorrágico, es de 50 a 90 por ciento. En casos de pancreatitis aguda suelen observarse otras liiOrmalidades en el laboratorio además de elevación de AMS y LPS. Las perturbaciones de electrólitos reflejan las formas más sraves de la enfermedad. Una de las anormalidades más carac:fiÍsticas es reducción extrema de la concentración de calcio en .>Uero. La concentración muy baja de calcio, de 7.0 mg/100 ml, .:onlleva un mal pronóstico y refleja pancreatitis hemorrágica. ~ descenso del calcio es ocasionado por el descenso de albú::tina debido a pérdidas de proteínas en el exudado. Cuando las :nzimas hepáticas se elevan indican que el hígado y los con:UCtos biliares están afectados. En ocasiones se observa hiperfl ucemia leve que se debe en parte a afecciones de la liberación 3c insulina por dañoo en los islotes. Es necesario diferenciar la pancreatitis aguda de otras afec:Wnes abdominales cuyos síntomas de presentación se aseme~ a los de ésta. Dichas afecciones incluyen apendicitis, infla=.ación de la vesícula (colecistitis aguda), úlcera péptica perfo:-lda, rotura del embarazo ectópico e isquemia u obstrucción inzstinal. La evaluación de AMS sérica permite reconocer la ;.mcreatitis aguda. La enzima tiene un curso de actividad caracmstico en el cual generalmente se eleva en las primeras ocho :aas del ataque, alcanza un máximo en 12 a 48 horas y regresa 1 la normalidad en tres a cinco días. El grado de elevación suele lk:anzar valores que son de cuatro o hasta seis veces superiores 1.1 límite de referencia alto. Sin embargo, el nivel de elevación se correlaciona con la gravedad de la enfermedad ni la hipera:n.ilasemia es específica para pancreatitis aguda. También se ;Oserva hiperamilasemia en otras afecciones intraabdominales =:yos síntomas se asemejan a los de pancreatitis aguda y en recciones de las glándulas salivales, adenocarcinoma de pul:IÓD, ovarios o páncreas, enfermedades hepáticas y renales y ::tuca del embarazo ectópico. Se reporta que la sensibilidad para la determinación de ~\fS en pancreatitis aguda va de 45 a 95%. Sin duda este a::nplio rango refleja diferencias en metodología, criterios de 13 =.1gnóstico y momento en que se efectúa el muestreo. En __ :Jeral la sensibilidad se aproxima a 95%, ya que el diag. tico de pancreatitis aguda suele excluirse en pacientes :::o síntomas de presentación característicos, pero AMS sérinormal. Los valores de AMS en orina casi siempre muestran el r imo curso de elevación que los de AMS sérica. Sin em::ugo, la elevación de los niveles en orina suele persistir más • de 1O días y es útil para vigilar el curso de la enferme13 :.ld cuando los niveles de AMS regresan a la normalidad. El análisis de LPS sérica se utiliza para complementar datos diagnósticos de AMS. Sin embargo este análisis se 'cita poco debido a las dificultades técnicas de la metodo- ·a. El curso que siguen las elevaciones de LPS en la pan~titis aguda en general es paralelo al de AMS, aunque la x:mera permanece elevadll por periodos más prolon~ados y 1 :!:p'CSa a la normalidad en un periodo de ocho días. El gra- de elevación es mayor para J..PS que para AMS. Aparentemente, los análisis de LPS y AMS sérica tienen ibilidad similar para el diagnóstico de pancreatitis agu-

da, pero la LPS es más específica (70 a 86%), ya que la AMS se encuentra distribuida con mayor amplitud en los tejidos. 5 Además de aumentar en casos de pancreatitis aguda, los valores de LPS se elevan en pacientes con afecciones de los conductos biliares como colelitiasis colecistitis o afec26 ciones abdominales de tipo inflamatorio. El análisis de AMS y LPS séricas ofrece mayor información diagnóstica que cualquiera de estas pruebas por separado. Al mejorar la metodología, es probable que la determinación de isoenzima AMS proporcione la especificidad que se requiere para un diagnóstico más defmitivo de la pancreatitis aguda. En general la fracción de isoenzima P3 está presente en pancreatitis aguda o crónica, seudoquiste pancreático y ocasionalmente en pacientes con insuficiencia renal. Además la actividad de P3 permanece elevada más tiempo que la AMS o la LPS. Se reporta una sensibilidad y especificidad para P3 y su amilasa mayor de 90% al efectuar análisis electroforético. 21 En ocasiones se solicitan los niveles de AMS de otros líquidos del organismo además de suero y orina para ayuda diagnósticá. Estos líquidos generalmente son de la pleura o del peritoneo. La pancreatitis provoca efusión exudativa de 22 la pleura con alta concentración de AMS. Se supone que la elevación de estos niveles se debe· a que pasa por vías linfáticas o se difunde a través del diafragma hacia el líquido de la pleura. 22 Los niveles elevados de AMS en líquido pleural no son totalmente específicos para pancreatitis, ya que los niveles anormales también se asocian con carcinoma primario o metastático del pulmón, o perforación del esófago. Sin embargo, el nivel normal de AMS en líquido pleural elimina casi por completo la pancreatitis aguda del diagnóstico?~ El incremento de AMS en líquido peritoneal también se relaciona con pancreatitis, pero se observan elevaciones en otras afecciones intraabdominales cuyos síntomas se asemejan a los de dicha enfermedad?2

PROSTATA El análisis de ACP para detectar enfermedades de la próstata es la aplicación con mayor significado clínico de esta enzima. Más específicamente, el análisis de ACP se utiliza para detectar cáncer de la próstata. En los métodos antiguos se determinaba la actividad total de ACP, pero su especificidad para afecciones de la próstata era baja debido a la presencia de otras isoenzimas cuya actividad contribuía al nivel de ACP total. Las metodologías más modernas se centran en el desarrollo de pruebas para PAP y las técnicas inmunológicas reportan mayor sensibilidad y especificidad para cáncer prostático. Los métodos de inmunología permiten detectar elevación-de PAP en las primeras etapas de cáncer de la próstata antes de que experimente metástasis. El tratamiento tiene más éxito en esta etapa y normalmente consiste en orquidectomía o terapéutica con estrógeno. Cuando el tratamiento tiene éxito se produce un descenso de la actividad de ACP sérica. Si hay algún incremento posterior, indica progresión del tumor. Por tanto la determinación de PAP también se utiliza para vigilar el curso del tratamiento del cáncer de la próstata.5 Es necesario insistir en que la respuesta terapéutica sólo se valora de manera adecuada mediante análisis

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en serie. Los análisis únicos de actividad de ACP son de poco valor~ debido a la gran variabilidad entre uno y otro individuo.5 Se observa cierto grado de elevación de ACP en afecciones prostáticas distintas al cáncer. Un pequeño porcentaje de pacientes presenta elevación de los niveles de P AP en casos de hipertrofia prostática y prostatitis benigna.5 Los niveles de ACP también aumentan después de efectuar el examen de la próstata. L.~ aspiraciones de médula ósea se analizan para detectar su actlVldad de PAP ya que con frecuencia se efectúa metástasis del cáncer de la próstata a ella. Existe cierto grado de correlación entre niveles elevados de ACP en médula ósea y el desarrollo ~~sterior de afecciones metastáticas óseas. Sin embargo, el análtsts de la médula ósea tiene limitaciones y no se utiliza de manera rutinaria para investigar el cáncer de la próstata. 6 Otro marcador enzimático de alguna utilidad para detectar cáncer de la próstata es la CK-BB . Esta fracción isoenzimática se encuentra principalmente en el sistema nervioso central y en el tejido nervioso periférico. Sin embargo, se ha reportado que su actividad se eleva en muchos pacientes con cáncer prostático en la etapa D y se sugiere que el neoplasma es la fuente de elevación enzimática.6

MUSCULOS Diversas enzimas sirven para valorar afecciones musculares. Aunque la CK es la más útil, con frecuencia se solicitan análisis de AST, LD y aldolasa. La CK sérica es más específica y sensible que la AST y la LD, y más predictiva que la aldolasa. Las enfermedades musculares en las cuales se observa incremento de estas enzimas incluyen polimiositis, distrofias musculares, distrofia miotónica y algunos trastornos metabólicos. Otras afecciones musculares en las cuales se produce elevación de estas enzimas, especialmente CK, son esfuerzo físico, inyecciones intramusculares, lesiones musculares por aplastamiento, hipertermia maligna e hipoxia muscular. Estas afecciones musculares esqueléticas provocan daños directos al músculo y, en consecuencia, las enzimas pasan al suero. Por el contrario, los niveles de estas enzimas permanecen normales o muestran actividad levemente aumentada cuando existe una afección muscular de origen neurológico. Algunos ejemplos de afecciones musculares neurógenas incluyen miastenia grave, esclerosis múltiple y poliomielitis. La determinación de isoenzimas CK también es útil para el diagnóstico de enfermedades musculares. Aunque la CK-MM es la principal fracción isoenzimática que aumenta en distrofias musculares, de 10 a 15% de la actividad total se atribuye a la CK-MB en la distrofia de Duchenne. En los casos de distrofia muscular de Becker y en las formas que afectan miembros y cintura, se eleva ligeramente la fracción CKMB. En apariencia la CK-MB procede de afecciones cardiacas y de tejido muscular fetal. La polimiositis es una afección no genética del tejido conjuntivo que se caracteriza por inflamación y degeneración del músculo. Puede ser resultado de una infección o ser de tipo idiopático. La CK sérica e; la enzima más útil para detectarla. En 70% de los casos la CK se eleva. La aldolasa

aumenta en 75% de los casos y la AST y la LO lo hacen en a~r?ximadament~ 25% de los casos. La CK total es útil para Vigllar el tratamiento con esteroides de la polimiositis. Se observa reducción de la actividad de CK total en pacientes con buena respuesta. . Se prese?tan mayores actividades de CK sérica en pac~entes con distrofia muscular. En la forma ligada a X de la distrofia muscular de Duchenne, la actividad total de CK es en promedio de 30 a 50 veces superior al índice normal alto, pero pu_ed.e elevar:e hasta valores que equivalgan a 100 veces ellurute supenor. En la distrofia tipo Becker los valores en promedio equivalen a 10 veces los normales. El análisis de CK sérica se utiliza como prueba de detección de estas ~iopatfas genéticas para reconocer a los portadores. En la distrofi~ muscular que afecta miembros y cintura, 70% de los pactentes presenta elevación de CK, con valores que en general son 1Oveces superiores al límite alto normal. En las formas genéticas de distrofia muscular, la actividad de CK es más alta en pacientes jóvenes. A los siete años de edad, la actividad de CK desciende aproximadamente a 50% y permanece elevada a valores que equivalen a 5 o 10 veces el límite superior normal. Sin embargo, en los casos terminales la actividad de CK disminuye aún más debido a pérdida de la actividad de las fibras musculares. Aunque la LD-5 es la fracción que predomina en el tejido muscular, también aumentan las isoenzimas LD-1 y LD-2 en distrofias. Asimismo, en la mayoría de los pacientes con distrofia muscular otras enzimas del músculo esquelético se elevan; sin embargo, dichos incrementos son muy inferiores y de hecho reflejan valores normales en ciertos pacientes. Otra causa importante de la liberación de fibras musculares al suero la constituyen los traumatismos musculares. Las manipulaciones quirúrgicas, inyecciones intramusculares y la actividad física intensa ocasionan elevación de las enzimas musculares en suero, especialmente CK. La fuente de la CK es la fracción CK-MM. Otras afecciones en las cuales se elevan las enzimas musculares séricas incluyen hipotiroidismo, acromegalia, miopatía asociada con alcoholismo e hipertermia maligna. En el hipotiroidismo, la CK aumenta aproximadamente en 60% de los casos con valores que, en promedio, son de cuatro hasta seis veces el límite superior normal. En la acromegalia la actividad suele incrementarse hasta el doble de lo normal. Se observan elevaciones extremas de CK en la hipertermia maligna. La actividad de CK puede alcanzar un valor de hasta 100 o 200 veces lo normal en el lapso de 24 a 48 horas tras una intervención quirúrgica.

---~--------RESUMEN Las enzimas biológicas permiten que las reacciones metabólicas procedan con rapidez. Las enzimas con significado clínico funcionan en forma intracelular. Cuando se produce algún daño a los tejidos por enfermedades o lesiones, se

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::beran enzimas a la circulación y su actividad puede medir~ como indicador de dichos daños. La actividad enzimática varía de acuerdo con la ubica~ón celular. Por tanto el patrón de elevación enzimática es :m para detectar y diferenciar diversas enfermedades. Ade~ existen varias isoenzimas en las que se observa una leve .::::ferencia estructural de la enzima que depende del tejido ;:imario en el cual se sintetiza. Esta diferencia estructural ;ennite separar las enzimas totales en todas sus formas .:.;.oenzimáticas. Por tanto, las baterías de pruebas enzimátique constan del análisis de dos o más enzimas o isoenzi::J.S en vez de la determinación de una sola enzima, ofrecen ::;a mayor sensibilidad y especificidad diagnósticas para la .:.=tección de afecciones. La batería enzimática característica ~ diversas afecciones cardiacas consiste en CK, isoenzi::a CK, LD, isoenzima LD y AST. La isoenzima CK-MB y ~ patrón isoenzimático invertido de LD proporcionan mayor .;:.:ormación diagnóstica para detectar el infarto al rniocar. Las enzimas que se solicitan para el diagnóstico de afec~nes hepáticas incluyen AST, ALT, GGT y ALP. De ellas, AST y la ALT se elevan más en afecciones hepatocelula~. mientras que la GGT y la ALP indican, con mayor fre__encia, afecciones hepatobiliares. La batería de pruebas en::::aáticas para afecciones pancreáticas consiste en análisis ~ AMS y LPS ; la CK total y la CK-MM son los indicadores =is específicos de afecciones musculares. El cáncer de la _ · tata se detecta mediante el análisis de ACP, específica-~nte en la porción prostática y la elevación de ALP deter::i:Ja si Jos osteob1astos están afectados. A medida que se cuente con tecnología más avanzada, ::s análisis enzimáticos ofrecerán una sensibilidad y especi-:idad diagnósticas aún mayores, con capacidad para distin;-.:ir y detectar mejor las isoenzimas y las isoformas de las

=

~as.

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282 • QUIMICA CUNICA

APLICACION DE CONCEPTOS 14-1 Una mujer de 35 años se presenta a la sala de urgencias con dolor persistente en la región media epigástrica, y dice que lo ha experimentado durante ocho horas. El dolor se acompaña de náusea, vómito y sudoración. No hay antecedentes de dolor abdominal. Cuando ingresó se obtuvieron los siguientes datos de laboratorio: Na

BUN

139 mmol/L 4.2 mmol/L 102 mmol/L 25 mmol/L 35 mg/100 ml

Glucosa

l32mg/100ml

Creatinina

1.6 mg/100 ml

AST

135UIL

(6-20)

ALT AMS CK

98 UIL 570SU 75UIL

(6-37) (60- 180) (15- 160)

K

Cl HC03

(135-146) (3.5-5.0) (98-109) (22-28) (5-20) (70-105 (0.8-1.2)

1. Identifique los resultados de laboratorio anormales. 2. Con base en los datos de laboratorio diga cuáles de las siguientes afecciones no son diagnósticos probables. a. Apendicitis aguda b. Coledocolitiasis c. Pancreatitis aguda d. Ulcera péptica perforada e. Cetoacidosis diabética f. Colapso renal agudo

3. Con base en los datos acumulados, elija la afección más probable: a. Apendicitis aguda b. Pancreatitis aguda c. Coledocolitiasis d. Ulcera péptica perforada e. Colapso renal agudo

4. Diga cuáles de las siguientes pruebas se consideran más sensibles para el diagnóstico de pancreatitis aguda. a. Amilasa sérica b. Lipasa sérica c. Arnilasa en orina d. Relación de depuración amilasa/creatinina e. Isoenzimas de amilasa S. Diga cuáles de las siguientes pruebas se consideran más específicas para el diagnóstico de pancreatitis aguda. a. Amilasa sérica b. Lipasa sérica c. Amilasa en orina d . Relación de depuración amilasa/creatinina e. Isoenzimas de amilasa

6. Ocasionalmente un paciente se presenta con hiperarnilasemia asintomática. Indique cuál de las siguientes afecciones la provoca.

Se efectuaron pruebas adicionales de laboratorio y se obtuvieron los siguientes resultados: 3

Recuento de leucocitos: 11 500 células/mm (5 000 a 10 000) Bilirrubina total: 1.3 mg/100 ml (0.2 a 1.0) Lipasa: 2.9 U/ml (0-1.0) ALP: 112 U/L (30 a 95) Análisis de orina Químico: trazas de proteína Microscópico: 1 a 2 leucocitos /HPF; Oa 3 eritrocitos /HPF

a. Pancreatitis crónica b. Cáner pancreático c. Macroamilasemia d. Traumatismos al páncreas 7. Diga cuál de las siguientes pruebas ayuda a diferenciar la macroamilasernia de otras causas de hiperamilasemia. a. Amilasa sérica b. Lipasa sérica c. Relación de depuración amilasalcreatinina

"

A PITULO

15 Funcionamiento hepático

Lynñ R. Ingram

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE • Describir las características anatómicas y microscópicas del hígado. • Discutir las principales funciones del hígado. • Describir los procedimientos de laboratorio que se utilizan para valorar el funcionamiento hepótlco. Correlacionar los resultados de estos procedimientos con procesos de enfermedades. • Describir la metodología de los procedimientos de laboratorio que se utilizan para evaluar el funcionamiento hepótico. • Definir y clasificar la ictericia. Describir la fisiopatología de cada clasificación. • Describir las observaciones clínicas y de laboratorio de las afecciones hepótlcas y correlacionarlas con la fisiopatología de las afecciones hepóticas descritas en el capítulo.

CONTENIDO DEL CAPITULO ANATOMIA HEPATICA Introducción Lóbulo hepático Componentes subcelulares del hepatoclto

FUNCIONAMIENTO HEPATICO Introducción Funciones metabólicas Metabolismo de carbohldratos Metabolism o de aminoácidos y proteínas Metabolismo de fipldos Metabolismo de blllrrublna

.J.

Funciones de desintoxicación Funciones de excreción Funciones de almacenamiento PROCEDIMIENTOS ANALITICOS Indicadores del funcionamiento metabólico Albúmina en suero Tiempo de protromblna Upldos y llpoproteínas en suero Carbohldratos Blllrrublna sérico Método de Jendrasslk-Grof para blllrrublna Determinación en capa fina de las concentraciones de blllrrublna

Indicadores de la desintoxicación y excreción hepáticas Amoniaco en p lasma Pruebas con tintes exógenos Análisis de ácidos billares Uroblllnógeno fecal y urinario

Determinaciones enzimótlcas Amlnotra nsferasas Transferasa de gammaglutamllo Fosfatasa alcalina Amlnopeptldasa de leuclna y 5' -nucleotldasa Deshldrogenasa láctico 283

2&4 • QUIMICA CUNICA

APLICACIONES CLINICAS Ictericia Prehepátlca

HepátiCO Poshepátlca Neonatal

Atresia billar extrahepátlca congénita Anemias hemolítlcas Cirrosis Enfermedad de Wllson De11clencla de antltrlpslna alfa-1 Hemocromatosls Cirrosis billar primario

Anormalidades de la excreción de blllrrublna Slndrome de Dubln-Johnson Síndrome de Rotor Síndrome de Crlgler-Nallar Enfermedad de Gllbert

Afeeelones de hígado graso Alcoholismo

Síndrome de Reye El hígado durante el embarazo

terística de recibir suministro doble de sangre. La vena porta lleva a él sangre rica en nutrientes y otras sustancias absorbidas del conducto digestivo. Aunque la vena porta lleva 80ll del volumen sanguíneo total que llega al hígado, sólo le suministra 40% de oxígeno. La arteria hepática, que se ramifica a partir de la aorta abdominal, es la que aporta mayores cantidades de sangre bien oxigenada al hígado. Para completar la circulación hepática, un sistema recolector de venas extrae sangre de él y la lleva a las venas hepáticas y por último a la vena cava inferior. La anatomía excretoria del hígado se inicia con un sistema recolector de canalículos biliares. EStos son pequeños espacios entre los hepatocitos los cuales vierten los productos de excreción de las células de donde pasan a conductos que aumentan progresivamente de tamaño y convergen finalmente en los conductos hepáticos derecho e izquierdo. A continuación ambos conductos se unen y forman el conducto hepático común al cual se vierten las secreciones hepáticas. El conducto hepático y el conducto cístico procedente de la vesícula se unen para formar el colédoco y a continuacióa las secreciones digestivas ya combinadas se expulsan al dut> deno.

Hepatitis Hel?atlt1s A Hepatlt1s B Hepatlt1s D Hepatlt1s no-A, no-B HepatiHs Inducida por fórmacos y hepatitis tóxica Hepatlt1s crón:ca

Insuficiencia hepática fulminante Neoplasias Trasplante hepático RESUMEN

--f-------....;...__ ANATOMIA HEPATICA INTROOUCCION El hígado es un órgano complejo de gran tamaño que se encuentra en el cuadrante superior derecho del organismo. Está por debajo del diafragma y unido a él, protegido por las costillas inferiores. Aproximadamente 2.5% del peso del cuerpo de un adulto corresponde al hígado, el cual pesa de 1 200 a 1 600 g y está dividido en forma desigual en dos lóbulos por el ligamento falciforme; el lóbulo derecho es cerca de seis veces más grande que el izquierdo (fig. 15-l). Los lóbulos no tienen significado funcional y existe comunicación libre · entre todas las porciones del hígado. El hígado es un órgano muy vascularizado; lo atraviesan alrededor de 1 500 ml de sangre por minuto. Tiene la carac-

LOBULO HEPATICO Es la unidad microscópica fundamental del hígado y en él llevan a cabo todas las funciones metabólicas y ext:retorU. de dicho órgano. Cada lóbulo tiene una forma apJ~ox1madll,_, mente hexagonal con cuatro a seis trfadas portales en ción periférica, numerosas columnas de células de parénc¡~ ma hepático, un sistema continuo de sinusoides que sangre y una vena central en la parte media de la unidad 15-2). Cada tríada portal contiene una ramificación de vena porta, una arteria hepática y un conducto biliar. Las mificaciones de la vena porta y la arteria hepática .,u.....u ......... tran sangre al lóbulo, la cual sube a través de los .,m.u"'""'.,. hacia la vena central. Los sinusoides son los canales res que se encuentran entre los cordones de las células parénquima hepático. Están recubiertos por dos tipos de lulas: células epiteliales modificadas y macrófagos, que ben el nombre de células de Kupffer. Las células del parénquima hepático o hepatocitos van a cabo las funciones del hígado y se encuentran en lurnnas que se irradian a partir de las células desde la central hacia la periferia del lóbulo. Los hepatocitos son lulas de gran tamaño que constituyen aproximadamen~e del volumen del tejido hepático. Estas células realizan funciones metabólicas, de desintoxicación, excreción y téticas, asocíadas con el hígado y a ellas se deben las dades de regeneración de este órgano. Se produce un cambio libre de sustancias entre la sangre de los sinusoides los hepatocitos. La vena central extrae sangre del lóbulo posteriormente se conecta a las venas hepáticas y a la inferior. El sistema recolector de bilis del lóbulo fluye en rección opuesta con respecto al flujo sanguíneo. Los tos de excreción que forman las células del parénquima pático se eliminan de las mismas y se recoiectan en conductos más pequeños que se denominan canalfculos liares. Estos últimos están en los espacios entre los hep1atoa

FUNCIONAMIENTO HEPATICO 15

o

285

Ligamento falciforme

Vena cava inferior

Arteria celiaca J

Vena porta (ramificación)

1:\g. 15-1. Anatomía general del hígado en la que se observan los vasos sanguíneos principales, el sistema de drenado de bilis y la ubicación :el hígado dentro del cuerpo. (Tomado de Teitz NW {ed.): Fundamentals of Clínica/ Chemistry. 2nd. ed. Phlladelphla, WB Saunders, 1976. p. • J26. Reproducido con autorización.)

:..:s y se interconectan para formar un sistema de conductos :iliares de tamaño progresivamente mayor. Estos convergen 1 los conductos biliares interlobulares y a los conductos in::-.:.hepáticos y finalmente forman el conducto hepático que :xtrae la bilis del hígado.

l.

Las células del endotelio son células aplanadas que recubren los sinusoides y funcionan como filtros que evitan.el paso de moléculas de gran tamaño al interior de los hepatocitos. Otro tipo de recubrimiento celular de los sinusoides son macrófagos fijos, las células de Kupffer. Estas células son fagocitos activos que engloban bacterias, eritrocitos viejos, toxinas, desperdicios celulares y otras sustancias que proceden de la sangre que atraviesa los sinusoides. Otras células que se encuentran por debajo del recubrimiento sinusoidal del lóbulo hepático son: los linfocitos, que almacenan grasa; los fibroblastos, que dan una estructura de apoyo al hígado; y las neuronas, que componen los nervios no mielinizados y forman parte del sistema nervioso autónomo.

COMPONENTES SUBCELULARES DEL HEPATOCITO

Diagrama de un lóbulo hepático (Izquierda) y una am· Ión de un sector del lóbulo (derecha). CV = vena central; LC = rdones de las células hepáticas; S = slnusoides; PT = conducto de porta; HA = ramificación de la arteria hepática; PV = ramificación la vena porta; BD = conducto biliar; BC = canalículo biliar; KC = ulas de Kupffer; L = linfático. (Tom~do de Raphael SS (ed.): '"!Ch's Medica/ Laboratory Technology. 4th ed. Philadelphia, WB ders, 1983, p. 243. Reproducido con autorización.)

Los organelos del interior de las células del parénquima hepático llevan a cabo de manera individual las funciones que se asocian con.el hígado (cuadro 15-1). El aparato de Golgi actúa como uná planta de empaque que ensambla y transporta lipoproteínas y glucoproteínas, y es vital para la secreción de albúmina y bilirrubina. Los lisosomas intracelulares contienen enzimas hidrolíticas que digieren y catabolizan sustancias como lipoprotefnas y ferritina, y metabolizan hierro, cobre y pigmentos biliares. Los microcuerpos (peroxisomas) participan en diversas funciones del hepatocito, incluyendo respiración, metabolismo de lípidos y purinas, gluconeogénesis y desintoxicación de alcohol. La rnitocondria es la fuente de energía de las células y participa de manera espe-

286 • QUIMICA CUNICA

Cuadro 15·1 . Funcionamiento de los organelos en el Interior del hepatocHo

Aparato de Golgl

Junta y transporta las lipoproteínas Junta y transporta las glucoprotelnas Secreta albúmina y bilirrubina

Llsosomas

Contiene enzimas hidrollticas Metabolismo de metales

Mlcrocuerpos

Respiración Metabolismo de lípidos y purinas Gluconeogénesis Desintoxicación de alcohol

Mltoc;;ondrlas

Fuente de energfa Fosforllación oxidativa Oxidación de ácidos grasos

Retículo

Síntesis de albúmina, factores de coagulación, colesterol y ácidos biliares Metabolismo de fármacos y asteroides Conjugación de la bilirrubina Depósitos de glucógeno Glucosllación de proteínas · Metabolismo de ácidos grasos, fosfolfpidos y trigllcéridos Homeostasls del calcio

endoplásmlco

la mayoría de las sustancias se alteran durante su paso por el mismo. El hígado produce y distribuye compuestos que mantienen la vida, a partir de la materia prima que proviene de la absorción y sirve de barrera protectora entre muchas sustancias dañinas y la circulación general. Actúa como compartimiento de almacenamiento de diversas sustancias y libera los materiales que almacena según las necesidades del organismo. Cuando el hígado no puede almacenar o utilizar un compuesto, lo prepara para que otra parte del cuerpo lo utilice. El hígado excreta o secreta muchas sustancias y constituye la única vía de eliminación del organismo para algunas de ellas. Es un órgano con propiedades de regeneración total y tiene una capacidad de reserva considerable que le permite funcionar dentro de límites normales hasta que 80% de los hepatocitos se ha destruido. 1 Una de sus principales contribuciones a la salud de cada individuo es integrar las funciones mencionadas para mantener un medio constante dentro del organismo (cuadro 15-2).

FUNCIONES'METABOLICAS Metabolismo de carbohldratos

El hígado desempeña un papel importante en el metabolismo de muchas sustancias diferentes como carbohidratos, lípidos, proteínas y aminoácidos, y bilirrubina. Esto se observa especial en la fosforilación oxidativa y en la oxidación de ácidos grasos en diversas vías metabólicas. El retículo endoplásmico es un sistema de canales en el interior del citoplasma celular que probablemente participa en forma directa o indirecta en todas las funciones del hepatocito. En las células del parénquima hepático se observa retículo endoplásmico liso y rugoso, bien definido. El retículo endoplásmico rugoso tiene muchos ribosomas dispersos en su superficie y participa en la síntesis de albúmina, ciertos factores de coagulación, colesterol y ácidos biliares, así como en el metabolismo de fármacos y esteroides. El retículo endoplásmico liso no contiene ribosomas y se relaciona con la formación de depósitos de glucógeno y otros procesos metabólicos.

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Cuadro 15·2. Funciones generales del hígado Metabolismo

Carbohidratos Lípidos Aminoácidos y proteínas Bilirrubina Hormonas

Excreción

Acidos biliares Colesterol Biiirrubina

Hematológlca

Producción de factores de coagulación Producción de eritrocitos en el feto

Desintoxicación

Bilirrubina Amoniaco Alcohol Fármacos

Almacena"l!ento

Glucógeno Lípidos . Aminoácidos y protefnas Hierro Cobre Vitaminas

FUNCIONAMIENTO HEPATICO INTRODUCCION El hígado realiza diversas tareas complejas que se clasifican en metabolismo, desintoxicación, excreción o secreción y funciones de almacenamiento. Se estima que lleva a cabo más de 500 actividades distintas y cuando deja de funcionar se produce la muerte del organis.mo a las 10 horas. 1 Cada sustancia que absorbe el conducto digestivo pasa primero por el hígado antes de distribuirse a la circulación general y

Inmunológica

Fagocitosis, limpieza de bacterias otras sustancias extrañas Secreción de lgA Defensas humorales

y

FUNCIONAMIENTO HEPATICO 15 • 28"

cialmente en el metabolismo de carbohidratos. En el hígado se produce, cataboliza y almacena glucosa y otros azúcares. Cuando se ingiere y absorbe un carbohidrato, se recibe sangre rica en glucosa de la circulación de la porta. El hígado utiliza la glucosa para satisfacer sus necesidades de energía o la pone en circulación hacia los tejidos periféricos para su uso inmediato. También almacena glucosa en forma de glucógeno y prepara otros tejidos o la glucosa para que se almacene de manera más permanente en forma de tejido adiposo, mediante la síntesis de ácidos grasos libres y triglicéridos. Se requiere un suministro constante de glucosa para aportar la energía que satisfaga las necesidades metabólicas, pero la ingestión de carbohidratos en la dieta se efectúa en forma esporádica. Durante el periodo de ayuno el hígado es el principal factor que evita el descenso de los niveles de glucosa en sangre descomponiendo el glucógeno almacenado (glucogenólisis). Cuando se agotan estas reservas produce glucosa a través de la gluconeogénesis. El proceso de gluconeogénesis utiliza aminoácidos procedentes del tejido muscular, glicerol, que se deriva de la descomposición de triglicéridos en el tejido adiposo, o lactato o piruvato que proviene de la glucólisis de tos tejidos periféricos para crear la glucosa que se requiere durante el ayuno. El hígado desempeña una función central para mantener estables los niveles de glucosa plasmática mediante su capacidad de almacenar glucosa cuando se encuentra dispo:lible y liberarla cuando se requiere para obtener energía.

Metabolismo de amlnoócldos y proteínas

El hígado es de suma importancia para el metabolismo de :<~s aminoácidos. Los aminoácidos que llegan al hígado a ;wtir de la vena porta se utilizan para formar proteínas, para ~3 síntesis de pequeños compuestos que contienen nitrógeno .:Qmo la creatina o se degradan a otros constituyentes cuando :1 suministro de aminoácidos excede las necesidades de de:.erminado momento. Los aminoácidos se utilizan, y con fre.:uencia se reutilizan, en la fabricación de sustancias esencia.:s para el organismo. El hígado también regula la cantidad y !l tipo de aminoácidos que pasan a la circulación para ser :mpleados en otros tejidos. El hígado es el principal sitio en que se efectúa la sínteiis de la mayoría de las proteínas plasmáticas (cuadro 15-3). ;Jenera albúmina, globulinas alfa y beta, y los factores de :oagulación I, II, V, VII, IX y X. También produce proteínas :specializadas, como transferrina, haptoglobina, ceruloplas=llna y algunos reactivos de fase aguda. La mayoría de las 7mteínas se fabrica en diversos sitios del hígado a partir de ::s aminoácidos que las constituyen y después pasan a la cir-:Jlación. Se cree que las proteínas que producen las células -.. páticas se unen a alguna proteína secretoria para salir de :::as. La proteína combinada se canaliza por el mecanismo ~ transporte del retículo endoplásmico liso y el aparato de -Jolgi, en donde se retira la proteína secretoria antes de que • efectúe la secreción celular. Los ribosomas del retículo - doplásmico rugoso fabrican albúmina en grandes cantida:es (de 120 a 200 mg/kg de peso corporal por día), y a esto .: debe un elevado porcentaje de la capacidad sintética hepá-

Cuadro 15-3. Proteínas plasm6tlcas que se sintetizan en el hígado Albúmina Flbrlnógeno Antitripsina alfa-1 Haptoglobina Ceruloplasmina Fetoprotelna alfa-1 Transferrina Protromblna C3

Metabolismo de lípldos

Los lfpidos y las lipoprotefnas que los transportan se meta· balizan en el hígado. Este recoge ácidos grasos libres de h dieta -los que se liberan de depósitos de grasas y los que st fabrican en el interior del propio hígado- y los descompom para producir acetilcoenzima A (acetil-CoA). Este compues. to penetra a algunas de las di versas vías metabólicas y form~ triglicéridos, fosfolípidos o colesterol. Gracias a que el hígado transforma los ácidos grasos libres en grasa, conserva ) almacena en una forma más estable la energía que excede lm requerimientos. El hígado produce colesterol para las membranas celulares y los productos finales del metabolismo de. colesterol, que incluyen hormonas corticales suprarrenales estrógeno y ácidos biliares. La producción endógena de-eolesterol es de 1.5 a 2.0 g diarios; la dieta promedio suministra menos de 0.3 g diarios. 2 El hígado también lleva a cabe el desecho de colesterol y es el único órgano capaz de eliminar varios gramos de colesterol del organismo a través de excreción en las heces. 3 Las lipoproteínas son necesariru; para que los lípidos insolubles en agua se hagan más solubles y puedan ser transportados a otras células. Como el hígado suministra la función de apoproteína de las moléculas de lipoproteína, la síntesis de lipoproteínas depende de la capacidad hepática para fabricar apoproteínas. Estas últimas se fabrican en los ribosomas del retículo endoplásmico rugoso y se unen al lípido en el retículo endoplásmico liso para prepararlo para la secreción. Metabolismo de blllrrublna

El metabolismo de bilirrubina es la actividad que se asocia con mayor frecuencia con el hígado. Este es el único órgano que tiene capacidad de liberar al cuerpo de los productos hemáticos de desperdicio (fig. 15-3). Aproximadamente 80% de los 250 a 300 mg de bilirrubina que se forman a diario provienen de la liberación de hemoglobina de eritrocitos que llegan al final de sus 120 días de vida y de la degradación final de la hemoglobina. El 20% restante de la bilirrubina que se metaboliza a diario se origina a partir de enzimas y otras proteínas que contienen heme, como los citocromos, y de eritrocitos que se destruyen prematuramente o se producen de manera anorma1.4 La degradación de hemoglobina se verifica en las células del sistema reticuloendotelial. Este proceso produce una porción de hemoglobina que regresa a la reserva de aminoácidos para utilizarse posteriormente, la molécula de hierro,

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/

(HIERRO)

DESTRUCCION DE ERITROCITOS

ORINA Se excreta de 1 a 4 mg de urobilinógeno en la orina diariamente

r CIRCULACION SISTEMICA Una pequeña porción del urobilinógeno que se forma llega a la circulación y se excreta a través del riñón hacia la orina HIGADO La blllrrubina no conjugada se conjuga con ácido glucurónico mediante la acción de la transferasa de glucuronilo para formar bilirrubina conjugada

La bilirrublna conjugada es reducida por las bacterias del conducto digestivo a urobilinógeno

CIRCULACION ENTEROHEPATICA 20% del urobilinógeno que se forma en el conducto digestivo se absorbe y recircula al hígado y se vuelve a excretar a través de las heces

Se excretan de 50 a 250 mg de urobilinógeno diarios

Fig. 15·3. Representación del metabolismo normal de la bilirrubina.

que se une a la transferrina para ser transportada y reciclada a la hemoglobina y otras moléculas que contienen hierro, y la porfuina, que es un producto de desecho. La porfirina se transforma en biliverdina por acción de una enzima, la oxigenasa de heme, y la biliverdina reacciona casi de inmediato con otra enzima, la reductasa de bilirrubina, que transforma la biliverdina en bilirrubina. El 95% de la bilirrubina resultante se une de manera reversible. pero firme a la albúmina y en esta forma circula por la sangre y llega al hígado. Esta forma de bilirrubina se denomina no conjugada o indirecta

y es insoluble en agua. El restante 5% de la bilirrubina qut se forma en 'este punto no se combina con la albúmina y es significativa porque puede atravesar las membranas celulares. Esta bilirrubina no conjugada muestra particular dad hacia el tejido cerebral y nervioso, aunque es tóxica y grandes cantidades provoca daños cerebrales. El hígado es muy eficiente para depurar la bilirrubina conjugada del plasma. Tras la inyección intravenosa de rrubina marcada radiactivamente, 40% de la dosis se detecta en el hígado a los 90 segundos. 5 Cuando la

FUNCIONAMIENTO HEPATICO 15 • 289

=ina llega a la célula hepática, fluye al interior de los espa;jos sinusoidales del lóbulo hepático. En algún punto, la por::ón de albúmina se desprende de la molécula de bilirrubina . se sustituye por una proteína de transporte que se denomi.:.;:¡ ligandina. Esta última transporta la bilírrubina al interior ~ las células del parénquima hepático, hacía los microso=.as, en donde se conjuga. La transferasa de UDP-glucuronitransfiere dos moléculas de ácido glucurónico del ácido =ídindifosfato-glucurónico (UDP) a la molécula de bilirru~a. El proceso de conjugación transforma la molécula de =Wrrubina no polar en una molécula mixta polar-no polar ~ puede atravesar los lfpidos de la membrana celular. Así, bilirrubína se hace soluble en agua y se denomina bilirruü a conjugada o directa. A continuación la bilirrubina sole en agua se excreta a los canalículos biliares para ser !Xpulsada del organismo. Como la bilirrubina conjugada :I:nbién puede ser reabsorbida por los hepatocitos y liberarse la circulación sistémica, generalmente se detectan peque~ cantidades de la misma en el plasma. Por su solubilidad - agua, cualquier bilirrubina conjugada en circulación pue:.i! excretarse a la orina en forma de bilis urinaria. Cuando la .::Wrrubina conjugada llega a los conductos biliares recolec_"7es, no puede atravesar la barrera mucosa y no experimenta orción. La bilirrubina conjugada se excreta al conducto :epático, se combina con las secreciones procedentes de la ~ícula biliar a través del conducto cístico y después se ex~ a través del colédoco hacia el duodeno. En este sitio la .::::ión bacteriana reduce la bilirrubina a un cromógeno incoque se denomina urobilinógeno. La mayor parte del uro~ógeno se excreta a través de las heces, pero aproximadaunte 20% se resorbe a través de la circulación enterohepática - :a ser reciclado al hígado y volverse a excretar. Una frac~;:¡ aún menor de este urobilinógeno que se absorbe penetra - la circulación sistémica y se excreta a la orina, pero esto - - tituye menos de 20% de la producción diaria.6 Determi'D.:ia fracción de bilirrubina que sólo se detecta cuando hay trucción hepática significativa, se denomina bilirrubina ta, una bilírrubina conjugada y unida covalentemente a la -1mina. En la mayoría de los métodos de laboratorio reac-na de manera exactamente igual que la bilirrubina conjup:a. Cuando se une con la albúmina se produce bilirrubina ::a insoluble, ya que la molécula es demasiado grande para los glomérulos la filtren. Así, la bilirrubina delta no se :-reta por la orina. La presencia de la fracción de bilirrubicelta probablemente explique el que en casos de ictericia !nlctiva la bilirrubina en orina desaparece antes de que concentraciones séricas de bilirrubina conjugada regresen normalidad.

ClONES DE DESINTOXICACION E .:Jgado actúa como barrera entre las sustancias potencial._;e dañinas que se absorben del conducto digestivo y la _:Ilación sistémica. Sus funciones de desintoxicación inen los procesos de hidrólisis, hidroxilación, oxidación, carboxilación y desmetilación. Mediante estos .-;;....,...,,J..v<> las sustancias se transforman en otras menos tóque son más solubles en ·agua y por tanto se excretan mayor facilidad. La desintoxicación de fármacos es una

función del sistema enzimático metabolizador de fármacos del citocromo P450. El sistema citocromo P450 se encuentra en los microsomas del hepatocito y facilita la transformación de fármacos a productos terminales más excretables mediante conjugación con entidades como glicina, glutatión, ácido sulfúrico, acetato o ácido glucurónico. El hígado también es importante para el desecho de compuestos exógenos y endógenos potencialmente tóxicos. Para que la bilirrubina se depure es necesario que se conjugue con ácido glucurónico. Mediante este proceso no sólo adquiere solubilidad en agua y puede ser excretada a través de bilis y orina, sino que también se hace inabsorbible en el conducto digestivo y el sistema biliar y por tanto no causa daño. El amoniaco es un producto normal de la acción bacteriana sobre las sustancias que se encuentran en los intestinos, pero en cantidades excesivas es tóxico para el sistema nervioso central. El hígado es el único órgano que tiene las enzimas necesarias para transformar el amoniaco en urea, que es una sustancia no tóxica. El etanol que se ingiere, los alcoholes que contienen diversos alimentos y los alcoholes endógenos que" se forman por el metabolismo de otros compuestos, se metabolizan en el hígado para evitar daños tóxicos. La mayor parte (de 90 a 98%) del alcohol que se absorbe de los intestinos pasa directamente al hígado; sólo se elimina de 2 a 10% en riñones y pulmones. 7 El hígado utiliza el alcohol para obtener energía, porque este compuesto es el sustrato preferido de tres sistemas enzimáticos que participan en el metabolismo del alcohol. Estos tres sistemas son: el sistema de la deshidrogenasa alcohólica, el de oxidación de etanol y el de la catalasa. El alcohol se transforma en acetaldehído y después en acetato, el cual se metaboliza con rapidez a dióxido de carbono y agua en los tej idos periféricos. 1•

FUNCIONES DE EXCRECION Las sustancias desintoxicadas en el hígado deben excretarse del organismo para evitar daños, por lo cual se observa que existe una relación cercana entre las funciones de desintoxicación y excreción hepática. Los solutos se eliminan del organismo a través de los conductos biliares mediante la formación de bilis. Se producen más de 3 L de bilis diarios, pero como ésta se resorbe a través de la circulación enterohepática de dos a cinco veces al día, en realidad se excreta menos de 1 L. 2 La bilis está formada de ácidos biliares conjugados, fosfolípidos, colesterol, pigmentos biliares, hormonas y pequeñas cantidades de proteínas, así como de agua absorbida y electrólitos. La formación de bilis es similar a la de orina en el riñón, porque el lfquido se transforma al atravesar porel sistema de recolección del órgano. La bilirrubina conjugada se excreta casi exclusivamente a través de la bilis, asimismo se excretan grandes cantidades de colesterol transformándolo en ácidos biliares, ácido cólico y ácido quenodeoxicólico. A continuación estos ácidos se conjugan con glicina o taurina y forman sales biliares, que se excretan al sistema biliar a través de un mecanismo de transporte activo que utiliza una sustancia de transporte. La bilis que se forma también facilita la digestión mediante el proceso de absorción intestinal de lípidos y vitaminas solubles en agua.

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FUNCIONES DE ALMACENAMIENTO Aunque el hígado lleva a cabo diversas funciones, aún conserva espacio en su interior para almacenar compuestos esenciales. Este órgano almacena hasta 7% de su peso en forma de glucógeno, el cual constituye una fuente de energía durante periodos de ayuno. Casi 10% del contenido total de hierro del organismo se encuentra en las reservas hepáticas en forma de ferritina; además, el hígado es el sitio en que se almacenan las vitaminas solubles en grasas, A, D, E y K, y otras vitaminas como la B 12. El cobre y otros metales quedan almacenados en el hígado en ciertos estados de enfermedad y se depositan principalmente en los lisosomas. Normalmente se depositan cantidades significativas de bilirrubina en las células hepáticas, enlazadas con las proteínas del citosol. Cuando hay exceso de ácidos grasos, el hígado los transforma en tejido adiposo, que constituye la forma de almacenamiento más estable de los triglicéridos. Por tanto, aunque el hígado en sf no almacena ácidos grasos, es de suma importancia para su almacenamiento en otros sitios.

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Cuadro 15·4. Pruebas de laboratorio que se emplean para evaluar el funciOnamiento hepático Pruebas qufml~as rutinarias

Alaninaminotransferasa Albúmina Fosfatasa alcalina Amlnotransferasa aspártica Bilirrubina; conjugada y no conjugada Transferasa de gammaglutamllo Leucinaminopeptidasa 5'-nucleotidasa Proteína total

Pruebas qufml~as especiales

Fetoproteína alfa Amoniaco Ceruloplasmina Prueba con colorante de bromosulfoftalefna (BSP) Prueba con tinte verde de indocianina Hierro y ferritina en suero Acldos biliares en suero

Pruebas qurmlcas en orina

Urobillnógeno en orina Bilirrubina en orina

Pruebas Inmunológicas

Anticuerpos lgM e lgG a la hepatitis A Antígeno superficial a hepatitis B Anticuerpo para el antígeno superficial de hepatitis B Anticuerpos lgM e lgG a la hepatitis D • Anticuerpos antimitocondriales

Pruebas hematológlcas

Recuento sanguíneo completo Recuento de reticulocitos Estudios enzimáticos de eritrocitos Determinación de tipos anormales de hemoglobina Tiempo de protrombina Estudios de factores de coagulación

PROCEDIMIENTOS ANALITICOS Las pruebas ideales de laboratorio deben ser sensibles, específicas y tener la capacidad de reflejar qué tan grave es la anormalidad. Para valorar el funcionamiento hepático no hay un analito único que permita determinar el funcionamiento general. Por tanto, se han diseñado perfiles hepáticos que evalúan diversas funciones principales del hígado y permiten comprender mejor el funcionamiento de este órgano. Los perfiles o baterías de pruebas hepáticas comprenden de cuatro a ocho pruebas de laboratorio, que reflejan la capacidad del hígado para metabolizar, desintoxicar y excretar sustancias. Estas pruebas ayudan al diagnóstico de enfermedades hepáticas ya existentes, permiten diferenciar entre las diversas afecciones hepáticas y determinan la extensión y gravedad del proceso de enfermedad (cuadro 15-4).

INDICADORES DEL FUNCIONAMIENTO METABOLICO .

Albúmina en suero

La mayoría de los perfiles hepáticos incluye una o más pruebas de laboratorio que evalúan la capacidad del hígado para metabolizar materiales. La síntesis de proteínas es la principal función metabólica del hígado. Aunque éste produce casi todas las proteínas plasmáticas, la determinación de albúmina y el tiempo de protrombina proporcionan información útil, sin que sea necesario analizar de manera individual cada constituyente proteico. Generalmente se utilizan las pruebas de albúmina y tiempo de protroinbina para valorar la síntesis y liberación hepáticas.

Desde el punto de vista cuantitativo la albúmina es la proteína más significativa que el hígado sintetiza y constituye ua indicador de su funcionamiento general; no obstante, otros factores, además del mal funcionamiento hepático, afectaa las concentraciones de albúmina. El estado nutricional del paciente es de suma importancia ya que la síntesis de albúmina depende de que la dieta aporte los aminoácidos necesarios, en particular, triptófano. 5 El equilibrio hormonal, la presión osmótica y el funcionamiento renal también alteraa la concentración de albúmina; cuando hay alguna afeccióa

FUNCIONAMIENTO HEPATICO 15 • 291

:.epática, ésta desciende. Este descenso no se observa de· in::rediato, porque la vida media de la albúmina es de alrede.:Or de 20 días. Sólo cuando la producción disminuye duran;: aproximadamente tres semanas, se refleja en un descenso .:.e las concentraciones plasmáticas. Esta determinación es ::i1 para valorar enfermedades hepáticas crónicas, más que :.asos agudos. Un descenso de la concentración de albúmina :;:!asmática indica que el hígado redujo su funcionamiento ,?01' periodos relativamente prolongados. Por tanto, las con:entraciones normales de albúmina no permiten descartar :nfermedades hepáticas, ya que es posible que exista algún ;roblema hepático de tipo agudo. '!lempo de protromblna

::1 tiempo de protrombina con frecuencia se utiliza para vael funcionamiento hepático, aunque no se emplea en ::_-mla rutinaria para el diagnóstico inicial de este tipo de .éecciones. Las determinaciones en serie de tiempos de pro:::ombina constituyen un método para vigilar el progreso de ::;a enfermedad o valorar el riesgo de hemorragia para el pa~nte. El tiempo de protrombina valora la vía extrínseca de ::lílgulación: si hay alguna deficiencia en algunos de los fac::-res que produce el hígado (factores 1, II, V, VII, IX y X), :.: tiempo de protrombina se prolonga. Como la vida media :e los factores de coagulación que fabrica el hígado es de seis horas a cinco días, en problemas agudos de hígado el ':'empo de protrombina es anormal desde que se inicia la en::mtedad y quizá sea una de las primeras observaciones de ..iboratorio que indique la gravedad de la disfunción hepáti=a.8 Cuando el tiempo de protrombina permanece prolonga• y se hace cada vez más anormal, pronostica insuficiencia .zpática fulminante. Aunque el tiempo de protrombina pro:ngado no se asocia exclusivamente con afecciones hepáti-, es de gran utilidad para estudiar la capacidad de síntesis :d hígado. _-yar

-4*fos y llpoproteínas en suero ~las enfermedades hepáticas se observan diversas anorma..:r!ades del metabolismo de lípidos y lipoproteínas. El perfil ::racterfstico es un incremento del nivel de triglicéridos y &idos grasos, reducción de los niveles de ésteres de coleste.: y alteraciones de las concentraciones de lipoproteínas. ."JChas de estas anormalidades se atribuyen a las deficien.=IS de dos enzimas de origen hepático, la lecitín-colesterol &.iltransferasa (LCAT) y la lipasa de triglicérido hepática. .....I LCAT cataliza la esterificación del colesterol y la lipasa Jle ttiglicérido depura los triglicéridos del plasma. Es eviden~ que si hay anormalidades en la concentración de estas en=:=las,. la concentración de los productos finales de estas rea::iones enzimáticas también será anormal. El hígado r.xluce lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL) y de ~ densidad (HDL) y las concentraciones de ambas se reduen caso de afecciones hepáticas. Aunque estas observa- ;:nes no son específicas para disfunciones hepáticas, la de~ ión de una lipoproteína anormal que se denomina ~roteína X constituye un signo sensible y específico de estasis. La lipoproteína X contiene colesterol libre y fos-

=

folípidos, y su apoproteína primaria es la albúmina. En cierto estudio se detectó lipoproteína X en 99% de los pacientes con evidencia histológica de colestasis. En 97% de los pacientes sin evidencia de colestasis no se observaron niveles detectables.9 Carbohldratos

Aunque es de suma importancia la regulación del metabolismo de carbohidratos en el hígado, las pruebas para evaluarlo casi nunca forman parte del perfil hepático. La concentración de carbohidratos en plasma depende de factores como el estado nutricional, el momento en que se ingirió el último alimento, el equilibrio hormonal y el funcionamiento pancreático, por lo cual la determinación de la concentración de glucosa plasmática no proporciona datos importantes con respecto a la calidad del funcionamiento hepático. Las anormalidades del metabolismo de carbohidratos que se observan en caso de afecciones hepáticas, en general son inespecfficas y no propqrcionan información. Blllrrublna sérlca

La determinación inicial de la concentración de bilirrubjna no conjugada y conjugada es un método de utilidad para el diagnóstico de ictericia y enfermedades hepáticas. La concentración de bilirrubina en plasma depende del equilibrió entre la producción de bilirrubina o la descomposición de hemoglobina y la capacidad del hígado para depurar la bilirrubina plasmática. La concentración promedio plasmática de bilirrubina total en adultos en apariencia saludables á inferior a 1 mg/100 ml, y menos de 0.8 mg/100 ml corresponden al tipo conjugado (cuadro 15-5). Cuando las concentraciones de bilirrubina total se elevan por encima del nivel esperado, es importante especificar las concentraciones de bilirrubina conjugada y no conjugada. Cada determinación ayuda a la clasificación general de las hiperbilirrubinemias. Se produce hiperbilirrubinemia conjugada cuando más de 50% de la bilirrubina total es de tipo conjugado e hiperbilirubinemia no conjugada cuando más de 80% de la bilirrubina total no es conjugada (cuadro 15-6). Cuando se conoce la forma predominante de bilirrubina, los antecedentes del paciente, las observaciones físicas y las pruebas de laboratorio ayudan a identificar la causa específica del problema.

Cuadro 15;5. Rangos de referencia para las concentraciones de blllrrublna Edad

Bilirrubina total

Bilirrubina conjugada

Lactantes de menos de un mes

4.o-8.0 mg/1 00 mi 68-137 J.IITlOI/1..

0-2.0 mg/1 00 mi 0-34 J.IITlOIIL

Adultos

0.2-1.0 mg/100 mi 3.4-17 J.IITlOI/1..

0-0.2 mg/1 00 mi 0-3.4 J.IITlOIIL

292 • QUIMICA CLINICA

Cuadro 15-6.

Afecciones que provocan hlperbllirrublnemlas conjugadas y no conjugadas Defecto en el metabolismo de la bilirrubina

Afección Hiperbilirrubinemia no conjugada

Hemólisis

Aumento de producción

Eritropoyesis ineficaz

Aumento de producción

Ictericia fisiológica neonatal

Aumento de producción Reducción de la actividad de la transferasa de UDP-glucuronilo Aumento de la absorción intestinal de bilirrubina

Síndrome de Crigler-Nallar tipo 1

No se detecta actividad de la transferasa de UDP-glucuronilo

Síndrome de Crigler-Najjar tipo 11

Reducción de la actividad de la transferasa de UDP-glucuronilo

Sfndrome de Gilbert

Reducción de la actividad de la transferasa de UDP-glucuronilo Reducción del consumo hepático

Insuficiencia cardiaca congestiva

Defectos del aporte de bilircubina al hfgado

Hiperbili"ubinemia conjugada

Síndrome de Dubin-Johnson

Reducción de la excreción biliar

Síndrome de Rotor

Reducción del consumo hepático y almacenamiento Reducción de la excreción biliar

Síndrome de almacenamiento hepático

Reducción del consumo hepático y almacenamiento Reducción de la excreción biliar

Colestasis intrahepática

Reducción de la excreción biliar

Colestasis extrahepática

Reducción de la excreción biliar

Lesiones hepatocelulares

Reducción de la excreción biliar

METODO DE JENDRASSIK-GROF PARA BILIRRUBINA

Algunos métodos que se emplean en la actualidad para determinar la concentración de bilirrubina plasmática se basan en el diazo apareamiento de pigmentos de bilirrubina descritos primeramente por van den Bergh y Snapper en 1913. Se han efectuado diversas revisiones del procedimiento original y actualmente el National Committee for Clinical Laboratory Standards recomienda la modificación de Jendrassik y Grof. Este método proporciona resultados confiables según la apreciación del método de referencia, el método de cromatografía de líquidos de alta resolución (HPLC) de Lauff y colaboradores. 10 El método de Jendrassik-Grof tiene ventajas con respecto a los antiguos métodos diazo por ser más sensible a las variaciones de pH, a la concentración de proteína y hemoglobina en la muestra del paciente, porque forma un mínimo de turbidez durante la reacción y es bastante sensible para producir un color cotJ.fiable y suficiente aunque la concentración de bilirrubina sea muy baja.

En el método de Jendrassik-Grof los pigmentos de bilirrubina reaccionan con un reactivo diazo, compuesto por ácido sulfanílico en ácido clorhídrico y nitrito de sodio. La azobilirrubina resultante de color rosa purpúreo característico se determina mediante espectrofotometría. Es posible determinar las concentraciones individuales de bilirrubina conjugada y no conjugada tratando una alícuota de la muestra del paciente con reactivo diazo (ácido sulfanílico diazodizado) únicam~nte y tratando una segunda alícuota con un reactivo diazo tras un paso de tratamiento previo con un acelerador. que es el reactivo de cafeína-benzoato. Cuando el tratamiento se efectúa sólo con el reactivo diazo reacciona la forma soluble en agua de la bilirrubina, lo que permite determinar la bilirrubina conjugada. Al añadir el reactivo de cafeínabenzoato, la bilirrubina conjugada y no conjugada se hace soluble en agua y reacciona con el reactivo diazo, lo que permite detectar la concentración total de bilirrubina. Transcurridos 10 minutos de la reacción de las bilirrubinas con el reactivo diazo, se agregan soluciones de ácido ascórbico, tar-

FUNCIONAMIENTO HEPAnCO 15

crato alcalino y ácido clorhídrico diluido a ambas mezclas de ~eacción. Estos reactivos destruyen el exceso de reactivo diaz.o y desplazan el pH de ácido a alcalino, por lo que el color ~esultante queda menos sujeto a los cromógenos de la mues::a que provocan interferencias. La azobilirrubina que se for=ta finalmente es de color azul verdoso y la lectura de su ab:iOrbancia se efectúa a 600 nm en el espectrofotómetro. Para ~terminar la cantidad de bilirrubina no conjugada simple=:tente se resta la concentración de bilirrubina conjugada de ~ concentración de bilírrubina total. En el método de Jendrassik-Grof se utiliza una muestra ~ suero o plasma libre de hemólisis y lipemia. La hemólisis :!duce la reacción de la bilirrubina con el reactivo diazo y ;ro<Juce concentraciones falsas bajas y la lipidemia provoca :=:or en la determinación espectrofotométrica. La bilirrubina ~ sensible a la luz y a la temperatura. Si se permite que el ro o el plasma quede expuesto a luz fluorescente o natu-i, los valores de bilirrubina se reducen un 10% transcurri30 minutos. Por consiguiente, es necesario proteger las =._testras de la luz antes del análisis y en el curso del mismo. =.::e método también se utiliza para muestras de orina y lí. -.!do cefalorraquídeo. Las muestras se conservan en un re~.;erador a oscuras hasta una semana o en un congelador _-ante tres meses sin que se altere significativamente la _-centración de bilirrubina. Las precauciones para la obten~:1 y almacenamiento de las muestras reducen en forma -=iderable los errores del método. Es muy importante preparar los estándares de bilirrubien forma cuidadosa, ya que no son estables y pueden - tituir una fuente de error en dicho método. Es necesario -egerlos de la luz y las altas temperaturas, del mismo :x!o que las muestras. Es imprescindible que los instru~tos se restandaricen con frecuencia para obtener resulta- confiables. Cuando el procedimiento se lleva a cabo en :malizador automatizado de fluj o continuo, pueden produ::...e desplazamientos considerables a partir del estándar orip en el curso del análisis, ya que es imposible volver a ~darizar el instrumento cuando se ha iniciado la corrida. E= ::aso de ictericia obstructiva y hemolftica, cuando se pro-

o

293

ducen cantidades de biliverdina mayores de lo normal, surgen otros factores de error ya que la biliverdina no reacciona con el reactivo diazo, y se obtienen valores de bilirrubina menores a lo esperado.

DETERMINACION EN CAPA FINA DE LAS CONCENTRACIONES DE BIURRUBINA

Otro tipo de prueba de laboratorio para determinar bilirrubina es la cromatografía en capa fina desarrollada por la compañía Eastman Kodak para sus analizadores EKTACHEM™ que también se basa en el método diazo de Jendrassik y Grof. Las placas que se emplean en este método contienen tres capas distintas (fig. 15-4). La capa superior es de dispersión y reacción y contiene el surfactante Triton X-100, una sal de diazonio y un acelerador, difilina. Esta capa separa la bilirrubina no conjugada de la albúmina y tiene todos los componentes necesarios para cuantificar la bilirrubina. La capa intermedia es mordente (ácida), está amortiguada y estabiliza los derivados azo que se producen en la capa de reacción e incrementa la sensibilidad del análisis. La tercera capa es un soporte transparente no reactivo. Cuando las bilirrubinas de la muestra entran en contacto con los reactivos en la placa se produce un cambio espectral. A continuación se miden las densidades de reflectancia de los derivados azo de todas las fracciones de bilirrubina (no conjugada, conjugada y bilirrubina delta) a dos longitudes de onda. Las deter: minaciones de reflectancia a 540 nm reflejan las concentraciones de bilirrubina y la determinación a 460 nm se emplea para corregir las interferencias espectrales.U Para diferenciar la bilirrubina conjugada de la no conjugada, se utiliza ·otra placa con productos químicos secos en cuatro capas. En este método se aprovecha el que la bilirrubina conjugada y la no conjugada tienen diferentes espectros de absorción luminosa cuando se enlazan con mordente polimérico catiónico. La capa superior es de dispersión y no sólo permite que la muestra se disperse en forma uniforme sino que también contiene cafeína, surfactantes y benzoato de sodio para disociar la bilirrubina no conjugada de la albúmina. Tanto la bilirrubina con-

Placa EKTACHEM para química clínica (TBIL)

CAPA DE DISEMINACION CAPA DE REACCION

SUSTANCIA (TENSOACTIVA) DIFILINA SAL DE DIAZONIO ENLAZANTE DE BAJO MORDIENTE AMORTIGUADOR

~

15-4. Placa EKTACHEM para determinación de bilirrubina total en el laboratorio de química clínica. (Tomado de Total biiírubin test methodology, Publication MP2-39. Rochester, Eastman Kodak Co., 1986. Reproducido por cortesía de Eastman Kodak Company.)

29"' • QUIMICA CUNICA

jugada como la que se separa de la albúmina migran a través de la siguiente capa hasta la tercera capa de registro, en donde se efectúan las determinaciones. En la segunda capa de enmascaramiento se utiliza la filtración selectiva para atrapar muchas moléculas de gran tamaño. Es importante porque elimina hemoglobina, bilirrubina delta enlazada con albúmina, lípidos y lípocromos. Dichas moléculas constituyen un grupo amplio de sustancias que interfieren en los métodos para determinación de bilirrubina y de este modo se eliminan de la determinación final. En la capa de registro la bilirrubina conjugada y no conjugada se enlazan con el mordente. Se efectúan dos detenninaciones de densidad de reducción por separado, una a 400 nm para bilirrubina no conjugada y otra a 460 nm para bilirrubina conjugada. 12 En los métodos de placa seca se utiliza suero fresco no hemolizado o muestras de plasma para análisis. No se requiere que el paciente tenga preparación especial y la heparina es el anticoagulante de elección para las muestras de plasma. Es necesario proteger las muestras de la luz porque la bilirrubina es sensible a ella, lo mismo que a las variaciones de temperatura. Los métodos de determinación de bilirrubina en placa seca se correlacionan bien con el método espectrofotométrico de Jepdrassik-Grof y el método de HPLC de Lauff. 13 Los métodos son estables, precisos y fáciles de llevar a cabo y tienen pocas interferencias comunes. El uso de determinación dual de longitud de onda elimina las interferencias debidas a hemoglobina y a otros cromógenos que absorben luz en la región de 555 nm. Las muestras con un contenido de dióxido de carbono inferior a 15 mmol/L pueden producir resultados falsos altos de bilirrubina total. 14

INDICADORES DE DESINTOXICACION Y EXCRECION HEPATICAS

2-oxoglutarato + NH¡ Desbidrogenasa glutámica

+ NADPH - - - - - - - - -.... glutamato +NADp++H20 El NADP+ que se forma por conversión del NADPH se determina a 340 nm. Se ha demostrado que este método es exacto, preciso, se automatiza con facilidad y requiere de pequeños volúmenes de muestra. La exactitud de la determinación de la concentración de amoniaco en plasma depende de que la muestra sea confiable. Las muestras se contaminan cuando el paciente, el flebotomista o el laboratorista fuman y el humo entra en contacto con ellas, cuando la muestra absorbe amoniaco de la atmósfera y cuando se utiliza una mala técnica tanto para la punción venosa como para el manejo y almacenamiento de la muestra. Es preferible recolectar plasma en EDTA, he~ rina u oxalato de potasio porque las muestras de suero tienca concentraciones más altas y variables de amoniaco. Para reducir la contaminación por vapores de amoniaco en la mósfera es éonveniente recolectar las muestras en tubos vado y colocarlos de inmediato en hielo para evitar que efectúe el metabolismo de otros compuestos nitrogenados amoniaco. Está demostrado que las concentraciones de niaco en sangre aumentan a razón de 0.017 f,l.g/ml de por minuto a 25°C. Las muestras con hemólisis son · tables, ya que los eritrocitos tienen una concentración de niaco 2.5 veces superior a la del plasma. 15 Cuando el no se efectúa de inmediato es necesario separar las del plasma y colocarlas sobre hielo. Las muestras conge son estables durante 24 horas. El rango de referencia concentraciones de amoniaco en plasma es de 15 a f.l.g/100 ml (11 a 32 f.l.IDOl!L).

Pruebas con tintes exógenos Amoniaco en plasma

Además de las pruebas de funcionamiento metabólico, el perfil hepático valora la capacidad de desintoxicación y excreción del hígado. La concentración de amoniaco en plasma refleja la capacidad del hígado para transformar en urea los subproductos tóxicos que contienen amoniaco y excretarla posteriormente. El amoniaco es un producto normal de la acción de las bacterias sobre el contenido del conducto digestivo. La vena porta transporta amoniaco al hígado, que es el único órgano que tiene las enzimas necesarias para sintetizar urea. Esta última se excreta posteriormente por los riñones. Los niveles plasmáticos elevados de amoniaco se asociancon enfermedades hepáticas avanzadas, coma y otros síntomas neurológicos. Aunque la determinación de amoniaco tiene un valor limitado en pacientes con afecciones hepáticas conocidas, es útil para valorar a los pacientes comatosos o a los que presentan alteración del estado mental de origen desconocido. Si los niveles de amoniaco están altos en estos pacientes, es probable que tengan alguna afección hepática. La determinación de laboratorio más frecuente para concentración de amoniaco en•plasma se basa en la siguiente reacción enzimática en la que se utiliza deshidrogenasa glutámica:

Tradicionalmente las pruebas de tinte exógeno se emplean probar la capacidad de desintoxicación y excreción Las pruebas de tinte valoran primero la capacidad del para transportar sustancias exógenas al interior del he¡>alllCIII después su capacidad para metabolizar la sustancia, mente por conjugación, a fin de hacerla más soluble y por mo su excreción a la bilis. Estas pruebas proporcionan un dro sensible del funcionamiento hepático de tipo general. La prueba con tinte de bromosulftaleína es una de que se emplean con mayor frecuencia y se denomina BSP. Se lleva a cabo mediante inyección intravenosa dosis de tinte que se basa en el peso del paciente. La calcula como 5 mg de tinte por kilogramo de peso del ciente. Exactamente 45 minutos después, se toma una tra de sangre y se determina la cantidad de tinte que en ella. Si el hígado funciona de manera normal, debe nar más de 95% del tinte a los 45 minutos y retener de 5% del mismo en el plasma. Como el tinte BSP es coloro en solución ácida y adquiere coloración n•í•.,.llllll solución alcalina, el contenido de BSP de la 'u"'"""'• termina con facilidad por espectrofotometrfa, uw,uo;¡absorbancia de la muestra en una solución alcalina y rándola con una curva estándar.

FUNCIONAMIENTO HEPATICO 15 •

Los errores en que se incurre con mayor frecuencia al :fectuar esta prueba son inyección incompleta de la dosis del ::Ote a la vena, lo que produce niveles bajos falsos, y valora.=:ón incorrecta de la cantidad de tinte que se va a inyectar. 5.e incurre en otros errores cuando la prueba se efectúa en ;acientes que toman ciertos fármacos o que tienen fiebre; z::lbos casos reducen la velocidad de depuración. Esta prue_;¡ proporciona información limitada porque no considera el :: _jo de sangre al hígado, la capacidad de almacenamiento :.el tinte BSP en el hígado y los diversos factores no hepátique afectan los resultados. La modificación de esta prueba, que mide la desapari--"n del tinte en plasma, es mucho más sensible; en ella se a!ministra tinte como en la prueba original pero se obtienen stras a intervalos regulares tras la inyección y se grafi::c las concentraciones del tinte BSP en una curva de desa:arición. Dicha curva permite determinar a qué tasa acepta el 'gado el tinte BSP, a qué tasa regresa el tinte al plasma y la :asa de excreción del tinte a la bilis. 5 La prueba produce vaefectos secundarios y algunos pacientes presentan reac~nes alérgicas al propio tinte. Sin embargo, no son fre=xntes las respuestas anafilácticas que provoquen la muerte. La prueba con verde de indocianina es similar a la pruecon BSP excepto que el tinte de tricarbocianina no se ~uga en el hígado como ocurre con el BSP, y casi todo el se inyecta se recupera en la bilis. Como no hay recircua.--!ón enterohepática del tinte, su desaparición está en fun5!1 directa del flujo sanguíneo hepático. Esta dependencia ae: flujo sanguíneo hepático reduce la velocidad de depura-.=n en pacientes con afecciones que se caracterizan por disIIL:lución del gasto miocárdico. Se inyecta una dosis de tinte « 0.5 mg/kg de peso corporal; el hígado con funcionamien:::~ormal depura 28% (± 3%) del tinte por minuto de la cir~ión. La prueba produce pocos efectos secundarios en pacientes y el producto final se puede determinar con _ isión mediante densitometría acústica dicromática, lo elimina la necesidad de efectuar punciones venosas múl~: es. El densitómetro acústico dicromático se coloca sobre :: cído externo y una fotocelda detecta la concentración de ~. mientras una segunda fotocelda compensa los cambios ::ematócrito, saturación de oxígeno y volumen sanguíneo. permite evaluar en forma no penetrante pero precisa los ::les arteriales del tinte verde de indocianina. 16 Las pruebas de BSP y de verde de indocianina se efeccon poca frecuencia debido a los problemas que se aso;::.n con la administración de sustancias exógenas a pacienprobablemente enfermos. En la actualidad, las pruebas &;.s comunes de desintoxicación y excreción se basan en la ~nninación de sustancias que se producen endógenamen-"'mo bilirrubina y ácidos biliares.

=

:s ácidos biliares tienen dos funciones principales en el or-

;smo y se forman exclusivamente en el hígado. Son los _ uctos. finales del metabolismo del colesterol y participan • :a digestión general de lípidos, facilitando una eliminamás eficaz del exceso de colesterol y otros lípidos a trade la bilis. Los ácidos biliares ayudan a controlar la com-

295

posición de la bilis al incrementar la composición de sustancias como bilirrubina, colesterol, lecitina y agua; experimentan recirculación enterohepática extensa y casi 90% de los mismos se vuelve a excretar a través del hígado. Estos ácidos constituyen el principal grupo de aniones orgánicos que excreta el hígado y se detectan cantidades apreciables de ellos en plasma cuando hay alguna afección en el consumo hepático o su función excretoria. El hígado sano elimina los ácidos biliares de la circulación con gran eficacia, como sé observa mediante la comparación de las concentraciones de sales biliares normales en la bilis y las de la sangre. La concentración de sales biliares en la bilis intestinal se expresa en miligramos por mililitro y en la circulación periférica en microgramos por mililitros, aun después de ingerir alimentos Y Los actuales métodos de laboratorio para determinar ácidos biliares se basan en cromatografía de gases, métodos enzimáticos o ensayo inmunológico y son precisos y sensibles para medir las concentraciones tan bajas que normalmente se encuentran en plasma. Las concentraciones plasmáticas de una muestra obtenida en ayunas proporcionan información más pertinente que las muestras aleatorias o posprandiales para la detección de afecciones hepáticas leves. Las concentraciones de ácidos biliares en suero aumentan en diversas afecciones hepáticas, pero estos datos son de gran ayuda para diferenciar las enfermedades hepatobiliares· de la hiperbilirrubinemia congénita o la hemólisis. 5 -

Uroblllnógeno fecal y urinario

La formación de un grupo de compuestos incoloros que se denominan urobilinógenos es resultado de la reducciórtde la bilirrubina conjugada por bacterias normales que se encuentran en el intestino. Estos compuestos se deshidrogenan con facilidad dando lugar a urobilina, que tiene color naranja, y en las heces se encuentra una combinación de urobilinógenos y urobilinas. El individuo normal excreta de 50 a 250 mg de urobilinógeno cada 24 horas en las heces. El urobilinógeno experimenta circulación enterohepática y aproximadamente de 10 a 20% de la cantidad que se encuentra en los intestinos se absorbe. La mayor parte del urobilinógeno absorbido circula al hígado, en donde se vuelve a excretar a la bilis y posteriormente a las heces. El hígado no acepta una fracción del urobilinógeno absorbido y éste circula al riñón, en donde se excreta a la orina. Menos de 2% del urobilinógeno que se forma originalmente en los intestinos es excretado por los riñones, por lo que el rango de referencia de urobilinógeno urinario es de O a 4 EU por 24 horas. Las concentraciones fecales y de orina se incrementan en afecciones que originan producción excesiva de subproductos de heme, lo~que aumenta la formación y excreción de bilirrubina. Se observa reducción de dichas concentraciones en afecciones hepáticas y obstrucción intrahepática y extrahepática. Cuando se considera el rango de referencia del urobilinógeno urinario (de O a 4 mg/día) es evidente que resulta imposible detectar una reducción de concentración. El examen visual de la muestra fecal con reducción de urobilinógeno revela heces de color gris o color barro característico. La determinación de urobilinógeno fecal casi nunca se efectúa porque los resultados no son confiables debido a la transfor-

296 • QUIMICA CUNICA

mación bacteriana incompleta en el intestino y a la gran variabilidad de uno a otro individuo. 18 La determinación de laboratorio del urobilinógeno fecal y urinario se basa en la reacción de Ehrlich, en la que se utiliza el ácido p-dimetilaminobenzaldehído para producir un color rojo. Se agrega hidróxido ferroso alcalino para reducir la urobilina a urobilinógeno y el acetato de sodio reduce las interferencias de otros cromógenos que pueden reaccionar con el reactivo de Ehrlich. Como la bilirrubina interfiere en esta reacción, es necesario retirar cualquier cantidad significativa de la misma mediante filtración y añadiendo cloruro de bario. Es necesario utilizar muestras frescas, ya que la oxidación transforma el urobilinógeno a urobilina cuando la muestra reposa.

DETERMINACIONES ENZIMATICAS Las determinaciones enzimáticas son de utilidad para diagnóstico, pronóstico y valoración de afecciones hepáticas. Las enzimas que tienen mayor significado clínico para enfermedades hepáticas son las aminotransferasas (tanto alaninaminotransferasa, como la aminotransferasa aspártica), transferasa de gammaglutarnilo, fosfatasa alcalina, 5'-nucleotidasa y deshidrogenasa láctica. Cada una de estas enzimas proporciona una perspectiva distinta del funcionamiento hepático y todas ellas se emplean para detectar daños activos a las células del parénquima hepático (cuadro 15-7). Amlnotransferasas

La alaninaminotransferasa (ALT) se encuentra predominantemente en el hígado y la aminotransferasa aspártica (AST) está presente en cantidades casi iguales en corazón, músculo esquelético e hígado. Hay AST en la mitocondria y el citosol de las células hepáticas. La ALT sólo se encuentra en el citosol. Al parecer ambas enzimas se elevan por fugas que se deben a células dañadas o necrosadas. Estas enzimas muestran un aumento temprano en casi todas las afecciones hepáticas y permanecen altas durante dos a seis semanas en presencia

de enfermedad. Se observan concentraciones más altas (mayor de 1 000 Ul) en afecciones agudas, como hepatitis viral, necrosis hepática inducida por fármacos y toxinas, e isquemia hepática, pero las elevaciones no se correlacionan bien con el grado de daño hepático. En general, las concentraciones de ALT son superiores a las de AST en enfermedades hepáticas agudas, aunque es difícil diferenciar las enfermedades hepáticas con base únicamente en el aumento de AST y ALT. Cuando el nivel de AST excede el de ALT en el problema hepático que se diagnostica, el pronóstico es malo e indica necrosis celular masiva. La reducción de los niveles de estas enzimas generalmente corresponde a la recuperación del funcionamiento hepático, pero una reducción rápida puede indicar necrosis grave de los hepatocitos e incapacidad para producir las enzimas con daño hepático irreversible. Como tanto la ALT como la AST se incrementan en otros estados de enfermedad, es importante para el diagnóstico final correlacionar estos resultados con otras pruebas de laboratorio, como otros niveles enzimáticos, nivel de bilirrubina en suero y otras pruebas relacionadas con el estado específic
La transferasa de gammaglutamilo (GGT) es una enzima microsómica que se incrementa en muchas afecciones del páncreas, el sistema hepatobiliar y el riñón. Aunque la enzima se encuentra a mayor concentración en el riñón, es útil para el diagnóstico de enfermedades hepáticas. El análisis de GGT sérica es una de las pruebas más sensibles para detectar enfermedades hepatobiliares en sus primeras etapas y~~..tiene confiabilidad de hasta 90%, pero muy poca especificidad para el hígado. 5 El análisis de GGT junto con el de fosfatasa alcalina (ALP) se utiliza para diferenciar entre enfermedades hepáticas y óseas. El aumento de GGT se correlaciona biea con el incremento de ALP en enfermedades hepáticas y afecciones obstructivas, pero la primera no se eleva en afecciones óseas, como ocurre con la segunda. La actividad de GGT puede ser inducida por fármacos, como fenobarbital, fenitoí-

Cuadro 15·7. Concentraciones esperadas de enzimas en diversas enfermedades hepáticas Enfermedades hepáticas crónicas

Enfermedades hepáticas alcohólicas

Enfermedades obstructivas

Tumores hepáticos

Enzima

Hepatitis aguda

Aminotransferasa aspártica

ttt

. N, t :-

t

t

t

t

Alaninaminotransferasa

t t

N, t

t-

t

t

t

Fosfatasa alcalina

t

N, t

N, t

N, t

t t t

tt

Transferasa de gammaglutamilo

t

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N, t

t t t

tt

tttt

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N, t

N, t

N

t t t

t

N, t

N, t

t

t t t

t t

Deshidrogenasa láctica 5'-nucleotidasa N =normal; i

=elevada.

Cirrosis

-FUNCIONAMIENTO HEPATICO 15 • 29'

na y warfarina, y por el alcohol. 19 La inducción hace que los niveles séricos de GGT aumenten, aunque no haya indicación de mal funcionamiento hepático. Esto permite emplear la GGT como 'un signo temprano de cirrosis alcohólica y con frecuencia esta enzima se eleva cuando aún no hay signos clínicos o de laboratorio que indiquen cirrosis. Fosfatasa alcalina

Las enzimas ALP son en realidad un grupo de insoenzimas que se fabrican en hígado, huesos, placenta, riñón e intestino. Según se observa, se incrementan debido a un aumento en la síntesis de enzimas más que por su liberación por parte de células dañadas o necrosadas .. La ALP que se encuentra en suero es principalmente de origen hepático u óseo y es :mportante para distinguir el origen de la enzima. La ALP :mmenta en la mayoría de las enfermedades hepáticas, así ~omo en las afecciones intrahepáticas y extrahepáticas obs:ructivas, pero cuando se incrementa demasiado (a más del :ripie del límite superior normal) es más probable que indi"1ue enfermedades obstructivas. En general, los padecimien:os hepáticos que provocan necrosis de los hepatocitos no in.:rementan la ALP plasmática, a menos que exista necrosis :e los canalículos biliares o de los conductos. Esta enzima ::asi siempre aumenta de manera importante en afecciones ;::etastáticas del hígado. La detección de una concentración ~rmal de ALP en un paciente con ictericia permite descar:.:r la posibilidad de obstrucción. Cualquier enfermedad ósea 50Ciada con incremento de la actividad de los osteoblastos :roduce un incremento correspondiente de la actividad de ~.U.P. Además, los niños en desarrollo y las mujeres en el úl-::no trimestre del embarazo, normalmente presentan un au=.ento de concentración debido al incremento del desarrollo ~ los huesos y a la presencia de la isoenzima placentaria. ~lnopepHdasa

de leuclna y S'-nucleoHdasa

~

aminopeptidasa de leucina (LAP) y la 5'-nucleotidasa 5'-NT) son enzimas que se emplean para incrementar la es:e¡:ificidad de la enzima ALP para afecciones hepáticas. La : ...:\P generalmente se relaciona con cáncer pancreático cuan.:...: también existen afecciones biliares; la 5'-NT permite di~nciar el aumento de ALP detectando si es por desarrollo ::s.eo o de origen hepático. Ambos niveles enzimáticos por lo ~e ral se correlacionan con las concentraciones de ALP y X:.porcionan información muy similar con respecto a afec~es obstructivas, pero no se incrementan en afecciones -.:as. La interpretación del incremento de la concentraciqn ~ ..-\LP se facilita cuando se efectúa al mismo tiempo el aná- de LAPo 5'-NT. Si las concentraciones de ambas enziaumentan, es probable que exista una afección hepática; si :oncentración de LAPo 5'-NT es normal y la de ALPes ma• probablemente el incremento se deba a otros procesos. -.111\&.-trn~Ann!tt'l

láctico

deshidrogenasa láctica (LD) se encuentra en la mayoría !.J.s células del organismo 9 es difícil interpretar un increde su concentración total. La determinación electrofo-

rética de las isoenzimas LD ayuda a identificar el origen es pecffico del incremento. La LD-5 es una enzima específic: del hígado y en general indica necrosis hepatocelular o cán cer hepático metastático.

_.,______ __ APLICACIONES CLINICAS ICTERICIA La ictericia es una afección que se caracteriza por decolora· ción amarillenta de la piel, las escleras y las membranas mucosas. Con frecuencia se debe a un incremento de la concentración de bilirrubina circulante, aunque pueden originarla otras sustancias amarillas, como carotenos o ciertos fármacos. La bilirrubina conjugada provoca más ictericia que la no conjugada, porque se absorbe con mayor facilidad a los tejidos y es más soluble en agua. Esta forma de bilirrubina se enlaza fácilmente con los tejidos elásticos y otros tejidos que tienen elevado contenido de proteínas, por lo que el color amarillo se hace más evidente. La ictericia declarada se observa en los pacientes cuando el contenido de bilirrubina. es superior a 2 mg/100 ml (fig. 15-5). La ictericia suele clasificarse en tres categorías: prehepática, hepática o poshepática. En la ictericia prehepática y poshepática, el funcionamiento del hígado en sí no se~afecta. De hecho, a menudo el hígado funciona a su máximo de capacidad en un esfuerzo compensatorio por aliviar los problemas que provocan otros factores. Esto no ocurre en la ictericia hepática, ya que en este caso las anormalidades se deben a algún defecto hepático intrínseco o enfermedad. Prehepátlca

La ictericia prehepática es provocada por un incremento de la producción de bilirrubina en el organismo. Tiene cuatro causas generales: l. Destrucción extensa de los eritrocitos en circulación (hemólisis) 2. Eritropoyesis ineficaz, que provoca un incremento de la velocidad de destrucción de los eritrocitos inmaduros o malformados 3. Incremento en el recambio de compuestos heme no 'hemoglobínicos en el hígado y otros órganos 4. Descomposición fagocitaría de eritrocitos extravasarlos (hematoma)5 El incremento de la hemólisis puede ser ocasionado por diversas anemias hemolíticas, exposición a productos químicos, reacciones hemolíticas antígeno-anticuerpo, estados de enfermedad, como algunos cánceres, y eritrocitos recubiertos de· fármacos (cuadro 15-8). La eritropoyesis ineficaz es un proceso patológico en el cual una proporción muy baja de

298 • QUIMICA CUNICA

la conjugación excreción

Enfermedades hepatobiliares adquiridas

Colestasis. extrahepática

Hepatobiliar

Flg. 15·5. Esquema del diagnóstico diferencial de afecciones que producen ictericia.

los eritrocitos que se forman en la médula ósea penetra a la circulación y los que quedan en la médula ósea se destruyen prematuramente. Como resultado, aumenta la cantidad de bilirrubina que se libera en la médula ósea, la cual se denomina bilirrubina marcada en etapa temprana ya que la bilirrubina no ha circulado con los eritrocitos por 120 días. La velocidad de la hemólisis y la capacidad del hígado para transportar, conjugar y excretar bilirrubina determinan el grado de ictericia del paciente. En la mayoría de los casos de ictericia prehepática, la producción de bilirrubina es muy inferior a la capacidad del hígado para conjugarla y excretarla. Los niveles de bilirrubina sérica pueden seguir siendo normales aun cuando exista un 50% de reducción de la supervivencia de los eritrocitos, siempre y cuando el funcionamiento hepático sea normal, pero aunque la destrucción de los eritrocitos se incremente seis veces con respecto a los valores normales, los. niveles de bilirrubina sérica casi nunca exceden 5 mg/100 mililitros. 18 Las pruebas de funcionamiento hepático son de ayuda para el diagnóstico de la ictericia prehepática (cuadro 15-9). El incremento de bilirrubina es la anormalidad más evidente, y ésta es principalmente de tipo no conjugado. De acuerdo con el grado de hemólisis, penetran al hígado cantidades variables de bilirrubina y se encuBntran cantidades correspondientes de bilirrubina conjugada en el intestino. Esto aumenta la formación de urobilinógeno en los intestinos, el cual se

excreta por las heces o se absorbe a la circulación enterohepática y finalmente se excreta a través de la orina. No se detecta bilirrubina en orina porque el aumento es de bilirrubina no conjugada, la cual no se filtra a través de los glomérulos.

Hepático

La ictericia hepática se subdivide en dos tipos. Uno de ellos produce ictericia de retención, debido a un defecto en el transporte de bilirrubina al hepatocito. Se observa ictericia de regurgitación cuando la célula hepática está dañada, tiene defectos o por alguna razón se afecta la excreción de productos del hepatocito. Es obvio que en la ictericia de retención se ensuentra principalmente bilirrubina no conjugada en plasma y en la ictericia de regurgitación, bilirrubina. conjugada a m~yores concentraciones. Las deficiencias de enzimas de conjugación, como ocurre en la enfermedad de Gilbert y en el síndrome de Crigler-Najjar, son ejemplos de ictericia de retención y el síndrome de Dubin-Johnson, el síndrome de Rotor, la hepatitis viral y las afecciones tóxicas y neoplásicas producen ictericia de regurgitación (cuadro 15-10). Estos procesos patológicos se describen posteriormente en el presente capítulo. Los valores de laboratorio varían según la categoría de ictericia hepática (cuadro 15-9). Aunque la concentración de

FUNCIONAMIENTO HEPATICO 15 •

Cuadro 15-8.

299

Causas de la Ictericia prehepátlca

Procesos hemolrtlcos hereditarios

Esferocitosis hereditaria Deficiencia de G-6-PD Enfermedad de células falciformes Taiasemia Enfermedad de hemoglobina C

Procesos hemolrticos adquiridos

Enfermedades hemolíticas del recién nacido Reacciones hemoifticas por transfusión Anemia hemolítica inducida por fármacos Anemia hemolítica autoinmunitaria Hemoglobinuria paroxística nocturna

Erltropoyesls ineficaz

Anemias megaloblásticas Anemia sideroblástica Eritrole ucemia Envenenamiento por plomo

Ictericia fisiológica del recién nacido

Premadurez

Afecciones del suministro de billrrublna al hrgado

Insuficiencia cardiaca congestiva

'

Cuadro 15-9. ResultadOs de laboratorio para afecciones por Ictericia prehepátlca, hepática y poshepática Prueba del funcionamiento hepático

Ictericia prehepática

Ictericia hepatocelular aguda

Ictericia hepatocelular crónica

Ictericia poshepática

:itm.Jbina total

Normal a aumentada

Aumentada

Aumentada

Aumentada

3!rrubina conjugada

Normal a aumentada

Aumentada

Aumentada

Aumentada

:i&rubina no conjugada

Aumentada

Aumentada

Aumentada

Aumentada

- '"!lbilinógeno en orina

Aumentada

Aumentada

Aumentada

Disminuida

3l!'m.lbina en orina

Normal

Aumentada

Aumentada

Aumentada

~ina

Normal

Normal

Disminuida

Normal

~ulin a

Normal

Normal

Aumentada

Normal

IC:inotransferasas

Normal

Aumento de ASTyALT

Aumento de ASTyALT

Valores normales o ligeramente altos de ASTy ALT

=-:statasa alcalina

Normal

De normal a 3 veces LSN

:eshidrogenasa láctica

Aumentada cuando hay hemólisis

Aumentada

Aumentada

Normal

~.;eba

Normal

Aumentada

Aumentada

Aumentada

Normal

Normal

Prolongado

Normal

con tinte BSP

- e:.po de protrombina = rm~e superor normal.

De normal a 3 veces LSN

Aumenta a 1Oveces LSN

300 • QUIMICA CLINICA

Cuadro 15-1 O. Causas de la Ictericia hepática Ictericia por retención

Ictericia fisiológica del recién nacido Síndrome de Gilbert Síndrome de Crigler-Najjar tipos 1

yll Ictericia por regurgitación

Síndrome de Dubin-Johnson Síndrome de Rotor Colestasis intrahepática benigna recurrente Ictericia colestática del embarazo Cirrosis Hepatitis viral Enfermedades hepáticas por alcoholismo Enfermedades hepáticas inducidas por fármacos Cirrosis biliar primaria Ictericia posoperatoria Cáncer hepatocelular Lesiones hepáticas por toxicidad Enfermedades hepáticas autoinmunitarias Errores congénitos del metabolismo

bilirrubina total se incrementa invariablemente, las cantidades relativas de bilirrubina no conjugada y conjugada varían según el defecto que se produce en el proceso de enfermedad. En general, llegan menores cantidades de bilirrubina al intestino debido a mal funcionamiento hepático, lo que produce reducción de la cantidad del urobilinógeno que se forma y se excreta a las heces. Esto se refleja en que se absorbe menor cantidad de urobilinógeno a la circulación enterohepática y se excreta menor cantidad de urobilinógeno a la orina. En condiciones normales, se excreta una pequeña cantidad de urobilinógeno a la orina, de manera que es difícil determinar los valores inferiores a los normales. Cuando la concentración de bilirrubina conjugada aJmenta, es de esperarse que también se produzca un incremento de bilirrubina en orina.

Pos hepática

La ictericia poshepática, o ictericia obstructiva, se debe al bloqueo del flujo de bilis procedente del hígado (cuadro 1511). Aunque el hígado en sí no provoca el problema, la bilis que produce el hígado no pasa a los intestinos y se derrama. Aunque es poco común el bloqueo total del flujo de bilis, es probable que se presenten obstrucciones parciales e intermitentes y la ictericia que produce esta afección es variable. Las obstrucciones más frecuentes son cálculos en el colédoco, algún neoplasma que obstruya el páncreas u otro órgano próximo a los conductos biliares y constricciones suficientemente graves para provocar bloqueo. Los cálculos generalmente se forman en la vesícula bitiar y casi nunca producen síntomas, a menos que se desplacen por los conductos pequeños y se alojen ahí. Las constricciones son provocadas

por defectos congénitos de los conductos o traumatismos durante alguna intervención quirúrgica abdominal. En la ictericia poshepática se incrementa casi exclusivamente la bilirrubina conjugada (véase cuadro 15-9). Debido a la obstrucción, la cantidad de bilirrubina que llega a los intestinos se reduce, lo que da lugar a las heces de color de barro. Este color se debe a la reducción de la formación de urobilinógeno en los intestinos y al descenso de su excreción. En esta afección no se detecta urobilinógeno en orina (o sólo en bajas cantidades), aunque la cantidad de bilirrubina es considerable. El riñón constituye la única vía de excreción para el incremento de niveles de bilirrubina conjugada en plasma y el color amarillo-naranja de la orina refleja esta excreción de bilirrubina. Con frecuencia no hay correlación entre la concentración plasmática de bilirrubina conjugada y la concentración de bilirrubina que se excreta en orina. Gran parte de la bilirrubina conjugada circula al enlazarse en forma covalente a la albúmina y se denomina bilirrubina delta. Esto explica por qué la bilirrubina desaparece de la orina antes de que sus niveles en suero regresen a la normalidad al resolverse la i"étericia. 18 Además, cuando hay colestasis prolongada el hígado puede dañarse, lo que reduce su capacidad de conjugación. En estas circunstancias, es posible que la biIirrubina no conjugada se incremente en ictericia poshepática, aunque casi nunca alcanza el mismo grado de elevación que la bilirrubina conjugada. Aunque es importante determinar la concentración de bilirrubina no conjugada y conjugada en plasma y de urobilinógeno y bilis en orina para el diagnóstico diferencial de la ictericia, no debe subestimarse el valor de la información que se obtiene de otras secciones del laboratorio y del hospital. El departamento de hematología es de gran ayuda para el diagnóstico de afecciones prehepáticas, el departamento de radiología es importante para valorar la ictericia poshepática y la sección de inmunología para el diagnóstico de muchos problemas hepáticos. Neonatal

Una cuarta categoría de ictericia es aplicable sólo a recién nacidos. La ictericia neonatal es una afección que se define como niveles totales de bilirrubina sérica superiores a 15 mg/100 mi durante algunos días después del nacimiento, o niveles persistentes de bilirrubina superiores a 10 mg/100 mi durante más de dos semanas. El recién nacido tiene una concentración de bilirrubina muy superior a la de los adultos debido a la hemólisis que ocurre en cantidades significativas durante el nacimiento y a que su hígado está inmaduro. Antes del nacimiento el feto depende totalmente del hígado de Cuadro 15-11. Causas de la ictericia poshepática Cálculo en el conducto biliar común Cáncer de los conductos biliares, del páncreas o de la ampolla de Vater Constricción o estenosis del conducto biliar Colangitis esclerosante Quistes coledocianos Atresia biliar en lactantes

FUNC IONAMIENTO HEPATICO 15 •

madre para efectuar algunas funciones. Las enzimas que requieren para el metabolismo y la conjugación no están ;resentes en concentraciones suficientes durante el naci_ ;ento y no funcionan de manera eficaz durante los días si=_ientes. Estas dos afecciones y el incremento de la tasa de ·· orción de bilirrubina no conjugada del conducto digestidel lactante a menudo provocan elevación de los niveles :e bilirrubina a 10 mg/100 ml antes de que el hígado co-ence a depurar el exceso·de bilirrubina del plasma. En lac...::tes prematuros y en algunos que nacen a término, las con!'!:ltraciones de bilirrubina aumentan por encima de los .-eles esperados y es necesario recurrir a tratamiento médi-- para ayudar a que se elimine el exceso de bilirrubina y - :w que se desarrolle kernicterus. Este consiste en que la ~bina no conjugada se deposita en el sistema nervioso ~tral y provoca daños neurológicos graves. Las interven-~s incluyen administrar fenobarbital para inducir la acti~d enzimática o fototerapia con luz azul monoterápica :-=-3. oxidar la bilirrubina a productos finales más solubles y r,¡::orar la excreción renal de aquélla. 20 Los niveles de bili-~ina generalmente alcanzan un máximo en el segundo o e:-:er día después del parto y posteriormente se observa un -enso rápido hasta las concentraciones normales para lac' "S. Cuando persiste la elevación de dichos niveles más : de dos semanas, o continúa incrementándose a más de : :ng/100 mi, se requieren esfuerzos agresivos para deter~ la causa de la disfunción hepática. Diversas afecciones lógicas, como atresia biliar, incompatibilidad ABO o • septicemia, hepatitis neonatal o afecciones del metabo- hepático de tipo hereditario, hacen que estos síntomas :inúen y empeoren, por lo cual es necesario valorar al --mte para detectar estas afecciones de inmediato. ;,e

:'RfSIA BILIAR EXTRAHEPATICA CONGENITA -

~s

primeros días después del nacimiento es frecuente se produzca un aumento significativo de la concentra- de bilirrubina en el recién nacido. Este lo ocasiona la _ ___......, ,., que ocurre durante el proceso del nacimiento y la relativa del hígado del lactante. Las concentracio:e bilirrubina total de hasta 10 mg/100 ml son normales, -:pecial en lactantes prematuros o posmaduros. La icteri- eonatal fisiológica de este tipo generalmente desaparece dos primeras semanas de vida. Cuando el aumento de :=:ubina se prolonga o excede 15 mg/100 ml o en ambos es necesario tener en cuenta la posibilidad de otras de hiperbilirrubinemia. Una afección grave y agresiva .: cual se inflaman los conductos biliares extrahepáticos y ·..:::cionarniento se reduce se denomina atresia biliar ex_...,.1',........... En la mayoría de los casos de este tipo, no hay - ----•v.o biliares desde la porta hepatis, sitio en que la vena y la porta penetran en el hígado, hacia el duodeno, la bilis se vacía hacia el conducto digestivo. 20 Este ;.e obstrucción presenta varios niveles de gravedad, pero el fluj o de bilis no se corrige en un periodo breve, se daños más graves y permanentes al hígado debido .!fectos tóxicos de los productos biliares estancados. Para mayor éxito, es necesario efectuar la corrección antes de

301

que el niño tenga 12 semanas, por lo cual es de suma importancia diagnosticar la afección en etapas tempranas. La atresia biliar extrahepática es un defecto adquirido, no de tipo hereditario. Las mujeres se encuentran afectadas con mayor frecuencia que los varones y ocurre aproximadamente un caso por cada 10 000 niños que nacen vivos. 20 Se observa mayor ictericia y hepatomegalia en las primeras dos o tres semanas de vida y los lactantes afectados presentan diarrea y esteatorrea por la falta de ácidos biliares para efectuar la digestión. La afección produce una enfermedad obstructiva que ocasiona insuficiencia hepática por cirrosis y muerte en un periodo de dos años cuando el tratamiento no tiene éxito. El cuadro clínico y de laboratorio es similar al de cualquier proceso obstructivo. Para lograr un diagnóstico y tratamiento tempranos es preciso diferenciar la atresia biliar extrahepática de la ictericia neonatal prolongada, de la ictericia hepática verdadera y de otras enfermedades obstructivas susceptibles de corrección. La hiperbilirrubinemia la produce principalmente la atresia biliar de tipo conjugado (en más de 75% de los casos), mientras que la ictericia fisiológica provoca bilirrubinemia no conjugada. Las enzimas séricas no proporcionan información específica porque la ALP, GGT y 5'-NT se elevan en todo tipo de enfermedades biliares obstructivas. La presencia de lipoproteína X también indica colestasis pero no identifica de manera específica la atresia biliar. La administración de fenobarbital a pacientes con ictericia fisiológica induce la actividad enzimática y se observa un regreso rápido a los rangos de referencia de los valores de la- -boratorio. Esto no ocurre en la atresia biliar. La biopsia hepática es una herramienta útil para el diagnóstico rápido y no debe retrasarse en pacientes con hiperbilirrubinemia conju"gada. El único tratamiento disponible para los pacientes con bloqueo mínimo de los conductos biliares es la intervención quirúrgica para alterar la trayectoria de eliminación de la bilis del hígado. La intervención quirúrgica no se indica en la mayoría de los casos porque no corrige el defecto inherente. El único tratamiento eficaz para estos pacientes es el trasplante ortotópico de hígado. Gracias a los recientes avances en técnicas quirúrgicas y terapia de inmunosupresión, el trasplante hepático constituye el tratamiento de elección para esta enfermedad.

ANEMIAS HEMOLJTJCAS La hemólisis consiste en la destrucción prematura de eritrocitos e incluye la eritropoyesis ineficaz y el incremento de la lisis. Los estudios del funcionamiento hepático son de utilidad para valorar qué tan grave es el proceso hemolítico, pero no deben emplearse para el diagnóstico inicial. Se requieren pruebas específicas de laboratorio para identificar la fuente de hemólisis. En estos casos el hígado funciona de manera adecuada y sólo cuando se excede la capacidad del mismo para desechar el exceso de bilirrubina se obtienen resultados anormales del funcionamiento hepático. Hay dos tipos de procesos que provocan incremento de hemólisis en los eritrocitos: hemólisis intrínsecá (o congénita) y hemólisis extrínseca (o adquirida). La hemólisis intrínseca se debe a un defecto o afección en el interior del

302 • QUIMICA CUNICA

propio eritrocito, generalmente anemia hemolítica crónica o aguda. Las anormalidades de la membrana del eritrocito, como esferocitosis hereditaria, eliptocitosis hereditaria, errores de las vías metabólicas en afecciones como deficiencia de <,teshidrogenasa de glucosa-6-fosfato y otras deficiencias enzimáticas, y las hemoglobinopatías, como anemia de células falciformes, se caracterizan por estos procesos hemolíticos. La hemólisis extrínseca se debe a acciones extrañas en eritrocitos normales que provocan su lisis. Las anemias hemolfticas inducidas por fármacos, inmunitarias o autoinmunitarias son la causa más frecuente de hemólisis extrínseca (cuadro 15-8). La metildopa, que se emplea para tratar la hipertensión, es el fármaco que con mayor frecuencia genera reacciones hemolíticas aunque también ciertos antibióticos y la quinidina producen este efecto. 21 Las reacciones de transfusión hemolítica y las enfermedades hemolíticas en los recién nacidos también ocasionan hemólisis extrínseca. Al tratar la causa de la hemólisis se corrige el funcionamiento hepático anormal relacionado con ella. Las indicaciones hematológicas para estas afecciones incluyen incremento del recuento de reticulocitos, anisocitosis, policromatofilia y macrocitosis. El paciente puede o no presentar anemia. 21 El valor anormal más destacado en la prueba de funcionamiento hepático es el aumento de la concentración ~de bilirrubina total, principalmente de tipo no conjugado. La orina no contiene bilirrubina porque el aumento de la concentración sérica se debe a la fracción enlazada con albúmina, de tipo insoluble. El incremento del urobilinógeno, hemosiderina y hemoglobina en orina, reflejan la extensión de la hemólisis. El urobilinógeno fecal también aumenta porque esta es la principal vía de eliminación de los subproductos de hemoglobina. La LD aumenta debido a que la concentración de esta enzima en el interior del eritrocito es alta, y se libera durante la hemólisis y no por daño hepático. Las enzimas hepáticas como AST, ALT, GGT y ALP se encuentran en concentraciones normales.

CIRROSIS La cirrosis significa literalmente afección hepática en la cual el hígado adquiere un color amarillo-anaranjado y su configuración se destruye de manera permanente. Este padecimiento constituye la etapa final de varios procesos de enfermedad. Enfermedad de Wllson

La enfermedad de Wilson es de tipo hereditario y se caracteriza por defectos en el metabolismo y almacenamiento del cobre. La enfermedad se describió por primera vez en 1912, pero no fue sino hasta mediados de la década de los años 40 que se comprobó que el cobre era el agente etiológico. Este error congénito del metabolismo del cobre se debe a un gen defectuoso en el cromosoma 13 y afecta a diversos sistemas del cuerpo, en especial hígado, córnea, riñón y cerebro. La prevalencia de la enfermedad es de aproximadamente tres casos por cada 100 000 personas, y afecta de igual manera a varones y mujeres. 22 La afección casi nunca se detecta en niños pequeños; por lo general se diagnostica a comienzos de

la adolescencia, cuando la acumulación de cobre comienza a producir efectos tóxicos. Sólo se requieren pequeñas cantidades de cobre para el funcionamiento metabólico normal y este metal tiene una actividad específica como cofactor en ciertas reacciones enzimáticas. El principal defecto en la enfermedad de Wilson es el almacenamiento del cobre. Se ingieren cantidades normales del mismo, pero el hígado es incapaz de excretarlo a la bilis, por lo que se acumula en dicho órgano. Tras varios años de ingerir más cobre del que se metaboliza, el funcionamiento normal del tejido hepático se destruye por los efectos tóxicos del metal, lo que produce una reducción del funcionamiento hepático similar a la hepatitis viral crónica. El exceso de cobre se libera a la circulación, lo que da lugar a los niveles elevados de cobre que caracterizan la enfermedad de Wilson. Para complicar el proceso, el hígado es también el sitio en que se produce la proteína que transporta el cobre, la ceruloplasmina. Cuando el hígado se daña por exceso de cobre, sintetiza cantidades mínimas de ceruloplasmina, la c!W ayudaría a disuibuir el exceso de dicho metal. La enfermedad de Wilson no se diagnostica en forma correcta porque es muy similar a la hepatitis no-A, no-B.' Los signos y síntomas físicos son idénticos en ambas enfermedades y el diagnóstico era difícil antes del desarrollo marcadores inmunológicos específicos para la hepatitis ~ A, no-B (HCV). El problema más significativo del diagn~ tico erróneo es que se retrasa el tratamiento específico le enfermedad de Wilson. Esta última se trata de manera caz con el agente quelante penicilamina. Dicho fármaco jora los síntomas y cuando se inicia a etapas tempranas proceso de enfermedad evita gran parte del daño permanente que provocan los efectos tóxicos del cobre en tejido nervioso. Debe sospecharse la existencia de enfermedad de son en cualquier paciente de 10 a 40 años si presenta un dro similar al de hepatitis no-A, no-B y hemólisis. 22 Esta tima es una observación frecuente en la enfermedad Wilson, probablemente porque el exceso de cobre se al interior de los eritrocitos y provoca su lisis. Los n <> r•rPIIjóvenes suelen presentar síntomas hepáticos y los de mayor, síntomas neurológicos. Los problemas comunes en la enfermedad de Wilson incluyen salivación excesiva, pérdida de la coordinación motora y afecciones psiquiátricas, como comportamiento gante, esquizofrenia, depresión y psicosis.22 Todos los viduos que presentan manifestaciones neurológicas y quiátricas de la enfermedad tienen también anillos Kayser-Fleischer en los ojos. Estos son depósitos de que se encueotran en la periferia de la córnea y son cos de la enfermedad de Wilson. Los resultados de laboratorio que se obtienen en de la enfermedad de Wilson incluyen incremento de 1015 veles de cobre en suero, aumento de los niveles de orina y reducción de la concentración de biopsia hepática es útil para determinar la concentrac cobre hepático. Los resultados de laboratorio que · daño hepático incluyen incremento de la COJilce:ntracJC.~ AST y ALT, hiperbilirrubinemia, concentración baja

FUNCIONAMIENTO HEPATICO 15 •

.::iDa en suero o deficiencia de los factores de coagula- :c. que provoca equimosis y hemorragias. La enfermedad de Wilson es progresiva y fatal si no se EJ:::::de. Algunos casos avanzados se han tratado mediante '"'lante hepático con inversión posterior total de la enfer.,.,....ad. El tratamiento con penicilamina de por vida, igual de los síntomas hepáticos de la enfermedad, con freía reducen las perturbaciones neurológicas y psiquiátri:,.. evitan las complicaciones. lencla de antltrlpslna alfa-1 n titripsina alfa-1 (AAT) es una proteína que se forma en e .:.."gado e inhibe la acción de la tripsina y otras proteasas. & d principal componente de las globulinas alfa- 1. Si esta -..:=la no está presente en suficiente cantidad para evitar la ' n de dichas enzimas, se producen daños hidrolíticos en ~j idos. La deficiencia hereditaria provoca reducción de ~tes is de AAT que da lugar a enfisema, cirrosis, o am~1uchos pacientes con deficiencia de AAT presentan en ;:rimeras etapas ictericia hepática y hepatomegalia. No te, estos síntomas desaparecen a los pocos meses, aun:odos los individuos muestran pruebas de funcionamienpático ligeramente anormales. Aproximadamente 80% JS personas que tienen menos de 10% de la concentranormal de AAT padecen enfermedades pulmonares ctivas crónicas a los 40 años. 17 Invariablemente, la de_cia de la forma hepática de AAT produce incremento ..1 concentración de bilirrubina, AST y ALT. Como la a_:- constituye de 80 a 90% de la fracción de globulina l en suero, la electroforesis rutinaria de proteínas sérii:!dica reducción significativa del máximo de globulina l . Las técnicas de enfoque isoeléctrico para identificar ;roteína específica y la biopsia hepática son necesarias el diagnóstico definitivo. La gravedad de los síntomas y el pronóstico del paciente ...::t según el grado de deficiencia de la proteína. No existe -:.atamiento eficaz para la deficiencia de AAT pero este _ hereditario se corrige bien en pacientes que reciben • :ante hepático.

mocromatosis es una afección que se caracteriza por un

_._,,,.,.t.... en el almacenamiento de hierro y el desarrollo de tóxicos debido a elevadas concentraciones de éste en Se hereda como defecto del metabolismo del hiese adquiere por cualquier otra afección que incremente .::::iponibilidad de hierro para el metabolismo. Se observa -=::::::Jocrc,miato·s··ts adquirida en pacientes con talasemia, esfe-_...,~ "' hereditaria, anemia sideroblástica y en personas que en forma excesiva complementos de hierro por vía o reciben transfusiones múltiples de sangre.23 Quienes más de 50 transfusiones tienen alto riesgo de sufrir -=z::ocrornatosi· s adquirida. La hemocromatosis genética se por un rasgo autosómico recesivo que produce mayor · de hierro en las células hepáticas, cardiacas, ;áncreas y de otros órganos. El defecto aparente es un de la absorción de hierro del conducto digestivo. ~jidos.

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El consumo dietético es normal, pero al paso de los años el hierro se acumula en las células. La mayoría de los casos de hemocromatosis hereditaria no se identifican hasta que el paciente llega a la cuarta década y los 46 años son la edad promedio de diagnóstico. 24 Los varones con esta afección sobrepasan a las mujeres por más de 10 a l, aunque el patrón hereditario no está ligado al sexo. Es probable que las mujeres se protejan durante años debido a la menstruación, que evita la acumulación de hierro necesaria para que se desarrollen los síntomas. Los rasgos característicos de esta afección no se evidencian hasta que se almacenan 25 a 50 g de hierro en el organismo, lo cual se logra reteniendo de 1.25 a 2.5 mg de hierro al día hasta los 50 años. 25 . Los síntomas clínicos usuales de hemocromatosis incluyen pigmentación cutánea provocada por depósitos de hemosiderina, hepatomegalia, hipogonadismo e intolerancia a los carbohidratos. La disfunción hepática generalmente se clasifica como fibrosis o cirrosis. La bilirrubina sérica y las concentraciones de AST y ALT sólo se incrementan poco. El estado diabético que presentan varios pacientes con hemocromatosis posiblemente se deba a la destrucción de los islotes delta pancreáticos y los hepatocitos, a consecuencia de los depósitos de hierro. Quizás éste sea el mismo mecanismo para el hipogonadismo que se observa en los varones con hemocromatosis. El diagnóstico de laboratorio de la hemocromatosis incluye niveles de hierro en suero, capacidad total de enlace del hierro, concentraciones de ferritina y saturación porcentual de transferrina. El hierro sérico tal vez no constituya un indicio específico o sensible de las reservas hepáticas de hierro, pero esta información junto con otros valores de laboratorio tiene considerable significado diagnóstico. Las concehtraciones de ferritina sérica muestran mayor correlación con las reservas de hierro y dan indicios del grado de daño hepático. Para el diagnóstico definitivo se requiere biopsia hepática y valoración histológica de las reservas de hierro. Es importante identificar a los miembros afectados pero asintomáticos de la familia de pacientes con hemocromatosis declarada, para iniciar el tratamiento antes de que se produzcan daños irreversibles en los tejidos . La terapéutica preferencial para hemocromatosis es flebotomía regular con el fin de eliminar hierro del organismo. Esto obliga al organismo a utilizar las reservas de dicho metal para síntesis de eritrocitos y las agota. Se retiran aproximadamente 250 mg de hierro por 500 mi de sangre a la semana mediante flebotomía. Este proceso debe continuar hasta que la concentración de hierro en el suero de paciente, los niveles de ferritina o ambos desciendan al rango de referencia .. bajo y la hemoglobina descienda a menos de 10 g/100 mi. 23 Es probable··que se requiera de dos a tres años de flebotomías a la semana para agotar las reservas de hierro. Muchos síntomas clínicos de hemocromatosis desaparecen cuando las concentraciones de hierro descienden al rango normal.

Cirrosis biliar primaria

La cirrosis biliar primaria es una afección hepática obstructiva, progresiva y crónica que se caracteriza por destrucción de los conductos biliares intrahepáticos, inflamación y tejido

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QUIMICA CLINICA

cicatriza] y, posteriormente, desarrollo de cirrosis. Esta afección tiene etiología desconocida y en sus últimas etapas provoca insuficiencia hepática. Aunque parece existir cierta tendencia familiar para su desarrollo, no hay indicaciones de que sea una afección hereditaria de tipo simple. La cirrosis biliar primaria es principalmente una afección de mujeres de edad intermedia, quienes manifiestan quejas inespecíficas de fatiga y comezón. En las primeras etapas de la enfermedad no se observa ictericia, pero en general se detecta hepatomegalia y ligera elevación de ALP. Otros síntomas son oscurecimiento de la piel debido a depósitos de melanina, hirsutismo, anorexia y pérdida de peso.26 El incremento de excreción de grasa en las heces con reducción correspondiente de vitaminas liposolubles (vitaminas A, D, E y K) indica una disminución de la excreción de ácidos biliares hepáticos. La anormalidad más notable en la cirrosis biliar primaria se asocia con respuestas inmunitarias celulares y humorales de tipo específico, lo que sugiere una base autoinmunitaria. Más de 90% de los pacientes con esta enfermedad presentan anticuerpos antimitocondriales (AMA) en suero. 26 Estos anticuerpos son heterogéneos y reaccionan con la mitocondria de diferentes órganos y distintas especies. El anticuerpo más frecuente es anti-M2, que reacciona con la membrana interna de la mitocondria y se encuentra en más de 95% de los pacientes con cirrosis biliar primaria. Otros anticuerpos que suelen observarse son anti-M4, que sólo se presenta cuando hay anti-M2, anti-M8, que se asocia con una forma de cirrosis biliar hepática que progresa con rapidez, y anti-M9, que suele indicar la forma benigna de la enfermedad.26 A menudo ocurren anormalidades del sistema de complementos y es probable que la activación de complementos produzca daños inflamatorios al hígado. Las anormalidades de los conductos biliares que se observan en la cirrosis biliar primaria son similares a las de la enfermedad de injerto contra huésped e indican también que esta afección es de tipo autoinmunitario.26 En un estudio, más de 84% de los pacientes con cirrosis biliar primaria tuvo también alguna afección de origen autoinmunitario y 41% dos o más afecciones, como tiroiditis autoinmunitaria, escleroderma o artritis reumatoide.27 Las observaciones de laboratorio en pacientes con cirrosis biliar simple incluyen resultados que sugieren ictericia obstructiva, como incremento de la concentración de bilirrubina conjugada y de ALP, 5'-NT y GGT. La detección de lipaproteína X es una indicación específica de enfermedad obstructiva. La reducción del funcionamiento hepático se determina por incremento de los niveles de ácidos biliares en suero y de las concentraciones de lípidos en suero, especialmente colesterol total y fosfolípidos, y menores cantidades de albúmina en suero. La confirmación de la presencia de AMA es un signo diagnóstico. Aún no existe un tratamiento eficaz para la cirrosis biliar primaria, aunque recientemente se ha empleado ácido ursodeoxicólico y dosis bajas de metotrexato con resultados prometedores, ya que se observa que los resultados de laboratorio se normalizan y la enfermedad progresa en forma más lenta.28 Los pacientes que llegan hasta la insuficiencia hepática total pueden someterse a" un trasplante como última opción terapéutica. Los pacientes con cirrosis biliar primaria

son buenos candidatos para trasplante y el procedimiento permite la inversión total del proceso de enfermedad.

ANORMALIDADES DE LA EXCRECION DE BILIRRUBINA Síndrome de Dubln-Johnson

El síndrome de Dubin-Johnson produce una afección hepática que reduce la excreción biliar de bilirrubina conjugada La afección, que se hereda como rasgo autosómico recesivo, es crónica y benigna. El consumo y proceso de almacenamiento en el hígado es normal y sólo se observa un defecto en la acción para eliminar bilirrubina del hepatocito y excretarla a la bilis. El paciente presenta pocos o ningún síntoma y con frecuencia la afección se descubre al estudiar otras enfermedades, o al realizar análisis de los miembros de la familia de algún individuo ya afectado. En ocasiones se detecta hepatomegalia leve e ictericia, y aproximadamente 501k de los individuos con síndrome de Dubin-Johnson tiene orina oscura, lo '!ue indica que excretan bilirrubina conjugada a través de ella. Los valores de laboratorio suelen ser normales pero en general la concentración total de bilirrubina es de 2 a 10 mg/100 mi y un 60% es de tipo conjugado. Debido a la naturaleza obstructiva de esta afección, gran parte de la bilirrubina conjugada circula enlazada a la albúmina, en forma de bilirrubina delta. Esto dificulta la valoración del laboratorio de la concentración precisa de bilirrubina conjugada, ya que la bilirrubina delta reacciona como conjugada en soluciones acuosas con el reactivo diazo además de que esti combinada con la albúmina. Las enzimas hepáticas corno ALP, AST y ALT suelen ser normales, así como la concentración de ácidos biliares en suero. La falta de marcadores específicos de laboratorio y químicos dificulta el diagnóstico, pero la prolongación de la prueba con tinte BSP, las observaciones histológicas y el examen radiológico de la vesícula biliar ayudan. En el ~ dente con síndrome de Dubin-Johnson, la prueba BSP es normal o casi normal al efectuar el muestreo a los 45 minutos, pero cuando se obtienen pruebas adicionales a los 90 _ 120 minutos de la inyección del tinte, se observa una elevación considerable de la concentración de BSP. El hepático y el proceso del tinte parecen normales, pero en de que se excrete a la bilis, como es lo normal, el tinte se gurgita al torrente sanguíneo, lo que provoca aumento de concentración. Se observa retraso en el incremento de concentración de BSP en 90% de los pacientes con de Dubin-Johnson y constituye una característica de la ción.6 Otro ,.rasgo del síndrome de Dubin-Johnson son gránulos de pigmentación oscura que se encuentran en el gado al efectuar la biopsia. Se cree que son lisosomas mentados, aunque no son específicos de la afección, tuyen una observación común. Los tintes que se · normalmente para estudios radiológicos tampoco son tados por el hígado, de manera que el sistema biliar, en cular la vesícula, no se visualiza en la placa au .tu~~i:lJIKI cuando se utilizan dichos tintes. El síndrome de son también produce metabolismo anormal de los DrCidU1::U. de desperdicio de las porfirinas, los citómeros de ronnrr•n~·-

FUNCIONAMIENTO HEPATICO 15 • 305

rina. Un individuo normal excreta coproporfirina a través de orina y bilis. Sesenta y cinco por ciento de la coproporfrrina 10tal que se fonna se libera a la bilis y la mayoría corresponde al isómero de coproporfrrina tipo l. El 25% restante se excreta en la orina y es principalmente el isómero de coproporfirina tipo III. En el síndrome de Dubin-Johnson, la excreción total de coproporfrrina es normal, pero casi 80% de coproporfrrina urinaria es el isómero del tipo 1 en vez del isómero normal del tipo 111.20 Se observan resultados de laboratorio más anormales en pacientes que utilizan esteroides anabólicos y en mujeres que emplean anticonceptivos orales y durante el embarazo, ya que estas afecciones nonnalmente incrementan la carga de excreción hepática. Pero, inclusive en estos casos, el síndrome de Dubin-Johnson es una afección leve con pronóstico excelen:e y margen de vida normal, que no requiere tratamiento. Síndrome de Rotor

El síndrome de Rotor se asemeja mucho al síndrome de Dubin:Qhnson porque ambos se caracterizan por hiperbilirrubine:nia conjugada benigna que se hereda como rasgo autosómico :ecesivo. Algunos especialistas consideran que constituye :na variante genética del síndrome de Dubin-Johnson.20 El :iefecto específico de esta afección es que se reduce la con~ntración o actividad de proteínas de enlace intracelular, ~mo la Iigandina. El síndrome de Rotor no es progresivo y :.3 única anormalidad de laboratorio congruente es elevación ~e la concentración de bilirrubina conjugada tanto en suero :t>mo en orina. Generalmente la concentración total de bili:rubina es de 2 a 5 mg/100 mi y más de 50% es de tipo con: ~gado. Las demás pruebas del funcionamiento hepático son ::ormales y los pacientes sólo se quejan de fatiga general. En :t>ntraste con el síndrome de Dubin-Johnson, la biopsia he;:itica no revela pigmentación oscura en el síndrome de Ro::or. La prueba con el tinte BSP no indica retraso en el auwento de la concentración de BSP, el cual es característico .!el síndrome de Dubin-Johnson. En apariencia el defecto en !l síndrome de Rotor es una reducción del consumo hepático ~1 tinte. Hay 30 a 50% de retención del tinte a los 45 minu.-lS, seguido por un incremento constante de la retención del ;:¡ismo con el transcurso del tiempo.6 Otra diferencia entre _-nbas afecciones es la excreción urinaria de coproporfrrina. =:n el síndrome de Rotor se eleva de manera significativa la !Icreción total de coproporfirina y .hasta 65% es el isómero ::po l. Comparativamente, los pacientes con síndrome de :>ubin-Johnson excretan concentraciones nonnales de copro_;orfirina en orina y 80% corresponde al isómero tipo l. El síndrome de Rotor es menos frecuente que el de Du: in-Johnson, tiene pronóstico excelente y no requiere de tra;,m¡iento. Como ocurre con todas las hiperbilirrubinemias :.enignas hereditarias, es importante efectuar un diagnóstico -reciso para distinguirlas de otras afecciones hepáticas más ;:aves que sí requieren tratamiento. Sindrome de Crlgler-Najjar • :::1 síndrome de Crigler-Najjar es una afección poco frec uen- de tipo hereditario que se debe a una reducción de la

transferasa de UDP-glucuronilo, la principal enzima que participa en la conjugación de bilirrubina en el hígado. El síndrome tiene dos niveles de gravedad. El Crigler-Najjar tipo 1 es la forma más grave en la cual prácticamente no se detecta transferasa de UDP-glucuronilo en circulación. El CriglerNajjar tipo 11 es menos grave y en él sólo se detecta reducción de la actividad de transferasa de UDP-glucuronilo. El Crigler-Najjar tipo 1 es la hiperbilirrubinemia no conjugada menos frecuente. Se hereda como rasgo autosómico recesivo y los pacientes en general mueren el primer año de vida debido a kemicterus, que es la acumulación de bilirrubina no conjugada en cerebro y tejido nervioso. Pocas personas con el tipo J sobreviven más allá de la niñez y aun así desarrollan kernicterus mortal en la etapa de la pubertaq. En las primeras etapas de la enfermedad se observa ictericia notable y hepatomegalia que empeoran en form:t progresiva. No hay nivel detectable de actividad enzimática de transferasa de UDP-glucuronilo en suero y las concentraciones de bilirrubina no conjugada se elevan hasta 20 a 50 mg/100 ml. La tasa de~reducción de bilirrubina y el transporte al hepatocito aparentemente son normales, pero cuando el hígado es incapaz de conjugar y excretar la bilirrubina, ésta se regurgita al torrente sanguíneo. Como la bilirrubina no conjugada no es soluble en agua, es imposible que se excrete a traves de la orina. Circula a concentraciones cada vez mayores y se absorbe a los tejidos. No se observa excreción de bilirrubina conjugada en bilis y la concentración de urobilinógeno fecál y en orina se reduce. La mayoría de las pruebas de funcionamiento hepático arrojan resultados normales, con excepción de las concentraciones séricas de bilirrubina no conjugada y urobilinógeno, y una leve reducción de la depuración de tinte BSP. No hay tratamiento específico para el síndrome de Crigler-Najjar más que intentos para reducir las concentraciones séricas de bilirrubina. Se han utilizado transfusiones de intercambio, plasmaféresis y fototerapia, pero ninguna resulta eficaz para el control a largo plazo de la afección. La administración de agentes inductores enzimáticos, como fenobarbital, no incrementa la actividad enzimática, por lo cual el tratamiento no tiene éxito. El trasplante hepático es conveniente cuando se efectúa antes de que surjan complicaciones en el sistema nervioso central. El síndrome de Crigler-Najjar tipo 11 también es poco frecuente y en él se observa una actividad menor de lo normal en la transferasa de UDP-glucuronilo. La mayoría de los pacientes con síndrome de Crigler-Najjar tipo 11 tienen actividad menor de 10% de lo normal de esta enzima. 18 Como el hígado tiene cierta capacidad de conjugación, las concentraciones séricas de bilirrubina no conjugada generalmente permanece¡}. a menos de 20 mg/100 mi. Las observaciones de laboratorio son normales, con excepción de un incremento de la concentración de bilirrubina; el único síntoma que presentan los pacientes es ictericia, y casi nunca requiere tratamiento. Se han reportado pocas defunciones debido a kernicterus por esta afección. La administración de fenobarbital reduce las concentraciones de bilirrubina no conjugada y es útil en casos de ictericia clínica. El tratamiento debe continuarse para evitar que vuelvan a aumentar las concentraciones de bilirrubina y se observe ictericia.

306 • QUIMICA CLINICA

Enfermedad de Gllbert

La enfermedad de Gilbert es la menos grave de las hiperbilirrubinemias no conjugadas hereditarias la más frecuente, ya que afecta de 2 a 7% de la población. Los varones resultan afectados con mayor frecuencia que las mujeres y se cree que el patrón de herencia es autosómico dominante. Hay evidencia de que el síndrome de Crigler-Najjar tipo II y la enfermedad de Gilbert tienen base genética común, ya que se han observado ambas afecciones en la misma familia. La actividad de transferasa de UDP-glucuronilo se reduce de 20 a 50% en esta afección y la concentración de bilirrubina no conjugada se incrementa levemente, de 1 a 3 mg/100 mi. Una observación poco frecuente es que el ayuno incrementa la concentración de bilirrubina en forma significativa. Las personas con enfermedad de Gilbert presentan pocos síntomas además de ictericia leve y quejas de fatiga, malestar o dolor abdominal. Otras observaciones de laboratorio, como la concentración de urobilinógeno y las actividades de enzimas hepáticas son normales. En general el diagnóstico se lleva a cabo debido a la persistencia de hiperbilirrubinemia no conjugada leve, al incremento de concentraciones de bilirrubina en ayunas y a la falta de cualquier otro dato anormal de funcionamiento hepático. No se requiere tratamiento para esta afección b~nigna (cuadro 15-12).

6

AFECCIONES DE HIGADO GRASO

Alcoholismo

El alcohol etílico es una toxina sistémica que lesiona todos los tejidos y cuJ.ndo se consume durante cierto periodo ocasiona invariablemente depósitos grasos en el hígado. El consumo crónico de alcohol se ha ligado a enfermedades hepáticas, en particular cirrosis, desde fines del siglo xvrr. A partir de esa fecha se observó que el alcohol ejerce efectos tóxicos Cuadro 15- 12. Afecciones congénitas hereditarias del metabolismo de la blllrrubina

l.

Reducción del consumo hepático

? Enfermedad de Gilbert 11.

Reducción de la conjugación de bilirrubina (reducción de la actividad de la transferasa de glucuronilo) A. Enfermedad de Gilbert B. Síndrome de Crigler-Najjar tipos 1 y 11 C. Ictericia fisiológica del recién nacido (retraso normal del desarrollo de la enzima conjugadora de glucurónido) D. Hlperbillrrubinemia neonatal familiar transitoria (efecto inhibitorio en el suero materno en la conjugación de bilirrubina) 111. Alteración de la excreción hepática A. Síndrome de Dubin-Johnson B. Síndrome de Rotor C. Colestasis del embarazo D. Colestasis intrahepática recurrente

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Tomado de Chen TS. Chen PS: Essential Hepatology. Stoneham MA. Butterworth Co., 1977. Reproducido con autorización.

en cerebro, corazón, nervios periféricos y el conducto digestivo, así como en el hígado. La mala nutrición es una consideración adicional, ya que las bebidas alcohólicas son deficientes en nutrientes, aunque tienen elevado contenido de calorías. El organismo no almacena el alcohol, por tanto éste se metaboliza, con frecuencia a expensas de otras funciones metabólicas más vitales. El hígado desempeña la función principal en el metabolismo del alcohol, por lo cual es particularmente vulnerable a los efectos tóxicos del mismo. El alcoholismo es un problema de salud y social grave y muy diseminado a nivel mundial; las enfermedades relacionadas con él constituyen la sexta causa de defunciones en Estados Unidos. 29 El alcohol se absorbe tanto del estómago como del intestino delgado y grueso. Noventa por ciento se transporta al hígado para su oxidación y el 10% restante se metaboliza y excreta en riñones y pulmones. En el interior de cada hepatocito, la eliminación del alcohol requiere del sistema de enzimas citosólicas, la deshidrogenasa alcohólica, para oxidar el alcohol a acetaldehído. El producto final es liposoluble y muy reactivo y provoca más daño a las células que la toxina original, el alcohol. La coenzima deshidrogenasa de acetaldehído descompone el acetaldehído a acetil CoA, que después se transforma en acetato. Este último producto se oxida a dióxido de carbono y agua y vuelve a penetrar al ciclo del ácido cítrico para formar otros compuestos como ácidos grasos. El NAD+ es un cofactor importante y aceptar de hidrógeno en estas reacciones. Una segunda vía para el metabolismo del alcohol en el hígado utiliza el sistema de oxidación microsómico de etanol (MEOS). Este sistema adquiere mayor significado en las personas que consumen alcohol en forma crónica, como complemento de la vía metabólica de la deshidrogenasa alcohólica. El MEOS oxida etanol, oxígeno y NADPH a acetaldehído, agua y NADP+. El consumo diario regular de alcohol provoca tensión en el hígado y reduce la capacidad de estos sistemas de oxidación para manejar la carga metabólica. Las lesiones que produce el alcohol en el hígado se clasifican en tres grupos: hígado graso alcohólico, hepatitis alcohólica y cirrosis alcohólica. La etapa más temprana de daño hepático se designa hígado graso agudo y es la anormalidad más frecuente tras la ingestión crónica de etanol. En esta afección el paciente casi nunca presenta síntomas declarados de enfermedad hepática, aunque muchos padecen hepatomegalia, dolor o sensibilidad abdominal. Los casos más avanzados presentan también náusea, vómito, anorexia, icteri.cia o edema. El paciente en general es joven o de edad inter·media y tiene antecedentes de consumo moderado de alcohol durante seis meses o un año. El hígado graso alcohólico produce pocas anormalidades de laboratorio. Es probable que las únicas observaciones con significado sean una leve elevación de actividad de AST y ALT, prueba de BSP ligeramente prolongada e incremento de la actividad de GGT. La biopsia hepática indica infiltración grasa y se observa recolección de grasa en las vacuolas del citoplasma celular. En esta etapa de desarrollo, cuando se evita la ingestión de alcohol, se logra la recuperación total en un lapso de seis a ocho semanas. 20

FUNCIONAMIENTO HEPATICO 15 • 307

La etapa intermedia de la lesión hepática se denomina alcohólica. En ella se observa evidencia de inflama::ión hepática aguda y necrosis, el cuadro clínico varía desde .;n síndrome leve similar al de hígado graso alcohólico hasta ! l proceso mortal de insuficiencia hepática. El paciente en _5eneral es de sexo femenino, de edad intermedia y presenta ~ quejas comunes de náusea, vómito, pérdida de peso, dolor abdominal y neuritis periférica. Las observaciones típicas ~ menudo incluyen hepatomegalia, ictericia, ascitis, fiebre y !flcefalopatía. 20 Muchos pacientes también muestran signos ::!e mala nutrición. Los resultados de laboratorio indican da"'os más graves al hígado e incluyen incremento de la con::entraci6n de AST, ALT, GGT y ALP, y concentración total .=e bilirrubina hasta de 30 mg/100 mi. Las proteínas séricas, ~ particular la albúmina, se reducen y el tiempo de protromZ'ina se prolonga. Esta afección se confunde fácilmente con .:~patitis viral y el antecedente de ingestión excesiva de aleo¡ no permite descartar necesariamente las causas virales .:.!l problema hepático. El tratamiento de este tipo de daño • pático es inespecífico, pero está indicado evitar la inges. · n de alcohol y dar terapéutica de apoyo para cualquier :omplicación específica. El pronóstico depende del tipo y p-avedad del daño hepático; se ha descrito una mortalidad :-ara esta afección de 2 a 17 por ciento.6 El daño más grave que produce el alcohol al hígado es _cirrosis alcohólica, más frecuente en varones que en muje"'!"S y que suele descubrirse cuando el paciente tiene más de años. Los principales síntomas son inespecíficos, pero las ·bservaciones clásicas son pérdida de peso, debilidad, hepamegalia, esplenomegalia, ictericia, ascitis, fiebre, desnutri:ión y edema. Las anormalidades de laboratorio incluyen in~ mento de la concentración de bilirrubina total y reducción ~ los niveles de albúmina, con aumento de las concentra::Ones de globulina y prolongación del tiempo de protrombi.u. La biopsia hepática es el único método para efectuar el ;..:3gnóstico definitivo de cirrosis alcohólica. El pronóstico :.~t la afección depende de factores complicantes, como herragia gastrointestinal o ascitis, pero la mortalidad a los años tras el diagnóstico de cirrosis alcohólica es de apro:nadamente 25%. 5 El mal pronóstico se debe a la extensión .>l los daños hepáticos que provoca la cirrosis e indica que se :.._consumido alcohol durante mucho tiempo. ~epatitis

Síndrome de Reye

• síndrome de Reye es una afección que en general se pre.e:Jta tras una infección viral de varicela o influenza en niños ~ dos a J 3 años. Por lo general la enfermedad primaria sigue ...... curso natural de dos a cuatro días y cuando el paciente ~.-.."""ece mejorar, se desarrolla en forma repentina fiebre, vó·:o y, con menor frecuencia, diarrea. A las 24 horas apare_-:¡ síntomas en el sistema nervioso central que incluyen le.rgo, convulsiones y delirio que pueden progresar a coma, ::ro respiratorio y la muerte. El síndrome de Reye provoca ¡¡: mal funcionamiento generalizado de las mitocondrias, lo da lugar a afecciones metabólicas agudas del sistema lC"'."ioso central y el hígado. Se produce infiltración grasa z. hígado y encefalopatía debido a la acumulación de amoo en sangre. El síndrome de Reye se produce en cerca de

uno de cada 2 000 casos de influenza B y en uno de cada 4 000 casos de varicela, aunque su causa es poco clara y se cree que su etiología es múltiple. 6 Se piensa que otros virus como el de herpes, el coxsackie, el ECHO y el adenovirus están iinplicados y las toxinas como aflatoxina, insecticidas, pesticidas y salicilatos también se relacionan con el síndrome. · Las observaciones comunes de laboratorio incluyen concentración normal de bilirrubina total, aumento de la actividad de AST y ALT, notable incremento de la concentración de amoniaco sérico y tiempo de protrombina prolongado, que indica necrosis hepática. Otros resultados son: reducción de la concentración de glucosa en suero y lfquido cefalorraquídeo, e incremento de los niveles de nitrógeno ureico y sodio en sangre. El tratamiento del síndrome de Reye consiste en controlar la insuficiencia hepática y las anormalidades del sistema nervioso central que con frecuencia provocan la muerte. En general se observa edema cerebral significativo y se requiere reducir la presión intracraneal mediante diuréticos como manito! o glicerol. El curso de la afección es rápido y aun con cuidados métlicos agresivos la tasa de mortalidad es cercana a 40% en casos reconocidos. 6 El proceso es reversible en todas las etapas excepto la final, que es la de paro respiratorio y coma, pero se observan afecciones psiquiátricas o neurológicas de tipo residual en más de 50% de quienes se recuperan del síndrome de Reye.

El hígado durante el embarazo

Los cambios fisiológicos normales dificultan la valoración del funcionamiento hepático en mujeres embarazadas. éas concentraciones de proteínas, lípidos y ácidos biliares se alteran y ciertas actividades enzimáticas del suero reflejan la producción materna y fetal. La concentración de albúmina se reduce en forma considerable en mujeres embarazadas debido a que la producción hepática disminuye y al efecto de dilución del incremento de volumen plasmático. Los niveles más altos de triglicéridos, colesterol y fosfolípidos se deben a la lipólisis periférica. Los incrementos significativos de las actividades de ALP y LAP reflejan enzimas de origen placentario, no hepático; en general las concentraciones de GGT son inferiores, mientras que las concentraciones de AST y ALT deben permanecer dentro de límites normales durante el embarazo. Estos valores de laboratorio, con excepción de las concentraciones normales de AST y ALT, también se observan en diversas afecciones hepáticas leves, por lo cual no proporcionan información útil para evaluar los posibles problemas hepáticos durante el embarazo. La dificultad reside en diferenciar entre las variaciones que produce el embarazo normal y las·ocasionadas por una verdadera afección hepática. La hepatitis aguda y crónica, así como los trastornos relacionados con el alcohol constituyen afecciones hepáticas comunes en mujeres embarazadas. Las manifestaciones clínicas y resultados de la hepatitis aguda no difieren en mujeres embarazadas con respecto a la población en general, aunque el virus puede transmitirse al niño in utero o durante el parto y provocar infecciones por hepatitis en el neonato. La ingestión de alcohol durante el embarazo tiene consecuencias graves tanto para el feto como para la madre. El consu-

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QUIMICA CLINICA

mo crónico provoca el síndrome de alcoholismo fetal, que incluye anormalidades faciales, malformaciones congénitas, retraso del crecimiento, disfunción del sistema nervioso central y posibles anormalidades del funcionamiento hepático en niños afectados.5 El embarazo en mujeres con cirrosis es poco frecuente pero cuando ocurre, la morbilidad y mortalidad para la madre y el niño son altas. La colestasis y los cálculos en los conductos biliares son causas frecuentes de ictericia que a menudo requieren intervención quirúrgica. Diversos síndromes afectan el funcionamiento del hígado durante el embarazo. La colestasis intrahepática del embarazo es una afección poco frecuente y benigna que se presenta a finales del mismo y produce ictericia y prurito. Se resuelve con rapidez después del parto, pero es probable que vuelva a producirse en embarazos futuros. En el desarrollo de dicha afección participan factores de tipo genético y hormonal. El hígado graso agudo del embarazo es una afección poco frecuente, pero a menudo mortal, que se presenta a fines del embarazo. Este síndrome es similar al de Reye en los niños y se inicia con vómito y dolor abdominal. Se observa ictericia y síntomas neurológicos en las siguientes dos semanas. Se considera que la causa es de tipo viral o tóxica y que los factores nutricionales tienen cierta participación. La muerte fetal, materna o de ambos se observa en casi 50% de los casos. 5 El hígado graso agudo del embarazo generalmente no presenta recurrencias en embarazos posteriores. Una tercera complicación del embarazo se denomina síndrome HELLP (por sus siglas en inglés) y se observa con mayor frecuencia en mujeres que presentan signos clínicos de preeclampsia. Estas experimentan necrosis hepática y anormalidades características de laboratorio: hemólisis, elevación de las enzimas hepáticas y recuento bajo de plaquetas. La hemólisis se debe a la anemia hemolítica microangiopática y la concentración de AST y ALT aumenta. La disfunción renal es otra característica del síndrome HELLP. La recurrencia en embarazos posteriores es poco común y la mortalidad materna es baja, pero la mortalidad fetal es alta debido a hipoxia e insuficiencia placentaria. 5

HEPATITIS La hepatitis se caracteriza por necrosis e inflamación del hepatocito, que da lugar a reducción de la capacidad funcional y a resultados anormales en la prueba de funcionamiento hepático. Estas modificaciones hepáticas las ocasionan agentes infecciosos, tóxicos o de otros tipos. Actualmente se identifican cuatro virus específicos de hepatitis, que se denominan virus de hepatitis A (HAV), virus de hepatitis B (HBV), virus de hepatitis delta (HDV) y virus de hepatitis C (HCV). Se supone que existe un tipo de hepatitis provocado por un grupo de virus que aún no se identifica y se designa hepatitis no-A, no-B (NANB). Aunque otros virus afectan el tejido hepático, como el citomegalovirus (CMV) o el virus de Epstein-Barr (EBV), los primeros cuatro que se mencionaron tienen como foco primario de infección, de manera casi exclusiva, al hígado. El CMV, el EBV y otros virus infectan el hígado y otros tejidos del organismo, pero estas enfermedades no se caracterizan por afecciones hepáticas predominantes.

Hepatitis A

La hepatitis A es ocasionada por un picornavirus de tamaño pequeño (27 nm) y forma esférica que contiene una sola cadena de RNA. El virus se reproduce en el hepatocito y se excreta a través de la bilis hacia el conducto digestivo. Por tanto, con frecuencia se encuentran partículas de HAV en las heces de pacientes con enfermedad aguda, lo que constituye la vía de transmisión fecal-oral de tipo normal. El HAV es resistente a inactivación con éter, ácido y temperaturas de hasta 60°C por una hora, pero se inactiva con temperaturas de 100°C o superiores durante 20 minutos, radiación ultravioleta y soluciones de formaldehído. El virus es bastante estable a las temperaturas de almacenamiento de refrigeracióe y congelación. _ La infección por HAV suele asociarse con mala higiene personal, suministro de agua contaminada o malas condici~ nes de sanidad pública. A pesar de que se transmite tambiéa por vía parenteral, este caso es tan poco común que se considera que el HAV sólo es infeccioso y se disemina únicame• te por contacto directo de una a otra persona. Aunque d HAV se encuentra a nivel mundial prevalece más en paíSC5 subdesarrollados. En países industrializados el HAV se <.» serva con frecuencia en proporciones epidémicas cuando hay grandes grupos de personas confinadas a condiciones dt vida en común, como ocurre en instalaciones militares, pnsiones e instituciones psiquiátricas. Los brotes también e asocian con la ingestión de mariscos crudos que provienca de aguas contaminadas. En Estados Unidos las personas coa riesgo especial son hombres homosexuales, niños y persa que trabaja en las guarderías, lo mismo que las familias los niños que asisten a ellas. El HAV se reporta cotl frecuencia, ya que los síntomas iniciales son leves y con cuencia pasan inadvertidos. Existe evidencia serológica que 30 a 50% de la población de Estados Unidos ha est expu~sta al HA V, pero sólo 3 a 5% ha sufrido una enfe dad con síntomas de hepatitis A. 5 La hepatitis A tiene un periodo de incubación de dos seis semanas después de la infección inicial. La transmisi fecal de partículas virales que provocan infección se ini en la última semana del periodo de incubación y en gene persiste de dos a cuatro semanas. Cuando las partículas HAV desaparecen de las heces, aparece el anticuerpo HA en suero y heces y se incrementa la actividad de aminotr ferasa en suero. El anticuerpo tipo lgM al HA V es la prim respuesta a la infección y transcurren tan sólo unas pocas manas antes de que comience a aparecer el anticuerpo IgG HAV. El anti-HA V lgG persiste en cantidades medibles rante varios años. Constituye la base de la prueba de in~ ciones previas por HAV y proporciona inmunidad total esta infección (fig. 15-6). Los síntomas físicos de infección por HAV son leves inespecíficos. Casi todos se clasifican como síntomas de pe con fiebre baja, náusea, vómito y dolor muscular. La i ricia se observa' en pocos casos, pero cuando se presenta de tipo leve. En general los niños presentan menos sínto y más leves que los adultos. La mayoría de las infeccio son agudas y autolimitantes. La recuperación total se pr ce en un lapso de tres a cuatro meses. Las complicacio son poco frecuentes y no existen casos de hepatitis crónic1

FUNCIONAMIENTO HEPATICO 15 • 309

:e portadores

asociados con infecciones por HA V. Los rerutados anormales de laboratorio incluyen incremento de la :ilirrubina total, con concentración aproximadamente igual :e bilirrubina conjugada y no conjugada. En ciertos casos :unbién se observa un incremento de los niveles de las enzi=ms ASTy ALT. El diagnóstico serológico de la hepatitis A se basa en la a ntificación del anticuerpo lgM al HAV en el suero de los ~viduos en quienes se sospecha la infección. Cuando los ~ tomas de la hepatitis se hacen evidentes, todos los pacien:s presentan niveles detectables de dicho anticuerpo, lo que _;ennite el diagnóstico preciso en 90 a 100% de los casos de .;:.fecciones por HAV.5 La determinación de anticuerpo ~-\V total (anti-HAV de tipo lgM e lgG) es de gran utilidad :;:ara determinar el estado inmunitario de las personas y su ~istencia a las infecciones. La prevención de la hepatitis A consiste en preservar las nas condiciones sanitarias y utilizar globulina inmune a :a:patitis A en ciertos casos. La globulina inmune proporciona .=.:nunidad pasiva y está indicada para personas que tienen ·ntacto en el hogar con pacientes que padecen hepatitis A tcriva. No existe inmunización activa para la hepatitis A y el ~.uamiento de la enfermedad activa consiste sólo en el alivio .:r los síntomas. oeepatiHs B

:..t hepatitis B es una enfermedad primaria de tipo más grave la hepatitis A y se asocia con complicaciones a largo :Uzo. El HBV se reproduce en el hepatocito y se libera del

hígado hacia la circulación periférica. La vía primaria de transmisión entre individuos es a través de exposición a sangre contaminada con HBV o productos sanguíneos. El virus de DNA que provoca la hepatitis B difiere totalmente con respecto al de HAV. La partícula completa del HBV se denomina partícula Dane, tiene aproximadamente 42 nm de diámetro y una capa de recubrimiento y un centro interno denso (fig. 15-7). El material de recubrimiento está constituido por lípidos y proteínas y se encuentra en circulación como recubrimiento de la partícula Dane, como cadenas virales incompletas o como esferas de material de recubriIliÍ.ento. Su principal antígeno determinante es el antígeno de hepatitis B (HBsAg) y sus subtipos componentes, a, d, y, w y r. La sustancia del centro se recubre de la capa externa antes de su excreción a la sangre. El centro de la partícula Dane está formado por DNA, polimerasa de DNA y sustancias relacionadas, y provoca el antígeno interno de hepatitis B (HBcAg) y los antígenos e de hepatitis B (HBeAg). El virus es muy estable y se ha demostrado que sigue siendo infeccioso durante 15 años en muestras de suero que se almacenan de 36 a 32°C. 5 El HBV requiere de calentamiento a 98°C durante 20 minutos para inactivarse. Para que se transmita el HBV se requiere contacto directo con la sangre o líquidos del organismo. Las formas de infección más comunes son transfusiones de sangre o productos sanguíneos, punción con aguja contaminada, contacto directo con sangre en heridas abiertas, contacto íntimo con compañeros sexuales o transmisión de una madre infectada al niño recién nacido. Las personas con riesgo especial de contraer HBV son aquellas que utilizan drogas por vía peri.

Curso de la infección por virus de hepatitis A

o

+

++

+++

+

+

o +- HAAg-IFA en la biopsia hepática

o

Anti-HAAg lgG en suero ~

/

15

30

oras

.

...

...

...

-./

~

45 Meses

Anos

Tiempo transcurrido tras la infección por HAV

15-6. Esquema de marcadores virales en sangre, hlgado y heces durante el curso de la infección primaria por HAV. (Tomado de Zakim : Boyar TD: Hepatology: A Textbook ot Liver Disease. 2nd. ed. Philadelphía, WB Saunders, 1990, p. 923. Reproducido con autorización.)

310 • QUIMICA CLINICA

DNA circular

HBeAg

HBcAg

Fig. 15-7.

Virus de hepatitis 8 , partrcula Dane en la cual se identifican los marcadores serológicos.

cutánea, los trabajadores al cuidado de la salud que tienen contacto frecuente con sangre, productos sanguíneos o ambas sustancias, pacientes que requieren de hemodiálisis, hemofílicos,..homosexuales y los individuos con compañeros sexuales múltiples. Se ha documentado la transmisión oral, pero se requiere un inóculo grande. Los Centers for Disease Control estiman que se producen aproximadamente 200 000 infecciones por año en Estados Unidos. 5 En general, hay un periodo de incubación de uno a seis meses a partir de la exposición inicial al HBV. La incubación promedio es de seis a ocho semanas. Varias semanas después del inicio de los síntomas clínicos se demuestra la presencia de HBsAg en suero. Una vez que se evidencian los síntomas clínicos y la ictericia, se produce la elevación de aminotransferasas y aparece el anti-HBc. El IgM anti-HBc es el primer anticuerpo que se detecta y persiste en títulos altos durante varios meses. Después se sustituye por lgG antiHBc. Los marcadores de la partícula Dane, el HBcAg y la DNA polimerasa, se observan en el suero casi al mismo tiempo que el HBsAg, pero no persisten tanto tiempo como este último, que se observa en suero hasta durante tres meses después de que los síntomas se inician. En general el antiHBs aumenta sólo tras la desaparición del HBsAg. El marcador serológico necesario para probar infecciones previas es el anti-HBs, que confiere inmunidad al HBV. Se encuentra en 80 a 90% de las personas infectadas e indica que la infección por HBV se resolvió con éxito. El anti-HBe comienza a elevarse durante la fase ictérica de la enfermedad y persiste.a títulos relativamente bajos durante varios años tras la infección (fig. 15-8). Hasta 90% de las infecciones primarias por HBV son enfermedades autolimitantes y desaparecen en su totalidad en un lapso de seis meses. Cerca de 10% de las personas infectadas por HBV sigue siendo HBsAg positivas durante más de 20 semanas. Un número significativo de estos pacientes depuran el antígeno en el siguiente año, pero muchos continúan siendo HBsAg positivo~ en forma indefinida y se designan como portadores crónicos de HBsAg. Estas personas retienen títulos muy altos del anti-HBc y en general no

se detecta anti-HBs en el suero. En menos de 1% de todas las personas con infección por HBV se desarrolla necrosis hepática masiva mortal, pero esta cifra es significativamente superior con respecto a las infecciones por HAV. También parece existir una relación causal entre las infecciones por hepatitis B y las enfermedades hepáticas crónicas y el cáncer hepatocelular. En estudios realizados en pacientes a quienes se les diagnosticó cáncer hepático, se observó que más de 90% experimentó infección previa o actual de HBV. En apariencia, en las áreas geográficas en donde hay una alta incidencia de HBV, la incidencia de cáncer hepatocelular tam. bién es alta, aunque se desconoce el mecanismo exacto de esta relación. El curso clínico del HBV es variable, pero en general es más prolongado y grave que el de la hepatitis A. Los sínt~ mas, aunque no son evidentes en todas las personas, en genera incluyen ictericia, fatiga, anorexia, pérdida de peso, mate~ tar, náusea, orina de color oscuro, heces pálidas y comezón. Ciertos individuos presentan erupciones y dolor muscular ea las articulaciones . Los resultados anormales de laboratori reflejan los daños necróticos hepáticos e incluyen divers grados de incremento de bilirrubina sérica conjugada y conj ugada, aumento de bilirrubina en orina e incremento de las actividades enzimáticas de AST, ALT y ALP. En ciert~» casos los lípidos séricos se perturban, pero esto no es signifi. cativo para el diagnóstico o pronóstico de la enfermedad. descenso de la concentración de albúmina en suero · , que la enfermedad empeora. Generalmente el diagnóstico específico se realiza determinación serológica en pacientes con antecedentes nicos y personales que sugieren infección por hepatitis B. perfil de pruebas serológicas, que incluye HBsAg, lgG IgM anti-HBc y anti-HBs, proporciona información u~<>l:lll._ tica útil para infecciones activas o anteriores por HBV. análisis de una segunda muestra de sangre que se obtiene cuatro a seis semanas después de la muestra inicial es sario para establecer con certidumbre el diagnóstico en cientes que no presentan el patrón serológico esperado en primera muestra.

FUNCIONAMIENTO HEPATICO

15 •

311

Infección por HBV autolimitante y HBsAg positiva

Hepatitis clínica

anti-HBe

?/ZZZZZ

20

30

Semanas

2

4

6 8 Años

10

Tiempo transcurrido después de la infección por HBV ~

15-8. Esquema de los marcadores virales en sangre durante el curso de la infección primaria por HBV, autolimitante y HBsAg positiva. - :r..ado de Zakim D, Boyer TD: Hepatology: A Textbook ot Liver Disease. 2nd ed. Philadelphia, WB Saunders, 1990, p. 904. Reproducido con iización.)

Antes de la aparición de la vacuna de hepatitis B, la pre-ión de esta enfermedad se basaba en el tratamiento pro:ico de los individuos expuestos con globulina inmune a titis B (HBIG) y terapéutica de apoyo. En la actualidad ··en recomendaciones específicas para el uso de la vacuna - patitis B en ciertos grupos de individuos de alto riesgo. vacunas de que se dispone tienen inmunogenicidad ex;!:Jte y son muy eficaces como protección. El tratamiento hepatitis B depende de los cuidados de apoyo y de evi• ~ sustancias que provocan daño hepático. El reposo en .., y la dieta con alto contenido de proteínas facilita la reración.

:illV es un virus de RNA incompleto que requiere la pre- de HBV para reproducirse; por tanto, no se presenta ;:1e exista una infección simultánea de tipo agudo o cró;x>r HBV. Es un virus patógeno que provoca daño hepásignificativo y suele asociarse con una enfermedad 1mis .: que la que ocasiona la infécción por HBV. El virus no __...t:iona con cualquier otro virus de hepatitis cono~:ido y

se identificó en 1977 como componente interno de ciertos virus de partículas HBsAg. Los rasgos clínicos, serológicos y de laboratorio son similares a los que se observan en infecciones por HBV. Aunque el HBV y el HDV pueden presentarse como infecciones simultáneas, con frecuencia la infección por HDV ocurre como superinfección en enfermedades declaradas de HBV y las personas con superinfección declarada tienen mayor probabilidad de desarrollar daño hepático grave. La prevalencia del HDV varía según la región geográfica y es más común en áreas endémicas para el HBV. Se estima que el HDV aparece en 1 a 10% de los portadores del HBsAg en·Estados Unidos.5 Las únicas pruebas serológicas de que se dispone para comprobar la presencia de HDV son las pruebas ELISA para IgG e IgM anti-HDV. La prueba para HDV debe efectuarse en individuos que tienen infección declarada de HDV que se prolonga o es más grave de lo esperado. Como la infección por HBV es un requisito para la infecció n por HDV, la prevención de la primera mediante la vacuna de HDV también evitará los casos de HDV. No existe un tratamiento específico para las infecciones por virus de hepatitis delta.

312 o QUIMICACLINICA

Hepatitis no-A, no-B La hepatitis NANB se diagnostica cuando el paciente presenta todos los signos clínicos y de laboratorio de infección por hepatitis pero se excluye la presencia de HAV, HBV o ambos de las pruebas serológicas. También es necesario descartar los daños no virales o tóxicos al hígado para el diagnóstico y es preciso identificar la fuente de infección, de ser posible. El NANB se identificó en la década de los años 70 cuando se dispuso de pruebas serológicas para HAV y de HBV que permitieron la detección más eficaz en donadores de sangre. Se esperó que el número de casos de hepatitis producida por transfusiones disminuyera tras implantar el procedimiento de detección, pero no se lograron los resultados esperados. Esto indicó de manera evidente que dichas enfermedades eran provocadas por un tercer tipo de virus que no se identificaba mediante las pruebas serológicas disponibles. A partir de esa fecha los estudios han indicado que por lo menos dos y probablemente más agentes diferentes desde el punto de vista antigénico provocan lo que se denomina hepatitis NANB.5 Se identifican dos tipos de transmisión de hepatitis NANB: transmisión entérica o epidémica (ET-NANB) y transmisión por transfusión o por vfa parenteral (PT-NANB). La ET-NANB provoca una enfermedad esporádica de naturaleza sÍmilar a las infecciones por HAV. Es un padecimiento leve con pocas complicaciones excepto en las mujeres embarazadas, en las que produce una elevada tasa de mortalidad. No origina enfermedad hepática crónica y la mayoría de los casos puede atribuirse a una sola fuente de infección, como suministro de agua contaminada. Todos los aspectos de la enfermedad son congruentes con la epidemia de HAV, con excepción de que no se detecta evidencia seralógica a la exposición al HAV. Se supone que la hepatitis epidémica de proporciones considerables que se produjo a fines de la década de los años 50 en la India fue provocada por el HAV, pero en realidad la originó el NANB. En 1980 se efectuaron pruebas de anticuerpos a HAV y HBV en muestras de suero congelado de las víctimas de esta epidemia y no se detectaron anticuerpos específicos. Las epidemias de infecciones por NANB transmitidas a través del agua se limitan a áreas geográficas de India, Nepal, Burma, partes de la Comunidad de Estados Independientes (antiguamente URSS), Africa, China, Pakistán, Japón y México. 5 La hepatitis PT-NANB es similar a la infección por HBV en lo que respecta a tipo de transmisión y aspectos clínicos y de laboratorio. El periodo de incubación generalmente es de seis a ocho semanas a partir de la exposición y ::asi todos los casos son leves sin ictericia significativa. Los niveles de ALT aumentan en forma notable, lo que constituye una observación importante en ausencia de marcadores :;erológicos específicos. El riesgo de desarrollar hepatitis ::rónica y afecciones hepáticas graves a largo plazo se rela::iona con la gravedad de la enfermedad y es una complica::ión frecuente de la hepatitis NANB. La hepatitis PT-NANB :~. menudo se asocia con transmisión por transfusión sanguílea y de 6 a 7% de las personas que reciben transfusiones y idquieren hepatitis, cerca de 90% presenta hepatitis PT~ANB.5 Muchas personas con apar~te hepatitis NANB no :ienen antecedentes de transfusiones sanguíneas. Se sabe que

otros mecanismos de infección son el uso de fármacos por vía parenteral, exposición a grandes cantidades de sangre en el trabajo, actividad sexual con compañeros múltiples y exposición sexual a una persona que se sabe tiene hepatitis NANB. Sin embargo, un número significativo de personas con este tipo de hepatitis no tuvo exposición reconocida a alguna fuente de infección. Por tanto es evidente que se requiere estudiar más a fondo la enfermedad. A fines de la década de los años 80, se realizó un descubrimiento de vanguardia: la identificación de una causa específica de la hepatitis NANB . Se aisló y se clonó un pequeño virus de RNA de una sola cadena, que es el agente causal de muchos casos de PT-NANB . Se le designó como virus de hepatitis C (HCV) y actualmente existe un análisis ligado a enzimas de tipo radioinmunológico para detectar los anticuerpos al HCV. Aunque el HCV no se ha relacionado con todos los casos de NANB, se considera como causa principal de la hepatitis a nivel mundiaP 1 Los estudios que reportaron Alter y otros autores en 1989 indican una elevada correlación entre los pacientes que presentan confirmación clínica de PT-NANB -en presencia de anticuerpos específicos al HCV.3(}.34 Estos estudios también señalan que existe un intervalo prolongado desde que se administra la transfusión o se inicia la enfermedad clínica, hasta la aparición posterior de anticuerpos. Sin duda, el uso de los análisis para detectar anticuerpos HCV con el fin de analizar las unidades de donadores evita muchas transfusiones de sangre contaminada con hepatitis PT-NANB y aumenta la seguridad de la sangre que se suministra. Actualmente estas pruebas no son de utilidad para identificar infecciones activas de HCV debido al gran retraso entre la infección activa y la detección de los anticuerpos 35 (cuadro 15-13).

Hepatitis Inducida por f6rmacos y hepatitis tóxica Una de las principales funciones del hígado es la desintoxicación. El proceso requiere que toda la dosis del fármaco o toxina llegue al hígado y se deposite en las células hepáticas. Por ello, este órgano es sumamente susceptible a lesiones tóxicas. Diversas sustancias tóxicas y fármacos terapéuticos lesionan el hígado y dan como resultado un proceso de inflamación y necrosis que se denomina hepatitis o colestasis (cuadro 15-14). Algunas sustancias son invariablemente tóxicas y siempre provocan cierto grado de lesión hepática. Otras no son dañinas en la mayoría de los casos y sólo afectan a un bajo porcentaje de personas que las consumen produciéndoles daño hepático. Los agentes hepatotóxicos conocidos se emplean con precaución y sólo cuando se considera que los beneficios que aporta su uso son mayores que el riesgo de daño hepatocelular. Los pacientes con hepatitis tóxica y relacionada con fármacos muestran síntomas similares a los de otros tipos de hepatitis. El cuadro clínico varía desde casos asintomáticos hasta otros en los cuales el inicio repentino del síntoma es grave y en ocasiones pone en peligro la vida. El inicio del síntoma está muy relacionado con la exposición a la sustancia tóxica. El diagnóstico en general se basa en antecedentes de exposición y observaciones congruentes a nivel clínico,

FUNCIONAMIENTO HEPATICO 15 • 313

Cuactro 15-13. Comparación de la hepatHis tipo A, 8, no-A no-8 (parenteral y epidémica) y O Hepatitis Caracterfstlca

Presentación clínica Edad Inicio Periodo de Incubación Rango (días) Modia (días)

A

B

Principalmente en jóvenes Repentino

Todas las edades Insidioso

15-50

:tao

28-160 ±8

No es común Frecuente Frecuente Poco frecuente en niños

Breve

PT-NANB

Todas las edades Insidioso

ET-NANB

Principalmente en adultos Repentino

D Todas las edades Insidioso

14-160 ±50

±40

Común No es común Común Más común en hepatitis A

No es común No es común Común No es común

Común Común

Prolongada

Como la hepatitis

Bfntomas Artralgia, erupción Fiebre Náusea, vómito Ictericia

Datos de laboratorio Duración de la elevación enzimática Incremento (días) Elevación de lgM Virus

No es común Común

Común

Común

Común

Común

Como la hepatitis

e·

B

3a49

35-200

?

?

?

RNA

DNA

?

?

ANA

Transitoria Sí

Prolongada No

?Transitoria Sí

Prolongada No

?

Prolongada No Sí

?

?

?

Gravedad de la enter·

Leve

Moderada

Leve

medad aguda Mortalidad Hepatitis crónica Portador crónico Portador hepático Relapso

Baja, 1% No No No

sr

Baja, 1 a3% Sí Sí Sí Sí

Baja, 2% Sí Sí Posible

De alta frecuencia De moderada a alta Moderada, ±3% Alta, 5% No Sí No Sí ? No

?

?

+

±

?No

+

Poco frecuente

+ + +

+

±

? ?

+

+

+

Ubicación del virus Sangre Heces Otros sitios Resultado

Transmisión Oral Percutánea Sexual Perinatal

+

? ?No

+ +

Modelos animales

+ +

?

+

=Hepatitis no-A no-B de transmisión parenteral; ET-NANB =Hepatitis no-A no-B de transmisión entérica. de Zakim O, Boyer TD: Hepatology: A Textbook of Liver Disease. 2nd. ed. Philadelphia, WB Saunders, 1990, p. 969. Reproducido con autorización.

:aboratorio y al efectuar la biopsia y la mejoría tras elimila probable toxina-.36 El tratamiento consiste en eliminar :uxina y dar cuidados de apoyo mientras el hígado se recuEl uso terapéutico de fármacos debe considerarse como etiológico en la evaluación de la hepatitis clínicamenlparente. Con frecuencia se produce recuperación y rege. del hígado cuando se descontinúa el uso de tales -.=l..,léi:S. Es de suma importancia establecer la diferencia

entre la hepatitis producida por uso de fármacos o toxinas y la hepatitis NANB, ya que el tratamiento es muy diferente.

HepatiHs crónica

La hepatitis crónica se diagnostica cuando un caso agudo de hepatitis no se resuelve en un lapso de seis meses a un año. La mayoría de las personas se recupera totalmente aun de los

4

•

QUIMICA CLINICA

Cuadro 15-14. Fármacos y toxinas que provocan dai\o hepático

Antibióticos

Tetracicllna

Penicilina Novobiocina Nitrofurantofna Sulfonamidas Estolato de eritromicina

Farmacos anestésicos

Hatotano Cloroformo Metoxifluorano

Fármacos lnmunosupresores

Azatioprina 6-mercaptopurina Metotrexato

Fármacos cardiacos

Alfa-metlldopa Quinldina Diuréticos de benzotiadicina Anticoagulantes Sustancias que reducen los lípidos

Toxinas alimenticias

Hongos Amanita sp. Aflatoxinas de Aspergil/us sp.

Fármacos con base de esterotdes y hormonas

Fármacos pslcotróplcos

Sustancias Industriales y agrfcolas

Esteroides anabólicos Anticonceptivos orales Agentes antldiabéticos orales Cimetidina Fármacos antitlroideos Hormonas andrógenas lnhibidores de la monoaminooxidasa Fenotiacinas Antidepresivos tricfclicos

Disolventes orgánicos Cloruro de vinilo Pesticidas orgánicos

Analgésicos

Acetaminofén Salicilatos

Antlconvulslvantes

Fenitoína

casos de hepatitis más grave después de tres o cuatro meses, aunque la persistencia de una actividad enzimática elevada, incremento de la concentración de bilirrubina y cualquier marcador serológico aplicable indica progresión a la forma crónica de hepatitis (cuadro 15-15). El HAV no se asocia con hepatitis crónica. Los casos más frecuentes de hepatitis crónica se deben a infecciones por HBV y HCV (que también se denomina hepatitis PT-NANB), pero las hepatitis tóxicas o inducidas por fármacos y las enfermedades del metabolismo hepático, como la enfermedad de Wilson o la deficiencia de AAT, también los producen . Se cuenta con

evidencia de que muchos casos son formas autoinmunitarias idiopáticas de hepatitis crónica. La presencia de HBV en individuos infectados por HDV aumenta en forma significativa el riesgo de cronicidad. Como ocurre con la hepatitis aguda, los síntomas d e la hepatitis crónica varían según el tipo de infección primaria. Con frecuencia la única anormalidad es que persiste la elevación de la actividad de ALT, mientras que en otros casos se observa disfunción hepática moderada, con ictericia, fatiga, hemorragia, artritis y anormalidades renales. La cirrosis es una complicación frecuente de la hepatitis cr6nica. Esta afección es consecuencia de la muerte de las células hepáticas, lo que provoca daños estructurales permanentes. El tejido hepático que funciona normalmente es sustituido por tejido fibroso. Se requiere una biopsia hepática para el diagnóstico definitivo de cirrosis y aún no existe ningún tratamiento que altere el curso progresivo de esta afección. El diagnóstico de la hepatitis crónica se realiza cuando se obtienen datos anormales en las pruebas de funcionamiento hepático y mediante los datos .serológicos cuando han transcurrido más de seis meses tras el diagnóstico de un caso de hepatitis aguda. Las mujeres tienen mayor probabilidad que los varones de desarrollar hepatitis crónica autoinmunitaria idiopática. Estas pacientes generalmente presentan anticuerpos autoinmunitarios en circulación en el suero cuando se efectúa el diagnóstico. Los autoanticuerpos que se observan con mayor frecuencia en esta afección son anticuerpos antinucleares, anticuerpos del DNA de doble cadena, anticuerpos antirribosómicos y microsómicos antihepáticos y renales, y anticuerpos al músculo liso. 5 La presencia de estos anticuerpos atípicos es la única guía para diferenciar la hepatitis crónica autoinmunitaria idiopática de la hepatitis crónica NANB (HCV). No hay un tratamiento específico para la hepatitis crónica, aunque se emplea la terapéutica con corticosteroides con cierto grado de éxito en personas con síntomas graves.

INSUFICIENCIA HEPATICA FULMINANTE Se diagnostica insuficiencia hepática fulminante cuando un paciente en apariencia saludable y sin antecedentes recientes de enfermedad hepática presenta en forma repentina disfunción hepática y diversos tipos de complicaciones neurológicas. A menudo es una afección rápida y de tipo mortal produce la muerte ocho semanas después del inicio de síntomas. Su frecuencia de ocurrencia es de aproximadamente 2 000 casos al año en Estados Unidos y las tasas mortalijjad son de 80 a 94% en personas a las cuales se · nostica insuficiencia hepática fulminante. 5 La necrosis de los hepatocitos explica la insuficiencia hepática y se que la encefalopatfa se produce por la acumulación de tancias tóxicas en el organismo. Otros sistemas participan el proceso y las complicaciones renales son comunes. En dividuos con fallo hepático fulminante también se 1'\hcPr·v"" afecciones cardiacas, lesiones pancreáticas, hipoglucemia hipertensión de la porta. Las causas del colapso hepático fulminante se ....~..,u'"'" en tres categorías:

FUNCIONAMIENTO HEPATICO 15 •

315

Cuadro 1S-1 S. Frecuencia que se estima para los resultados o secuelas de hepatitis A, hepatitis 8 y hepatitis no-A no-B transmitida de la sangre en adultos Frecuencia estimada (%) Resultados o secuelas «

uperación total

Hepatitis A

Hepatitis B

95-99

80-85

Hepatitis no-A no-B (hematógena)

so-so

~titis fulminante

<1

\ilcrosis Mpática confluente

<1

1-4

?1-5

:s!ado de portador

o

5-10

?lo-20

"'J13Palitis crónica

o

s-10

1o-so

o

<1

1-5

o

<1

?<1

orosis :.áncer hepatocelular primario

<1

:-:.emia aplásica

<1

:lklmerulonefritis

o

~

?

• 3iSCulitis necrosante

o

~

?

:ado de Schiff L, Schiff ER: Disease of the Liver. 6th ed., Philadelphia, JB Lippincott, 1987, p. 524. Reproducido con autorización.

,.

)

l. Infecciones: la causa más frecuente es la hepatitis viral, en especial de origen no-A no-B o HBV. Se estima que de 30 a 60% de todos los casos de insuficiencia hepática fulminante se relacionan con la hepatitis. 2. Venenos, productos químicos o fármacos: aunque muchas sustancias tóxicas producen insuficiencia hepática fulminante, las tres más frecuentes son ingestión de hongos de la especie Amanita, respuestas tóxicas individuales a anticuerpos comunes como tetraciclina y sobredosis intencional o accidental de acetaminofén. 3. Isquemia hepática: la insolación y la falta prolongada de irrigación sanguínea durante una intervención quirúrgica producen insuficiencia hepática fulminante. El síndrome de Budd-Chiari, la trombosis de las venas hepáticas, también produce esta afección (cuadro 15-16).

En individuos previamente saludables los síntomas de ::3llficiencia hepática fulminante incluyen ictericia repenti:l.. incomodidad abdominal, hipotensión y alteraciones de la ~onalidad y del comportamiento. Todas las funciones del :~adose afectan de igual manera y las pruebas de funciona:.:ento hepático arrojan resultados sumamente anormales, en ~cial por lo que respecta a actividad de las enzimas ALT :\ST. A medida que el estado empeora las concentracioñ enzimáticas regresan a la normalidad porque las células ~áticas agotan la provisión de estas enzimas. La concen:xión de bilirrubina aumenta pero no se eleva tanto como d a de esperarse considerando los niveles enzimáticos.

Cuadro 15-16. Causas de Insuficiencia hepática fulminante Hepatitis viral aguda Herpes simple diseminado en la sangre de recién nacidos y mujeres embarazadas Ligadura de la arteria hepáUca Síndrome agudo de Budd-Chiari Insolación Tetracloruro de carbono Fósforo Ingestión de Amanita phalloides Halotano Metoxiflurano Sobredosis de acetaminofén lsoniacida 1proniacida · Piracinamida lndometacina Tetraciclina Síndrome de Reye Hígado graso agudo del embarazo

... ..e

316 •

QUIMICA CÚNICA

También se observa hemorragia debido a que el hígado es incapaz de sintetizar los factores de coagulación y en algunos individuos, en particular en pacientes jóvenes, se desarrolla hipoglucemia que pone en peligro la vida. Es necesario detectar síntomas neuro16gicos para diagnosticar insuficiencia hepática fulminante. Dichos síntomas se inician con cambios de la personalidad, alteración del funcionamiento mental, pérdida de la memoria y algunas anormalidades motoras que después progresan a reducción de la conciencia y estado de coma. Aunque la monalidad que produce esta afección es elevada, las personas que sobreviven a la insuficiencia hepática fulminante recuperan el funcionamiento hepático normal en un lapso corto, si se considera la amplitud de la anormalidad hepática. Es imposible predecir qué pacientes van a recuperarse, aunque los que progresan a las etapas más avanzadas, como estado de coma, tienen menos posibilidades de recuperación que los demás. El control de la afección consiste en tratar los síntomas y evitar que el coma se haga más profundo. Se han utilizado transfusiones de intercambio y hemofiltración con filtros de carbón activado para limpiar la sangre, con el fin de reducir la toxicidad hasta que el hígado tenga oportunidad de regenerarse; sin embargo, en general sólo se observa una leve mejoría del estado del paciente. Se recomienda hemodiálisis para aquellos pacientes que experimentan insuficiencia renal simultánea. El trasplante hepático también es una opción, excepto cuando la insuficiencia hepática fulminante se debe a hepatitis viral, ya que el hígado trasplantado también puede sufrir la infección.

NEOPLASIAS Los tumores hepáticos se clasifican como benignos o malignos y son de origen primario o metastático. Los tumores benignos más frecuentes son adenomas hepatocelulares, que se

observan casi exclusivamente en mujeres, y hemangiomas, que casi nunca provocan síntomas y se encuentran de manera incidental al efectuar una intervención quirúrgica o la au~ tapsia. Es necesario diferenciar estos tumores de los malignos para instituir el tratamiento adecuado. El carcinoma hepatocelular es el tumor maligno de tipo primario más frecuente en el hígado y generalmente es mortal en un lapso breve (cuadro 15-17). Afecta a los varones con mayor frecuencia que a las mujeres. La incidencia de carcinoma hepatocelular varía mucho según la ubicación geográfica, pero se correlaciona bien con la prevalencia de infecciones de HBV. El carcinoma hepatocelular es una de las enfermedades malignas que ocurren con mayor frecuencia en el sur de Africa, el sudeste de Asia, Japón y Grecia, pero es relativamente poco común en Estados Unidos, Gran Bretaña y Europa occidental. Es indiscutible que el carcinoma hepatocelular se asocia con infecciones por HBV. La . evidencia de esta fuerte asociación proviene de estudios epidemiológicos que incluyeron distribución geográfica, estudios de cqntrol de casos, estudios prospectivos y estudios familiares. Las investigaciones también demostraron que el DNA del HBV con frecuencia está integrado a las células del tumor hepático.6 Más de 90% de los pacientes con carcinoma hepatocelular tiene evidencia serológica de infección por HBV. Se encuentra cirrosis en 60 a 90% de los casos de carcinoma hepatocelular. 5 Otras afecciones que se ligan al desarrollo de este carcinoma son aflatoxinas, uso de esteroides anabólicos, abuso de etanol, infecciones por trematodo hepático chino, Clonorchis sinensis y deficien~ias de AAT. El carcinoma hepatocelular con frecuencia se desarrolla en personas con antecedentes prolongados de enfermedades hepáticas crónicas y es probable que no se detecten síntomas de que la enfermedad empeora a comienzos del proceso de enfermedad. La gran capacidad de reserva del hígado permite un funcionamiento bioquímico normal hasta que la mayor

Cuadro 15-17. Clasificación de tumores hepáticos primarios Tipo

Sitio de origen

Edad y prevalencia según el sexo

Variantes benignas Adenoma de células hepáticas

Hepatocito

Mujeres en edad reproductiva

Adenoma del conducto biliar

Conducto biliar

Hombres adultos

Cistadenoma del conducto biliar

Conducto biliar

Hombres de edad intermedia

Hemangloma

Conducto sanguíneo

Cualquier edad y sexo

Hemangioendotelioma

Conducto sariguíneo

Lactantes del sexo femenino

Variantes malignas Carcinoma hepatocelular

Hepatocito

Varones jóvenes y de edad intermedia

Colanglocarcinoma

Conducto biliar

Adultos

Clstadenocarclnoma

Conducto biliar

Adultos

Hemangioendotelioma maligno

Conducto sanguíneo

Adultos

Hepatoblastoma

Células epiteliales y del mesénquima

Jóvenes de sexo masculino

FUNCIONAMIENTO HEPATICO 15 • 317

parte del mismo resulta afectada por la enfermedad maligna La afección generalmente es de tipo insidioso y provoca de:erioro progresivo con dolor abdominal, malestar general, pérdida de peso, anorexia y fiebre. Es probable que los pacientes no presenten ictericia notable y las observaciones de laboratorio no son diagnósticas. De hecho, los datos de labo:atorio son similares a los que se observan en la mayoría de !as afecciones hepáticas, en particular la hepatitis viral cróni.!a. Las enzimas en suero aumentan y la actividad de ALP iUele aumentar más de lo esperado. El cambio repentino en !.Js pruebas de funcionamiento hepático de pacientes cirróti.:os puede indicar el desarrollo de este proceso maligno. Se . etccta fetoproteína alfa hasta en 80% de las personas con ;arcinoma hepatocelular. Esta globulina alfa-1 está presente !n concentraciones elevadas en el suero fetal y durante un :lempo breve después del nacimiento, pero en condiciones ;:.()rmales no se encuentra en el suero de los adultos. La de:::cción de fetoproteína alfa sugiere fuertemente que existe tumor hepático de tipo primario. En general se recurre a • biopsia hepática para diagnosticar esta afección. Debido a la naturaleza silenciosa y falta de síntomas ~mpranos, casi nunca se diagnostica carcinoma hepatocelu-r: en una etapa que permita darle tratamiento eficaz. La en""~edad maligna por lo general se difunde a todo el hígado .:.esde las primeras etapas porque casi nunca se puede extir::!r. Aun con tratamiento agresivo generalmente se produce _ muerte un año después del diagnóstico. La mejor defensa -:m1 esta afección es la prevención mediante la aplicación !T.ensa de vacunas para prevenir la HBV. Aunque los tumores hepáticos ~rimarios S?n los más .:.:Cuentes a nivel mundial, en las soctedades occtdentales se · • ervan con frecuencia tumores hepáticos de tipo metastáti. . Las metástasis hepáticas casi siempre provienen de tures primarios en pulmones, senos o aparato digestiv?. Los ...::tomas varían según el tumor primario y la valoractón de ...;1)oratorio es de poca importancia diagnóstica, ya que la =-.1yoría de las pruebas de funcionamiento he~ático no son ] cientemente sensibles para detectar la afecctón en etapas _a;:npranas. Se requiere una biopsia hepática para emitir el gnóstico final en la mayoría de los casos.

~SPLANTE

HEPATICO

=... trasplante hepático constituye un tratamiento ~fic~z y

..::ptado para pacientes con insuficiencia hepáttca trre!::Sible debido a diversos motivos. El doctor Thomas Starzl :~ tuó el primer trasplante hepático ortotópico en seres ~u­ ~os en 1963. A partir de esa fecha se han logrado-meJO· -.,;.; enormes por lo que respecta a supervivencia y calidad vida de los receptores del trasplante. Los recientes avan- en técnicas de intervención quirúrgica, la mejor elección pacientes y donadores, y la introducción de la ciclospori_.\ como componente de la terapéutica de inmunosupre~ para pacientes sometidos a trasplante mej oran la tasa de ·rvivencia general a un año en más de 80%.37 L os nmos ~entan mejores resultados de supervivencia que los adu~­ .. Las tasas de supervivencia son hasta de 80 a 85% en m. que cumplen los requisitos de selección para el trasplan:: de 30 a 85% para los adultos.38 El estado de salud del

paciente antes del trasplante, el proceso de enfe~edad ~ue se intenta corregir mediante el mismo y la presencta de ctertos factores de complicación determinan el diagnóstico de cada individuo que se somete al procedimiento. En la actualidad el riesgo de muerte por insuficiencia hepática es mucho más significati vo que el riesgo de muerte por el propio procedimiento de trasplante en sf o por cualquier complicación que surja de él. El número de trasplantes que se efectúan actualmente en Estados Unidos está en función de la disponibilidad de órganos de donadores aceptables. La selección de donadores se basa en la compatibilidad de tipo sanguíneo ABO entre el donador y el receptor, la salud fisiológica relativa del donador y la igualación aproximada del tamaño del órgano y la talla corporal. En general, se requiere trasplante de l¡íg ado cuando es evidente que el grado de disfunción hepática es de tipo grave e impredecible y cuando no efectu~lo po~e en riesgo la vida del paciente. Además, es necesarto realizarlo antes de que el estado general del paciente sea tan malo que no toler~ el procedimiento. Se considera la posibilidad de trasplante en las siguientes afecciones: 1. Enfermedades hepáticas avanzadas irreversibles y

crónicas de cualquier etiología 2. Enfermedades malignas hepáticas no metastáticas 3. Insuficiencia hepática fulminante 4. Errores congénitos del metabolismo38 El cuadro 15-18 presenta un resumen de las indicaciones específicas para trasplantes. La cirrosis de d iv~rs os orígenes y el cáncer hepático primario. son las afecciOnes que con mayor frecuencia hacen necesariO el trasplante en adultos; la atresia extrahepática y las afecciones hepáticas no neoplásicas son las indicaciones más frecuentes en el caso de niños.39 Aunque los procesos de enfermedad y las indicaciones clínicas y de laboratorio para efectuar el trasplante (cuadro 15-19) en determinado individuo son importantes, es aún más fundamental identificar las contraindicaciones evidentes para el trasplante hepático (cuadro 15-20). L~ contraindic~­ ciones absolutas incluyen enfermedades mahgnas metastátJcas enfermedades cardiopulmonares avanzadas, resultado pos,itivo para la prueba del virus de in~unodeficien~ia .humana (HN) y sepsis generalizada. La hsta de contramdJcaciones relativas se ha hecho más corta a medida que el procedimiento de trasplante se efectúa con mayor frecuencia y se logra un mejor control de los pacientes de trasplante. El laboratorio proporciona información importante para valorar a los pacientes para trasplante y vigilar su progreso despuÚ _del procedimiento. Es necesario vigilar los res~lta· dos rutinarios de laboratorio (cuadro 15-21) para defimr el . punto en el cual se hace necesario el tr~plante. El trasplante de hígado plantea varws retos y complicaciones. Una preocupación constante es el rechazo del órgano; la mayoría de las personas que recibe un trasplante presenta cuando menos un episodio de infección en el curso de la recuperación. Los síntomas de rechazo incluye~ m~l~star general, fiebre, dolor en el injerto, aumento de tcten c1a y pruebas de funcionamiento hepático cada vez más anormales que en general se presentan de 5 a 10 días tras el procedi-

.) 1O •

<,,UIMil:A l:UN!l:A

Cuadro 15·18. Indicaciones para trasplante hepático ortotóplco Enfermedad hepática

avanzada de tipo crónico

Principalmente enfermedades

Insuficiencia hepática fulminante

Enfermedades malignas hepáticas que no son resecables

Hepatitis viral

Hepatoma

Hepatitis, A, B, B+, no-A, no-B, EBV y de otros tipos

Carcinoma colangiolar

Enfennedades hepáticas metabólicas Oefíclencia de antitripsina

colestátlcas

alfa-1

Cirrosis biliar primaria Colangitis esclerosante primaria

Enfermedades hepáticas Inducidas por fármacos

Atresia billar

Enfermedad de Wilson Tumores no frecuentes no hepatocelulares ni del conducto billar y surgen dentro del parénquima hepático

Halotano

Hiperiipoproteinemia tipo 11 homocigótica Síndrome de Crigler-

srndrome de colestasis familiar

Carcinoide

Najjartipo 1

Intoxicación por oro Principalmente enfermedades hepatocelulares Enfermedades hepáticas de inducción viral de tipo crónico Enfermedades hepáticas inducidas por fármacos de tipo crónico

Tumor de los islotes pancreáticos

Protoporfiria

Otros

Algunas deficiencias del ciclo de la urea

Disulfiram Otras sustancias Enfermedades hepáticas metabollcas

Enfermedades de almacenamiento de

glucógeno tipos 1 y IV Enfermedad de Wilson

Enfermedades hepáticas por alcoholismo

Síndrome de Raye

Enfermedad hepática autoinmunitaria

Acidurias orgánicas

Tirosinemia

Enfermedad vascular Síndrome de Budd-Chiari Enfermedad venooclusiva Tomado de Dindzans VJ, Schade RR, Gavaler S, et al: Liver transplantation: A primer for practicing gastroenterologists. Part. l. Dig Dis Sci 34:3, 1989. Reproducido con autorización.

Cuadro 15·19. Indicaciones clínicas y de laboratorio para candidatos al trasplante hepático Insuficiencia hepática aguda

Bilirrubina >20 mg/100 mi Tiempo de protrombina >30 segundos por encima del control Encefalopatía progresiva, por lo menos de grado 3

Enfermedad hepática crónica

Enfermedad hepática ca/estática Bilirrubina >12.5 mg/ 100 mi Prurito intratable Enfermedades óseas intratables Enfermedad hepática hepatocelular Albúmina <2.5 g/ 100 mi .· Encefalopatía hepática Tiempo de protrombina >5 s egundos por encima del control Factores comunes a ambos tipos de enfermedades hepáticas Síndrome hepatorrenal Peritonitis bacteriana espontánea recurrente Ascitis intratable Episodios recurrentes de sepsis biliar Desarrollo de un hepatoma

Tomado de Dindzans VJ, Schade RR, G
FUNCIONAMIENTO HEPATICO 15 • 319

Cuadro 15-20. Indicaciones para el trasplante de hígado Contraindicaciones absolutas

Sepsls activa fuera del árbol hepatobiliar Enfermedad maligna·hepatobiliar metastática Enfermedad cataiopulmonar avanzada SIDA clínico

Contraindicaciones relativas

Enfermedad renal crónica avanzada Que el paciente tenga más de 60 años Trombosis de la vena porta Cáncer colangiolar Hlpoxemia con derivación intrapulmonar derecha a izquierda Que sea positivo para HBsAg y HBeAg Procedimiento de derivación portocava previo Intervención quirúrgica anterior hepatobiliar compleja Que sea positivo para HIV sin SIDA clínico

- ::lüéldo de Dlndzans VJ, Schade RR, Gavaler JS, et al.: Liver transplantation: A primer for p racticlng gastroenterologists. Part l. Dig Dls Sci 34:3, 1989. Reproducido ·

=r autorización.

~·ento.

Las pruebas de laboratorio que se indican en el cua15-21 se utilizan para evaluar este fenómeno de rechazo. El valor relativo de un procedimiento médico como el ~!ante hepático depende de la tasa de supervivencia, de recursos que se necesitan y de la calidad de vida que proe.40 A medida que mejoran los procedimientos técnicos y .:r control de los pacientes de trasplante hepático, un número =:Jda vez mayor de ellos se somete al procedimiento y sobre~

. .-e, por Jo cual la calidad de vida adquiere mayor importan::3..

En cierto estudio se valoró este factor entre pacientes soCuadro 15-21.

metidos a trasplante hepático y se observó que 47% indicó que su vida era intolerable antes del procedimiento. Se observó una mejoría física y psicológica notable tras la intervención quirúrgica y todos los entrevistados indicaron que su calidad actual de vida era excelente, buena o satisfactoria.40 En apariencia el estigma psicológico del trasplante no ejerce un impacto nocivo grave en estos pacientes, quienes experimentan sensación de bienestar, muestran destrezas cognoscitivas y motoras normales y son capaces de regresar

a sus actividades rutinarias sin restricciones importantes.39

Evaluación de laboratorio de los pacientes de trasplante hepático

Estudios hematológicos y del banco de sangre

Recuentos sanguíneos completos con recuento diferencial y de plaquetas Tiempo de protrombina. tiempo parcial de tromboplastina Análisis de tipo sanguíneo y directo de anticuerpos

~ímlca

Calcio Magnesio Fosfato Electrólitos Nitrógeno ureico y creatinina en sangre Aminotransferasa aspártica y alaninaminotransferasa Transferasa de gammaglutamilo y fosfatasa alcalina Bilirnubina Deshidrogenasa láctica Fetoproteína alfa Albúmina Proteínas totales en suero Colesterol

clinlca

Serología para detección de enfermedades infecciosas

:ltros estudios rutinarios

HBsAg Anticuerpo al HBsAg Título de CMV Título de EBV Ensayo inmunoabsorbente ligado a enzimas para HIV Análisis de orina

--..ado de Donovan JP, Zetterman RK, 8\Jrnett DA. Sorrell MF: Preoperative evaluation, preparation, anu timing of orthotopic liver transplantation in the adult. Semin • - Dis 9:3, 1989. Reproducido con autorización.

---r------320 •

QUIMICA C UNICA

RESUMEN

La investigación de las enfermedades hepáticas constituye un ejemplo de un verdadero estudio interdisciplinario. Es preciso que participen todos los miembros del equipo de cuidados de la salud para obtener los datos de mayor utilidad de cada disciplina e integrarlos con el fin de formular el diagnóstico correcto y tratamiento eficaz del paciente. La versatilidad del hígado se detecta cuando se observa la gran variedad de información que es necesario obtener para efectuar un diagnóstico completo y preciso de su mal funcionamiento. Es necesario identificar cualquier antecedente de exposición a sustancias infecciosas o tóxicas y valorar al paciente para determinar el grado y tipo de síntomas que presenta. El laboratorio clínico es de suma importancia para suministrar los datos diagnósticos con el fi n de valorar el funcionamiento general del órgano. El laboratorio de química clínica aporta información fundamental para iniciar el diagnóstico diferencial mediante el perfil rutinario del funcionamiento hepático. A partir de este punto, otras disciplinas de laboratorio y del cuidado de la salud añaden información específica para confirmar el diagnóstico que se sospecha. Con frecuencia se requieren determinaciones especiales de laboratorios de química y los resultados de las secciones de hematología, análisis de orina e inmunología para identificar una enfermedad hepática específica. Inclusive los resultados de laboratorio de toxicología son de ayuda para casos de hepatitis tóxica, el banco de sangre permite identificar reacciones hemolíticas de la transfusión y los estudios de microbiología ayudan a identificar las causas de las infecciones hepáticas. Los estudios genéticos de patrones hereditarios de errores congénitos del metabolismo que afectan el funcionamiento hepático son de ayuda para identificar y orientar a las personas con riesgo. Ciertamente, el laboratorio clínico desempeña una función básica para la evaluación del hígado y la información que procede de muchas otras fuentes completa el cuadro. El laboratorio de citología es importante porque con frecuencia el diagnóstico definitivo sólo se efectúa mediante la información que se obtiene de la biopsia hepática. A través de radiografías, ultrasonido, tomografía computadorizada e imagenología de resonancia magnética, el departamento de radiología proporciona datos valiosos en caso de afecciones hepáticas obstructivas para descubrir tumores hepáticos. En la actualidad las nuevas técnicas quirúrgicas y las terapéuticas farmacológicas para tratar las afecciones hepáticas aumentan las opciones disponibles para las personas con afecciones hepáticas. Aún hay mucho que aprender acerca del hígado. Actualmente se realizan investigaciones para identificar agentes virales adicionales que provoquen hepatitis, con objeto de encontrar tratamientos más eficaces y prevenir todos los tipos de hepatitis. El efecto de la¡; enfermedades hepáticas en otros órganos y el que otras enfermedades tienen sobre el hígado también se están estudiando en forma extensa. Otros temas

r

de investigación incluyen nuevos y mejores tratamientos para cáncer hepatocelular, métodos para identificación temprana de todo ti~o de tumores hepáticos y un mayor uso de n:asplantes h~pát1cos asf como la calidad de vida de los paCientes sometidos a ese procedimiento.

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FUNCIONAMIENTO HEPATICO 15 • 321

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APLICACION DE CONCEPTOS 15-1

.. Una mujer de 50 años ingresó al hospital por dolor epigástrico recurrente y prurito. Al efectuar el examen físico se detectó que tenía temperatura de 36.9°C, pulso de 90 y tensión arterial de 90/60 mm Hg. La paciente estaba pálida y tenía varias xantelasmas en torno a los ojos. No se observó hepatomegalia o esplenomegalia. Observaciones de laboratorio IJiometría hemática completa

Rango de referencia

3 (5 000-10 000) Recuento de leucocitos 6 500/mm 3 (4.2- 5.9) Recuento de eritrocitos 4.7 millones/mm (37-48) 42% Hematócrito (12-16) 14.0 g/100 ml Hemoglobina Diferencial Neutrófilos segmentados 70% Linfocitos 25% Monocitos 5% (150 000-300 000) 200000/mm3 Plaquetas

5.5 Negativo Negativo Negativo Negativo Normal Negativo Negativo Negativo

ccn Nitrógeno ureico sanguíneo Glucosa Proteínas totales Albúmina Acido úrico Bilirrubina Creatinina Calcio Fósforo

ALP AST LD CK

260 mg/1 00 ml 160 mg/100 ml 220U/L 20UJml 1 U/ml 600 mg/100 ml 1 460 mg/100 ml 225 mg/1 00 ml

(120-220) (40-150) (0-25) (4-~5)

(2 o menos) (40-345) (650-1 500) (76-390)

4. Identifique los niveles enzimáticos anormales. 5. Observe los resultad os enzimáticos en las pruebas de admisión y en esta última serie e indique el origel! de elevación de las enzimas:

6. Diga en qué parte específica del hígado se originan estas e nzimas: a. Citosol y mitocondria b. Membrana

Rango de referencia

139 mmol/L 4.2 mmol/L 102 mmol/L 25 mmol!L

(136-146) (3.5- 5.1) (98-106) (22- 26)

14 mg/100 ml 76 mg/100 ml 7.3 g/100 ml 4.5 g/100 m1 5.4 mg/100 ml 0.5 mg/100 ml 0.9 mg/100 ml 9.3 mg/100 ml 3.1 mg/100 mi 155 UIL 56U/L l OOUIL 100 UIL

(5- 20) (80-100) (6.2-8.2) (3.5- 5.5) (3.0-7.0) (0.2- 1.0) (0.5- 1.1) (8.8-10.8) (2.7-4.5) (30-95) (5- 30) (80-280) (15- 130)

l. Identifique las observaciones anormales en la biometría hemática.

2. Identifique las observacione-s anormales en el análisis de orina.

Colesterol Triglicéridos GGT Amilasa Lipasa lgM IgG IgA

7. Elija otra enzima que pueda clasificarse como enlazada

Pruebas químicas

Na K Cl

Se ordenaron otras pruebas de laboratorio y se obtuvieron los siguientes resultados:

a. Corazón b. Hígado c. Huesos d. Músculos

Análisis de orina

pH Glucosa Cetonas Sangre oculta Bilirrubina Urobilinógeno Proteínas Nitritos Leucocitos

3. Identifique los resultados anormales en las pruebas químicas.

con la membrana: a.CK b.LD c.ALT d. 5'-NT

8. Identifique las determinaciones anormales de lípidos.

9. Se efectuó electroforesis de lipoproteínas (LPE) en un medio de gel de agar. Se observó una banda catódica con respecto al origen. Indique la identidad de esta banda. a. Quilomicrones b. Beta c. Prebeta d. A lfa e. Lipoproteína X

10. Si la electroforesis de lipoprotefna se hubiese efectuado en acetato de celulosa ¿a dónde migraría esta banda? a. Area de quilomicrones b. Area beta c. Area prebeta d. Area alfa e. A la región catódica con respecto al origen

A

FUNCIONAMIENTO HEPATICO 15 • 323

U. Identifique las determinaciones anormales de proteínas.

12. Se observó que la paciente tenía un título de anticuerpo antimitocondrial (AMA) de 1:2 500. Indique qué enfermedades se asocian con la presencia de AMA: a. Hepatitis activa crónica negativa al antígeno superficial de hepatitis B b. Enfermedades de la colágena vascular c. Tiroiditis autoinmunitaria d. C irrosis biliar primaria Se efectuó una biopsia hepática. Los cambios histológi-

r:os incluyeron infiltración de linfocitos, histiocitos y células

14. Con base en las observaciones de laboratorio y físicas, indique el diagnóstico más probable para esta paciente.

r

a. Hepatitis activa crónica . b. Enfermedades de la colágena vascular c. Enfermedad de Wilson d . Cirrosis biliar primaria

15. ¿Qué determinación de laboratorio puede llevarse a cabo para eliminar el diagnóstico de la enfermedad de Wilson y cuál será su resultado más probable?

16. Indique tres determinaciones de laboratorio que son de

:!asmáticas en tomo a los conductos biliares pequeños. Otras investigaciones revelaron acumulación de cobre.

gran ayuda para distinguir la cirrosis biliar primaria de la hepatitis activa crónica. ¿Qué datos se obtienen en caso de cirrosis biliar primaria?

13. Indique qué enfermedades se asocian con acumulación hepática de cobre:

17. Indique un nombre alternativo de la cirrosis biliar primaria: a. Hepatitis persistente crónica b. CirroSis posnecrótica c. Colangitis destructiva no supurativa crónica d. Encefalopatía hepática

a. Hepatitis activa crónica b. Enfermedades de la colágena vascular c. Enfermedad de Wilson d. Cirrosis biliar primaria

APLICACION DE CONCEPTOS 15-2 Bilirrubina Urobilinógeno Proteínas Nitritos Leucocitos

·:la mujer de raza blanca, de 35 años, se presentó al médico dijo experimentar debilidad, fatiga y artralgia; al efectuar e¡; examen físico se observó que su temperatura era de 38°C, pulso 90 y la tensión arteriallS0/90 milímetros de mercurio.

Análisis de laboratorio 3iometría hemática completa

Rango de referencia

1+ 1E.U. 1+ Negativo Negativo

Pruebas químicas

1-2/campo a mayor aumento

Rango de referencia

3

(5 000-1 o000) Recuento de leucocitos 9 000/ mm (4.2-5.9) Recuento de eritrocitos 3.78 millones!mm3 (37-48) 34% Hematócrito (12-16) 11.3 g/100 ml Hemoglobina Diferencial Neutrófilos segmentados 60% Linfocitos 28% Monocitos 3% Basófilos 1% Monocitos 8% (150 000-300 000) Plaquetas 160 OOO/mm3

Na K Cl Nitrógeno ureíco sanguíneo Glucosa Proteínas totales Albúmina Acido úrico Bilirrubina Creatinina Calcio Fósforo ALP AST LD CK

W lisis de orina

pH Glucosa

5.5 Negativo

Cetonas

Negativo

Sangre oculta

Negativo

Microscópico Leucocitos 3-5/ campo a mayor aumento Eritrocitos 2-3/ campo a mayor aumento Cilindros granulares finos

l.

143 mmol!L 3.8 mmol/L 99 mmol/L

(136-146) (3.5-5.1) (98-106)

19 mg/100 ml 95 mg/100 ml 6.3 g/100 mi 2.9 g/100 mi 6.8 mg/100 ml 3.5 mg/100 ml 1.0 mg/100 ml 10.4 mg/100 ml 3.2 mg/100 ml 110 U/L 180UIL 270U/L 120 UIL

(5- 20) (80-100) (6.2-8.2) (3.5-5.5) (2.6-7.0) (0.2- 1.0) (0.5- 1.1) (8.8-10.8) (2.7-4.5) (30-95) (5- 30) (80-280) (15- 130)

Identifique las observaciones anormales en la biometría hemática.

32A • QU.YJCA CUNICA

2. Identifique las observaciones anormales en el análisis

a. Citosol y mitocondria b. Membrana

de orina. 3. Identifique los resultados anormales en las pruebas químicas de rutina.

En las heces se detectó sangre oculta. Se ordenó una investigación de coagulación y se obtuvieron los siguientes resultados: PT P'IT

18 46

(10-13) (25- 37)

4. Identifique los datos anormales en la prueba de coagulación.

IgG C3

C4

3 010 rng/100 mi 300 mg/1 00 m1 370 mg/1 00 m1 75 mg/100ml 6 mgllOOml

(650-1500) (40-345) (76-390) (80-155) (13-37)

6. La reducción del nivel de C3 a C4 o de ambos indica: a. Respuesta de fase aguda b. Presencia de un exceso de células plasmáticas c. Activación de las células T ayudantes d. Formación de complejo inmunitario 7. Elija la prueba que se emplea para detectar la presencia de complejos inmunitarios: a. Prueba de agua Sia b. PruebaNBT c. Ensayo de células Raji d. Prueba de células citotóxicas 8. ¿Cuál es una posible explicación para la reducción de la albúmina en suero? Se ordenaron cuatro pruebas químicas y se obtuvieron los siguientes resultados: Bilirrubina total Bilirrubina directa

3.4 rng/100 m1 1.5 mg/1 00 m1 3.0B.U. 365 U/L

(0.2- 1.0) (0.0-{).2) (0.3-3.2) (5-35)

9. A partir de los resultados que se obtuvieron en las pruebas químicas y estas determinaciones posteriores, ¿qué órgano es el que provoca el aumento de enzimas? a. Hueso b. Hígado c. Corazón d. Músculo e. Páncreas

10. ¿Qué parte del hígado produce específicamente el aumento?

a. Cálculos de la vesícula b. Cirrosis c. Enfermedad de Wilson d. Hepatitis Se ~~giló a la ~aciente durante siete meses y los anáhsts se obtuvieron los siguientes resultados:

LO CK Bilirrubina total

150 UIL 220UIL ll5U!L 3.2 mg/100 m1

al repetir

(5-30) (80-280) (15-130) (0.2-1.0)

12. Se trata de una enfermedad hepática inflamatoria de seis meses de evolución; elija la terminología que es aplicáble al estado de la paciente:

S. Identifique los datos anormales de proteínas.

5'-NT ALT

11. Indique cuál de las siguientes afecciones es más probable que padezca esta paciente.

AST

Al efectuar otros estudios sobre proteínas se obtuvieron los siguientes resultados:

lgM IgA

..

a. Hepatitis subaguda b. Hepatitis crónica activa c. Cirrosis d. Hepatitis crónica persistente 13. La hepatitis crónica persistente no es un sinónimo de hepatitis crónica activa. Indique qué características se observan en la hepatitis crónica persistente (elija todas las alternativas correctas). a Los niveles de AST son seis veces más bajos de lo normal

b. Los niveles de AST son 10 veces más altos de lo normal c. Los niveles de AST son cinco veces más altos de lo normal con un incremento de la globulina gamma al doble d. El nivel de albúmina es normal e. El nivel de albúmina es inferior a 2.5 g/100 mi f. Las observaciones en la biopsia hepática son normales g. Las observaciones en la biopsia hepática son anormales h. Enfermedad hepática benigna i. Enfermedad hepática progresiva La hepatitis activa de tipo crónico se clasifica según la histología que se observa al efectuar la biopsia hepática o por su posible etiología. La clasificación histológica va desde inflamación, principalmente en el área portal, hasta necrosis hepática en forma de puente (necrosis en forma de dominó) o necrosis multilobular en la cual los lóbulos experimentan colapso y se origina necrosis. La enfermedad suele presentarse con evidencia de afección hepátiea grave que incluye ictericia profunda, tendencia a la hemorragia, ascitis y debilidad grave. Otros factores presentan pocos o ningún síntoma de afección hepática.

14. Indique las posibles etiologías de la hepatitis activa crónica. 15. Indique cuáles dos afecciones deben considerarse en un · paciente adolescente que muestra evidencia de hepatitis activa crónica.

FUNCIONAMIENTO HEPATICO

16. ¿Qué determinaciones de laboratorio permiten descar-

tar estas afecciones y qué es lo que probablemente se observará? La hepatitis crónica activa de tipo idiopático muestra ::1ayor preponderancia hacia las pacientes de sexo femenino. ~luchas de ellas presentan rasgos que sugieren perturbacio:rs inmunitarias. Algunas manifestaciones que se observan ~ estas pacientes incluyen tiroiditis, anemia hemolítica y m1enorrea. Cerca de 15% de las mismas tienen lupus erite~toso.

n.

¿Qué pruebas de laboratorio permiten confirmar el diagnóstico de lupus eritematoso?

Aproximadamente 30 a 40% de los casos de hepatitis rti.va crónica se encuentran asociados con hepatitis. Las

15 •

325

manifestaciones extrahepáticas incluyen artritis, urticaria e inclusive glomerulonefritis. La destrucción de los tejidos proviene de los depósitos tan abundantes de complejos inmunitarios que contienen el virus de-hepatitis B, su anticuerr po y complemento. Este tipo de hepatitis aguda crónica ocurre con mayor frecuencia en varones.

18. ¿Qué marcadores serológicos de la hepatitis B serán positivos en estos pacientes? Se obtuvieron los siguientes resultados para la paciente: Preparación para LE

Negativa

ANA

Positiva con patrón periférico

HBsAg Anti-HBc

Negativa Negativa

19. Indique el diagnóstico más probable para esta paciente.

CA PITUL O

16 Marcadores de tumores

Sonia E. Christensen

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE • Definir los siguientes términos: Cáncer Tumor maligno Neoplasma Tumor benigno Marcador de tumores

CLASIFICACION DE LOS MARCADORES DE TUMORES Enzimas Fosfatasa ácida Fosfatasa alcalina Creatlnclnasa Deshldrogenasa lác tico S'-nucleotldasa y transferasa de gammaglutamllo Transferasa de desoxlnucleotldllo terminal Enzimas diversas

Hormonas • Enumerar las características de un marcador Ideal de tumores. • Clasificar los marcadores de tumores y enumerar los tipos de tumores que se asocian con los componentes de cada clasificación. • Describir las observaciones clínicas y de laboratorio para los tipos de cánceres y tumores mencionados en el capítulo.

CONTENIDO DEL CAPITULO INTRODUCCION CARACTERISTICAS DEL MARCADOR DE TUMORES IDEAL FUNCIONES DE LOS MARCADORES DE TUMORES VIAS PARA LA PRODUCCION DE MARCADORES 326

Gonadotroplna corlónlca humana Catecolamlnas y sus metabolltos Serotonlna y ácido 5-hldroxllndolacétlco

Receptores Estrógeno y progesterona

Proteínas sérlcas Fetoproteína alfa Antígeno carclnoembrlónlco Antígeno específico de la próstata CA19-9 CAl S-3 CA72-4 CÁ125 AntTgeno para el carcinoma de células escamosa P-glucoproteína Acldo slállco Ferrltlna Mlcroglobullna beta-2 Hldroxlprollna lnmunoglobullnas Proteínas diversas

DNA

MARCADORES DE TUMORES 16

APLICACIONES CLINICAS Cánceres gastrointestinales Cáncer de la mama Carcinoma broncogénlco Cáncer pancreático Adenoearclnoma de la próstata Cáncer de los ovarios Cáncer uterino Tumores testiculares Cánceres de la piel Neuroblastomas y feoeromoeltomas Leucemlas y llnfomas Tumores diversos RESUMEN

---~--------INTRODUCCION

o

327

bolitas que se liberan al sistema circulatorio. Estas sustancias, cuando son susceptibles de medición, ayudan a diagnosticar y caracterizar la enfermedad y tienen aplicaciones potenciales para el tratamiento y la cura del cáncer. El conte~ nido de DNA de la célula cancerígena se examina para detectar mutaciones; la ausencia de genes supresores, que evitarían la formación del tumor; la presencia de oncogenes, q~e inician el desarrollo del tumor, y la ploídía, que es un indicador de la tasa de crecimiento y la agresividad. Este grupo de sustancias se denominan marcadores de tumores.

---r-----CARACTERISTICAS DEL MARCADOR DE TUMORES IDEAL

El marcador de tumores ideal tendría las siguientes caracte· rísticas: l. Especificidad para el cáncer; la sustancia debe ser

::.a palabra cáncer se emplea para describir una afección que ~

caracteriza por destrucción progresiva de cualquier tipo. ~ general se da el nombre de cáncer a un grupo de enfer:xdades relacionadas con el desarrollo, crecimiento excesivo y .:! seminación de tejido destructivo, que se denomina tumor aaligno o neoplasma, en un organismo vivo. Un tumor es .rugno cuando se restringe a su sitio primario y maligno ~do es capaz de invadir el tejido circundante. En general, - tumores malignos son invasivos, destructores y se rela~ nan con un mal pronóstico y una elevada tasa de mortali:.31. Un tumor maligno puede desarrollarse en cualquier par• del organismo y diseminarse en cualquier momento a :e-os sitios. Existen diversos factores que se asocian con el :.csarrollo de enfermedades malignas. Cuando se permite que el tumor o neoplasma maligno -~:Jtinúe creciendo sin tratamiento, en determinado mamenllega a ser mortal para el organismo. La patogenia de la -~ermedad se debe principalmente a la obstrucción y des:-::cción de otras estructuras vitales del organismo, a la acti::ad funcional de la sustancia que el tumor produce, a he~ rragias, infecciones o sustancias tóxicas asociadas con -:arto y necrosis. La American Cancer Society estima que :::xa de 30% de los estadounidenses contraen cáncer en alrl:t momento de sus vidas. Aproximadamente 40% de las xrsonas a las que se diagnostica cáncer se encuentran vivas n:lScurridos cinco años. 1 Actualmente en Estados Unidos de cada cinco muertes es producida por cáncer. El diag. tico temprano y los mejores tratamientos han incrementala tasa de supervivencia significativamente y continúan - investigaciones con el fin de comprender mejor estas en-;e::;:nedades, diagnosticarlas y darles tratamiento. La principal diferencia entre las células normales y las ~'.llas cancerosas es que en estas últimas se pierde todo condel crecimiento. La transformación neoplásica se asocia una alteración de la expresión genética, que afecta la proión de enzimas, h?rmonas, receptores, proteínas y meta-

2. 3. 4.

5.

producida únicamente por el tumor. Ninguna afección benigna debe provocar elevaciones de la misma y el marcador no debe estar presente, o sólo en trazas, entre la población normal. Desde del punto de vista ideal, la sustancia sólo debería encontrarse en un tipo de tumor. Sensibilidad para el cáncer; el desarrollo de un tumor, aunque sea de tamaño pequeño, debería producir cantidades medibles del marcador. La cantidad de marcador que se produce debería carelacionarse bien con el tamaño del tumor. El análisis para detectar el marcador debería ser económico, fácil de llevar a cabo y sensible (que permitiera medir con precisión pequeñas cantidades del marcador). La vida media del marcador debería ser suficientemente corta para que al bajar su producción, sus niveles descendieran con rapidez.

Las investigaciones con respecto a marcadores de tumores han permitido encontrar diversas sustancias de este tipo que presentan algunas características del marcador ideal. Desafortunadamente, aún no se cuenta con marcadores ideales.

---~--------FUNCIONES DE LOS MARCADORES DE TUMORES Los marcadores de tumores tienen aplicaciones limitadas para el diagnóstico. Las pruebas para detección del cáncer son principalmente exámenes físicos para descubrir manifestaciones

328 o QUIMICA CLINICA

clínicas de la enfermedad, como hemorragias o dolor, y cambios en las funciones del organismo. No existen marcadores de tumores que permitan detectar casos en poblaciones asintomá~icas. Cuando la población tiene riesgo o hay cierta evidencia de la enfermedad, los marcadores se utilizan parar efectuar o confirmar el diagnóstico. La principal aplicación de los marcadores de tumores es vigilar el tratamiento en pacientes a los que se ha diagnosticado algún tumor maligno. Al efectuar el diagnóstico deben medirse uno o más marcadores potenciales. Tras la extirpación quirúrgica o después de iniciar otras medidas terapéuticas es conveniente cuantificar en forma periódica estos marcadores. Existen también otros marcadores que ayudan a determinar el pronóstico. En general, los tumores se clasifican según la etapa, el grado y el sitio de invasión primaria. La etapa indica el tamaño del tumor y si es o no invasivo, con base en el grado de afectación de los ganglios linfáticos, en el tipo de ganglios afectados y en la presencia de metástasis distantes. El grado se basa en la evaluación microscópica del tejido del tumor. La clasificación del tumor ayuda a estimar el posible curso de la enfermedad y permite determinar qué medidas terapéuticas serán más eficaces.

-------VIAS PARA LA PRODUCCION DE MARCADORES

En general, los tumores benignos están bien diferenciados. Las células de un tumor benigno son similares a las células del tejido normal y los marcadores que producen son sustancias que también se encuentran en el tejido normal. En ocasiones se encuentran en mayor cantidad en la circulación, según el tamaño del tumor. Muchos factores participan para que una célula normal se transforme en célula de un tumor maligno. Algunos son ambientales e incluyen alimentos y exposición a productos químicos y radiacimÍes. Algunos virus se asocian con transformaciones malignas. Los factores que se relacionan con el huésped, como edad, sexo, respuesta inmunitaria y herencia, también tienen cierta función. Asimismo, los tumores malignos producen sustancias asociadas con células normales, pero de tipo distinto. Cada célula de un organismo vivo tiene el mismo materi~ genético. Cuando el cigoto se transforma en embrión, y después evoluciona hasta formar el feto, las células que se dividen con rapidez se diferencian en tejidos especializados mediante expresión genética selectiva. Los genes que se expresan dan lugar a producción de hormonas, enzimas, receptores, proteínas estructurales y metabolismo celular. Cuando una célula normal se transforma en célula cancerosa, la expresión genética cambia. La célula afectada probablemente pierda su capacidad para sintetizar algunos productos celulares específicos o los fabrique en mayor cantidad. Las células pueden ser menos especializadas que el tejido a partir del cual evo-

lucionan, asumir las características de las células menos diferenciadas de tipo embrional y sintetizar proteínas que se encuentran en embriones, pero no en adultos normales. La tasa de proliferación celular varía a medida que la tasa metabólica de las células aumenta. · Se supone que los tumores son de origen unicelular. Cuando la célula se transforma se pierde el control de su crecimiento y comienza a dividirse con rapidez. Las células pierden la inhibición por contacto e invaden el sitio primario. A continuación invaden órganos adyacentes y los sistemas sanguíneo y linfático que las llevan a órganos distantes. Posteriormente las células se alojan en algún lecho capilar y comienzan a invadir un nuevo sitio. Conforme se efectúa el proceso de invasión, se producen nuevas proteínas que ayudan en forma activa a dicho proceso. Estas proteínas también ' pueden utilizarse como marcadores.

--f----CLASIFICACION DE LOS MARCADORES DE TUMORES

Los marcadores de tumores se clasifican en los siguientes grupos:

l. 2. 3. 4.

Enzimas Hormonas, neurotransmisores y sus metabolitos Receptores Proteínas séricas (inmunoglobulinas, glucoproteínas.. proteínas carcinoembriónicas o antígenos oncofetales, conjugados de ácido siálico, poliarninas y aminoácidos) 5.DNA

ENZIMAS Las enzimas fueron los primeros marcadores que se emplearon para la detección de cáncer. Aunque la elevación de u~a enzima nunca es específica para cáncer, el perfil químico rutinario con frecuencia incluye las enzimas deshidrogenasa láctica y fosfatasa alcalina, asimismo puede incluir a la creatincinasa, arnilasa o transferasa de gammaglutamilo. Cada una de estas enzimas se eleva debido a uno o más tipos de cáncer. Cuando se observa incremento del nivel de cualquiera de ellas, es conveniente investigar más a fondo si existe enfermedad, aunque esto no siempre permite descubrir u~a enfermedad maligna. Hay otras enzimas más específicas para cáncer. Estas incluyen las colagenasas, catepsina D y las proteasas que secretan las células malignas para destruir el tejido circundante a medida que el tumor efectúa la invasión. En el cuadro 16-1 se da una lista de enzimas que ocasionalmente se emplea. como marcadores de tumores y las enfermedades a las cuales se asocian.

MARCADORES DE TUMORES 16 • 329

. Cuadro 16-1. Enzimas que se emplean como marcadores de tumores Enzima

Fosfatasa ácida Fosfatasa alcalina Creatincinasa-BB Ami lasa Lipasa Tripsina Ribonucleasa 5'-nucleotidasa y transterasa de gammaglutamilo Transferasa de desoxinucleotidilo terminal Colagenasa Deshidrogenasa láctica l:nolasa específica de neuronas Histaminasa

Sitio/tumor

.. Próstata • Metástasis a huesos, hígado Sarcoma osteogénico Próstata, senos, ovarios, colon, pulmón, aparato digestivo Páncreas

Hígado Leucemia Huesos Hígado, cuello uterino, colon, leucemia, linfoma Neuroblastoma, cerebro, testículos, tumor pulmonar de células pequeñas Carcinoma medular, carcinoma bronquial, carcinoma del endometrio, miosarcoma uterino

Fosfatasa. ácida

Se observó incremento de los ni veles de fosfatasa ácida 'ACP) en algunos pacientes con adenocarcinoma de la prós':::lta. La ACP no es confiable para detección o como herra:Jlienta diagnóstica. Esta enzima tiene varias isoenzimas y ::na de ellas se produce en la próstata. Es probable que no se ::bserve elevación de los niveles de la isoenzima ACP pros:ítica en enfermedades malignas, especialmente en sus pri= eras etapas. También se detecta elevación de los niveles de _.\.CP en pacientes con hiperplasia prostática benigna. La ACP =s bastante lábil; si no se analiza la muestra de inmediato, es -ecesario congelarla. Existe considerable desacuerdo con :?Specto a la utilidad de esta enzima como marcador de tu= ores. Existen diversos análisis para medir ACP en suero. Se .Ja desarrollado un anticuerpo monoclonal dirigido hacia la "JOrción prostática de la ACP y existen en el comercio diver~:Js estuches para ensayos inmunológico e inmunoenzimáti:o en los que se utiliza este anticuerpo. 2•3 La actividad de la :JSfatasa se mide directamente usando una solución amorti;uadora de pH bajo y fosfato de timolftaleína. Tras la hidró--.Sis y la adición de una base para modificar el pH, se obtiene ~ producto final colotido.4 Otro método utiliza el sustrato ~-JStato de naftilo alfa y L-tartrato, que inhibe las isoenzimas ::u prostáticas de ACP. A continuación el diazonio reacciona ; ¡}n el producto de hidrólisis y forma un producto final colo::do. 5 ..

nar en dónde hay metástasis. Esto se lleva a cabo inactivando con calor la fracción ósea mediante absorción selectiva (cromatografía de afinidad), electroforesis de zona o enfoque isoeléctrico. Estas isoenzimas se pueden cuantificar. Las elevaciones de ALP se correlacionan con actividad osteoblástica y se utilizan para vigilar el curso del tratamiento y las recurrencias en pacientes con osteosarcoma. La ALP se emplea para diferenciar enfermedades malignas óseas y hepáticas. Sin embargo no es útil para diagnosticar cáncer hepático, porque muchas enfermedades del hígado se asocian con elevación de los niveles de esta enzima. Existen otros marcadores más específicos para el diagnóstico y la vigilancia de cánceres hepáticos.6 Creatlnclnasa

La isoenzima BB, que comúnmente se ,.eonoce como fracción cerebral, se asocia con muchas enfermedades malignas. En enfermedades malignas de pulmón, senos, próstata, ovarios, riñones, vejiga y cerebro se eleva la creatincinasa-BB (CKBB). La determinación de CK-BB en el líquido cefalorraquídeo permite estimar el tamaño de la lesión en tumores cerebrales, aunque también se detecta en enfermedades no malignas. Los niveles de CK-BB en suero no son suficientemente específicos como para utilizarlos para ·diferenciar el sitio en el cual se encuentra el tumor. Las isoenzimas CK se identifican y cuantifican mediante electroforesis. ~·

fosfatasa alcalina

Deshidrogenasa láctica

~

La deshidrogenasa láctica (LD) es un marcador inespecífico. No existe un patrón isoenzimático congruente asociado con enfermedades malignas, pero la elevación inespecífica de las fracciones 2, 3 y 4 es frecuente y se denomina patrón maligno. Los tumores benignos y malignos provocan un incremento de LD que se correlaciona también con la tasa de crecimiento del tumor. Se observan elevaciones en tumores del colon, senos, pulmones e hígado, y en leucemias y linfomas.

ocasiones la cuantificación de la fosfatasa alcalina total ALP) ayuda para el diagnóstico de la enfermedad. Se han ..::entificado isoenzimas ALP específicas para ciertos órga: 3s (huesos, riñón, hígado, intestino delgado y placenta) y :-:n frecuencia es necesario identificar qué isoenzimas están :resentes antes de que sea p9sible utilizar la ALP como mar:::&jor de tumores. Con mayor frecuencia es necesario dife'::flciar la fracción ósea de la fracción hepática para determi-

330 • QUIMICA CLINICA

5'-nucleotldasa y tronsferosa de gommoglutomllo

L~ 5'-nucleotidasa (5'-NT) y la transferasa de gammagluta-

milO (GGn son más sensibles como marcadores del cáncer hepático que la ALP. Sin embargo, ninguna de ellas es espe-

r

cfñca para cáncer. Ambas se elevan en cirrosis y la· GGT se incrementa en un porcentaje alto de cánceres del páncreas.

Transferasa de desoxlnucreotldllo terminar La transferasa de desoxinucleotidilo terminal (TDT) es un marcador (antígeno) que se encuentra en las células linfoides inmaduras. Esta enzima puede sintetizar DNA enzimáticamente sin un patrón. Se cuantifica mediante ensayo inmunológico y se utiliza para anticipar el pronóstico y la respuesta a los fármacos y para ayudar a clasificar las leucemias. 7

ción hormonal excesiva inducen al paciente a solicitar atención médica. Por tanto, la determinación de estas hormonas Y sus metabolitos es útil para efectuar el diagnóstico. Para ello, suelen realizarse mediciones en serie de la producción hormonal durante y después del tratamiento, con el fin de vigilar el éxito del mismo y detectar recurrencias de tumores. Los tumores benignos y malignos secretan cantidades excesivas de hormonas. Algunos tumores secretan diversas hormonas, unas con acción sinérgica y otras antagonistas entre sí. El tumor puede secretar hormonas intactas, precursores de hormonas, fragmentos y subunidades hormonales. 8 Si se encuentra que un tumor no endocrino secreta hormonas ectópicas, éstas pueden utilizarse para vigilar al paciente durante el curso del tratamiento.

Gonadotropina coriónica humana Enzimas diversas

Amilasa, lipasa, tripsina y ribonucleasa son enzimas que se asocian con el cáncer. Se elevan en caso de tumores pancreáticos, y también en pancreatitis y otras afecciones del páncreas. La ribonucleasa también se incrementa en cánceres de seno, colon, estómago, hígado y pulmón. HORMONAS

Las hormonas pueden ser secretadas por tumores de las glándulas endocrinas que normalmente producen hormonas (producción eutópica) o por tumores de otros órganos que normalmente no lo hacen (producción ectópica). Parte de los estragos que produce el cáncer se debe a la respuesta del organismo a este exceso de producción hormonal. Las hormonas no se han útilizado para análisis de detección en poblaciones asintomáticas. En el cuadro 16-2 se presenta una lista de las hormonas que se utilizan como marcadores de tumores. Aunque no todos los tumores de las glándulas endocrinas son funcionales, con frecuencia los síntomas de produc-

La gonadotropina coriónica humana (HCG) es una hormona asociada con el embarazo que secretan normalmente los sincitiotrofoblastos de la placenta. En general se mide para confirmar el embarazo y diagnosticar embarazo ectópico. Además, la HCG se emplea con frecuencia como marc'ador de tumores. Se utiliza junto con la fetoprotefna alfa (AFP) para clasificar las células germinales de los tumores según su grado de diferenciación. La HCG se produce en las células tr~ foblásticas sincitiales y la AFP en las células embrionales más diferenciadas. Se mide AFP y HCG y el patrón de elevación o los valores normales determinan el tipo de células presentes. Las células germinales de los tumores producea cerca de 95% de los tumores testiculares y de 15 a 20% de los ováricos. La HCG es un dímero formado por subunidades alfa ~ beta. La subunidad beta confiere especificidad y la subunidad alfa es similar a la hormona luteinizante (LH) y a la hormona foliculoestimulante (FSH). El desarrollo del anticuerpo monoclonal eliminó los problemas de reactividad cruzada que se presentaban en los análisis antiguos. Mediante anticuerpos monoclonales se pueden medir unidades beta libres..

Cuadro 16-2. Hormonas y neurotransmisores que se utilizan como marcadores de tumores Hormona/neurotransmisor

Sitio/tumor

Gonadotropina coriónica humana

Tumores trofoblásticos, coriocarcinoma, tumor de células germinales en ovarios y testículos Médula tiroidea Suprarrenales, carcinoma pulmonar de células tipo avena Feocromocitoma, neuroblastoma, ganglio neuronal Tumores carcinoides

Calcltonina Hormona adrenocorticotrópica Catecolaminas y metabolitos Serotonina, ácido 5-hidroxiindolacético

ADH Gastrina Glucagon Insulina Prolactlna Estrógenos, andrógenos

Páncreas, próstata, corteza suprarrenal, car~inoma pulmonar de células tipo avena Gastrinoma Glucagonoma lnsulinoma Glándula pituitaria, senos, riñones Tumor testicular de células de Leydig, tumores ováricos

TSH

Próstata, carcinoma broncogénico, sangre

Endocrinopatía Ninguna Ninguna Síndrome de Cushing Hipertensión Síndrome carcinoide Hiponatremla Hipersecreclón de ácido gástrico Síndrome de glucagonoma Hipoglucemia Ninguno Pubertad precoz, feminización, mascullnización Hipertiroidlsmo

MARCADORES DE TUMORES 16 • 331

moléculas intactas o ambas sustancias. La producción del tu:nor suele incluir cadenas alfa y beta libres, moléculas intactas o ambas, en cualquier combinación. Por tanto, se recomienda que el análisis que se utilice para pruebas con marcadores de tumores mida las unidades beta libres, así como las molérulas intactas.9 También existe un análisis para péptido de gonadotropina urinaria (UGP) que es un fragmento de la subunidad beta de la gonadotropina coriónica humana. lO

eatecolamlnas y sus metabolltos Las catecolaminas, adrenalina, noradrenalina y dopamina, :mnnalmente se producen y almacenan en el cerebro, la mé:ula suprarrenal y las neuronas simpáticas. Las catecolami.:as se liberan a la circulación después de la estimulación del ~rvio simpático y la sangre las transporta a las células blan.:n . En ese sitio se enlazan con los receptores adrenérgicos e ...::.ician cambios metabólicos y de presión arterial. Las cate:nlarninas se metabolizan con bastante rapidez tras su libera.::ón al torrente sanguíneo y se encuentran en cantidades ::uy bajas en el plasma. Los metabolitos de las catecolami::.J.S incluyen metanefrina, normetanefrina, 3-metoxitiramina, i:ido vanilmandélico (VMA) y ácido homovanílico (HVA). :.as catecolaminas y sus metabolitos se excretan a través de ..J orina. 11 Dos tumores que se asocian con niveles altos de cateco..mllnas son los feocromocitomas en adultos y los neuroblasr.mas en lactantes y niños. Los feocromocitomas son tumores :e las células de cromatina. Se encuentran principalmente en ....l5 suprarrenales pero en ocasiones se localizan a lo largo de ..l aorta, en los ganglios paravertebrales torácicos y a lo largo :;e la pared de la vejiga urinaria. En ciertos casos existe preS -posición familiar al desarrollo de este tipo de tumores. :.OS feocromocitomas secretan grandes cantidades de cateco..I:IlÍnas, principalmente adrenalina y noradrenalina. Liberan =necolaminas en forma intermitente o constante, lo que prox a hipertensión. Los neuroblastomas son tumores comunes durante la ni!.:z y suele existir tendencia familiar para su desarrollo. El :.euroblastoma se desarrolla en el tejido de la cresta neural ~ las suprarrenales, en tejido paravertebral o en otros sitios. :::: tumor crece con rapidez y en muchos casos ocurre metász is antes de que se efectúe el diagnóstico. En los lactantes ¡¡: han documentado casos de reducción espontánea del tu- r. Es probable que esto se relacione con el desarrollo de =nunidad. También existen casos en que el tumor evolucio~ hasta ganglioneuroma benigno. En general el pronóstico . ::e se efectúa cuando el niño tiene más de un año de edad es · Dio. Los neuroblastomas secretan noradrenalina. El método de elección para determinar catecolaminas y metabolitos es la cromatografía de líquidos de alta reso...._"ión (HPLC). Generalmente se obtiene una muestra de oride 24 horas cuando se sospecha que el paciente tiene un i:OCromocitoma para no pasar por alto la secreción episódi.::1.. Cuando se sospecha que el lactante o el niño padece neu-::Jastoma, la secreción episódica no constituye un probleD, de maJ!era que basta5 on obtener una sola muestra de aleatorio. Los niveles de VMA y HVA se determinan y ~rtan con respecto a la relación de creatinina para com-

r

pensar por la dilución de la orina. En general los ligeros aumentos de niveles de catecolaminas y sus metabolitos se asocian con ejercicio fuerte o tensión, más que con tumores malignos. Las catecolaminas se detenninan en plasma también mediante HPLC. Esto se efectúa para rectificar la respuesta a medicamentos o para localizar el tumor. Los feocromocitomas pequeños secretan altos niveles de catecolaminas. Cuando es imposible visualizar el tumor es conveniente introducir un catéter en los sitios posiblemente afectados. Se toma una muestra de sangre de cada sitio y se efectúan las pruebas para determinar cuál presenta mayor nivel de catecolaminas con el fin de localizar el tumor. Serotonlna y ácido 5-hldroxllndolacétlco

La serotonina (5-hidroxitriptamina) se produce en las células de enterocromafina del aparato digestivo y en el cerebro, y se metaboliza a ácido 5-hidroxiindolacético (5-IDAA) en los pulmones. La serotonina es un potente vasoconstrictor; las plaquetas .contienen altas concentraciones de la misma y la liberan durante la coagulación. Los tumores de célqlas de enterocromafina, que se denominan tumores carcinoides o argentafinomas, liberan cantidades mayores de serotonina. La mayoría de estos tumores se encuentra en el aparato digestivo, pero también se han detectado en senos, timo, hígado, vesícula biliar, pulmones y ovario. Crecen con bastante lentitud y ocasionalmente también secretan histamina, calicreína y hormona adrenocorticotrópica (ACTH). Los tumores carcinoides se asocian con síntomas como enrojecimiento cutáneo, diarrea, náusea, asma, dermatitis y cianosis. Los síntomas dependen del sitio en que esté ubicado el tumor. El estado de enfermedad se denomina síndrome carcinoide. La serotonina se determina en suero o en sangre entera porque se encuentra en la circulación, concentrada en las plaquetas. La 5-HIAA se determina en orina, aunque ocasionalmente se efectúan pruebas en otros líquidos del organismo. Antes de realizar la prueba, el paciente debe abstenerse de ingerir alimentos ricos en serotonina, como plátanos, aguacates, berenjena, tomate, ciruelas, piña y nueces. Algunos fármacos también provocan su elevación. La serotonina y la 5-HIAA se extraen de los líquidos del organismo y se cuantifican mediante cromatografía de líquidos de alta resolución.

RECEPTORES El estudio de los receptores celulares como marcadores de tumores es novedoso, especialmente cuando se compara con el uso de ·hormonas y enzimas. Los receptores son estructuras proteicas ubicadas en el exterior de la membrana celular y en el interior de la célula. El objetivo del receptor es reconocer algún ligando específico, como hormonas o neurotransmisores, y enlazarse con él. A continuación el complejo ligando-receptor inicia una respuesta biológica. Hay receptores diversos y cada uno se enlaza con alta afinidad a una sustancia específica que inicia determinada respuesta celular. Es necesario que los receptores funcionen de manera adecuada para una regulación normaí dentro de la célula. La producción de receptores depende en parte de la concentración de

332 • QUIMICA CUNICA

ligando. El número de receptores celulares aumenta o dismiCuadro 16-3. Receptores usados como marcadores de tumores nuye, o los receptores se inactivan como respuesta a la conReceptor Sitio/tumor o acción centración de ligando en la circulación. Los defectos en la producción de receptores o en su funcionamiento pueden ser Estrógeno, progesterona Mamas de tipo hereditario, provocados por transformaciones malig- ' Laminina Medidas del potencial metastático nas o debidos a enfermedades autoinmunitarias (anticuerpos Factor de crecimiento Mamas dirigidos contra el receptor). Como las enfermedades maligepidérmico nas ocasionan variaciones en el funcionamiento ados recepLeucemia lnterfeucina 2 tores y en su cantidad, éstos se utilizan como marcadores de tumores. 12

Estrógeno y progesterona Los receptores estrógeno y progesterona se analizan clínicamente para determinar si los pacientes con cáncer de la mama responden a la terapéutica endocrina. Cuando el desarrollo del tumor se estimula en presencia de estrógenos, puede utilizarse una sustancia antiestrogénica, como el tamoxifén, para limitar dicho desarrollo. Es necesario que haya receptores de estrógeno presentes y que funcionen para que se produzcan receptores de progesterona. Cuando ambos están presentes existe una probabilidad de 80% de que el tumor responda al tratamiento endocrino. Existen dos métodos fundamentales para cuantificación de receptores celulares. El primero es el análisis por enlace con Iigandos y el segundo es el ensayo inmunológico. Se efectúan estudios de receptores celulares en muestras de tejidos que se obtienen de biopsias del tumor o de su extirpación. El factor receptor de crecimiento epidérmico es una glucoproteína que se enlaza con el factor de crecimiento epidérmico y con el factor alfa de transformación de crecimiento. La ausencia de este receptor se correlaciona bien con una buena respuesta al tamoxifén. Los niveles altos del receptor parecen indicar un mal pronóstico en términos de recaídas y supervivencia del paciente. 13 El receptor laminina es otro marcador potencial para cáncer de la mama. La larninina es uno de los principales constituyentes de la membrana basal y se enlaza con otros constituyentes importantes entre ellos colágena, sulfato de heparán, proteoglucano y entactina. Los receptores de laminina permiten que las células malignas se enlacen con las membranas basales, las cuales se disuelven posteriormente, lo que da origen a la destrucción de la célula a medida que el cáncer invade otros tejidos. Las células malignas tienen más receptores de larninina desocupados que las células normales. 13 Las investigaciones para definir qué receptores pueden utilizarse como marcadores de tumores continúan. J:lxisten muchos otros receptores (p. ej., los insulínicos) en el tejido canceroso, pero aún no se define con claridad su significado como marcadores. En el cuadro 16-3 se presenta una lista de receptores que se utilizan actualmente como marcadores de tumores.

PROTEINAS SERICAS A partir del desarrollo de la t~cnología de anticuerpos monoclonales, se han estudiado diversas proteínas anteriormente

desconocidas para valorar su aplicación como antígenos cancerosos, que son marcadores de tumores definidos por anticuerpos. Actualmente existen en el comercio ensayos inmunológicos de diversos tipos para estos antígenos. Se emplean análisis de enlace competitivo, pero con mayor frecuencia se utilizan diseños de emparedado en fase sólida, con un radioisótopo, una enzima y marcadores quimioluminiscentes. El estudio de estas proteínas proporciona un método más sensible y específico para vigilar el progreso de estas enfermedades. Muchos de los anticuerpos que se emplean para inmunocitoquímica tiñen los tejidos. En el cuadro 16-4 se, da lista de estas proteínas y de otras que ya se utilizaban antes del desarrollo de los anticuerpos monoclonales.

una

Fetoproteína alfa

La fetoproteína alfa (AFP) debe su nombre a que en el proceso de electroforesis migra entre la alfa-1 y la albúmina, ~ es la proteína más abundante durante el desarrollo fetal. Se considera que su función es similar a la de la albúmina y estructuralmente son muy parecidas. La AFP también se conoce como albúmina fetal. Se fabrica principalmente en los hepatocitos fetales y el saco vitelino. Se encuentra a niveles muy altos en el embrión y el feto. El nivel desciende gradualmente hasta la edad de un año, cuando alcanza los niveles normales de los adultos (de O a 15 ng/ml). La AFP se asocia con diversos tumores de células germinales y hepatomas. En pacientes con tumores de saco vitelino (afección muy poco frecuente), la AFP se correlaciona bien con la actividad de la enfermedad. Junto con la HCG, la AFP se emplea para clasificar los tumores de células germinales y las enfermedades trofoblásticas gestacionales. Es útil para caracterizar y determinar la etapa de la enfermedad ! vigilar el curso del tratamiento. Los niveles de AFP se elevan antes de que la recurrencia sea detectable por otros medios. Determinar los niveles séricos de cualquier marcad~ es un pÍ"Ocedimiento menos penetrante que una intervencióa quirúrgica o una biopsia. La fetoproteína alfa es un buen marcador de hematoma primarios porque .se eleva aproximadamente en 80% de 1~ casos. Desafortunadamente, sus niveles también aumenta. en hepatitis, cirrosis y otras enfermedades hepáticas. En estos casos el nivel de AFP ayuda a diferenciar las afecciones benignas de las malignas. La AFP se determina por ensa. inmunológico. También se emplea en forma extensa como marcador para defectos del conducto neural y tiene potencial como herramienta de detección del síndrome de Down. 14

MARCADORES DETUMORES 16 • 333

Cuadro 16-4. Proteínas que se utilizan como marcadores de tumores Sitio/tumor o acción

Proteína

Fetoprotefna alfa Antlgeno carclnoembrlónico Antígeno especifico de la próstata Catepsina O CA19-9 CA195

HJgadci, ovario, testículos (teratoblastoma) Colon, senos, pulmones Próstata Senos Páncreas

CASO

Antlgeno oncofetal pancreático CA15-3

Muelna de cánear da fa mama

Senos

CA549 C A125

Antf9eno de cáncer ovárico Antfgeno de carcinoma de células escamosas (subgrupo de TA4) P-glucoprotefna CA72-4 lASA, ácido siálico asociado con lfpidos Ferritina Microglobulina beta-2 ldroxiprollna PéptidoC lnmunoglobulinas Tiroglobulina Antfgeno polipeptfdico de tejidos

~fígeno carclnoembrlónlco

3 antígeno carcinoembriónico (CEA) es una proteína onco:..!al que se utiliza desde hace tiempo. Fue descrita por Gold • Freedman en 1965 y se creyó que era bastante específica -:u-a cáncer del colon. A partir de esa fecha se ha caracteriza;., inmunológicamente y por absorción selectiva; en la ac.:::alidad se sabe que son una familia de glucoproteínas. La :orción carbohidrato varía según la fuente y heterogeneidad ;,e los tumores. No es específica para el colon pero se en--entra en diversas afecciones no malignas y malignas como :incer del seno, del aparato digestivo, de los pulmones, de ovarios, del páncreas y de la próstata. Además se eleva - casos de alcoholismo, inflamación intestinal y fibrosis . :istica, asf como en personas que fuman cigarrillos en ex::so. A pesar de la inespecificidad de la CEA es de utilidad :.u-a establecer el pronóstico y vigilar el tratamiento. Tam-'n es de ayuda para el diagnóstico determinar la CEA en -os líquidos del organismo además del suero (líquido ascí--o, fluido de algún quiste, orina o líquido con el que se lava =alquier cavidad). 15 El número de marcadores definidos de anticuerpos molonales aumenta días tras día. Algunos tienen caracterís-"35 similares en términos de sensibilidad y especificidad, o a medida que cada investigador o compañía identifica ~ antígenos y anticuerpos y los desarrolla, se cuenta con un :b:lero cada vez mayor de opciones. Las compañías que ucen anticuerpos y ensáyos inmunológicos efectúan prue-

Ovarios Células escamosas de cuello uterino, pulmones, cabeza, cuello Marcador de resistencia a fármacos Estómago, ovario, colon, senos, pulmones Marcador muy genérico para neoplasmas Hodgkln, leucemia mielocítica aguda, pulmones, hígado, senos, páncreas, teratoblastoma Linfoma, leucemia, mieloma múltiple, macroglobulinemia de Waldenstrom Metástasis óseas lnsulinoma Mieloma múltiple, macroglobulinemia de Waldenstróm Tiroides Senos, pulmones, aparato digestivo, vejiga, ovario, útero

bas incesantes, publican resultados, solicitan aprobación gubernamental y ponen a la venta este tipo de productos. Es de gran importancia que sus observaciones lleguen a manos de los laboratoristas, ya que esto determina los análisis que se utilizan actualmente y en un futuro. Lo ideal sería utilizar un grupo de marcadores para efectuar el diagnóstico y posteriormente podrían emplearse uno o dos de ellos para vigilar el curso de la enfermedad.

Anfígeno específico de la próstata

El antígeno específico de la próstata (PSA) es una proteasa glucoproteica que se produce en la próstata y se secreta al plasma seminal. La función del PSA es provocar licuefacción del coágulo seminal. El PSA es el único marcador específico de tejidos que se ha identificado hasta el momento, pero no es ·específico para cáncer de la próstata. El PSA se encuentra en pequeñas cantidades en próstatas normales y se eleva cuando hay hipertrofia prostática benigna y adenocarcinoma de la próstata. Es un marcador más sensible que la ACT, pero es relativamente insensible para la detección temprana de cáncer, ya que con frecuencia se observa elevación de sus niveles sólo cuando la enfermedad está avanzada. El PSA es un marcador útil para caracterizar enfermedades por su especificidad tisular y puede ayudar para determinar la etapa de la enfermedad. Sus niveles son aproximadamente proporcionales al volumen del tumor y se hacen indetectables tras la

334 •

QUIMICA CLINICA

prostatectomía radical. Los niveles en suero son sensibles a recurrencias de la enfermedad.l6 CA19·9

El CA19-9 es un oligosacárido mucínico que se caracteriza por un anticuerpo desarrollado en un principio a partir de ratones inmunizados contra cáncer del colon. Tiene elevada especificidad para cáncer del páncreas. El CA19-9 se emplea clínicamente para vigilar el tratamiento y predecir recurrencías de la enfermedad. Como el CA19-9 se relaciona con la sustancia Lewis, los pacientes Lewis-negativos no producen CA19-9. Esta sustancia también se eleva en enfermedades que se asocian con obstrucción biliar y fibrosis qufstica. El CA195 y el CASO son otros marcadores definidos de anticuerpos que presentan especificidad y sensibilidad similar para cáncer pancreático.l7-19

P-glucoproteína

~

La P-glucoproteína se encuentra en las membranas celulares de células resistentes a fármacos. Normalmente se localiza en l~ células del riñón, hígado, suprarrenales y el aparato digestivo. La mayoría de los tumores que se desarrollan en estos órganos son bastante resistentes a fármacos. Las células que presentan resistencia a algún fármaco también suelen presentarla a otros fármacos no relacionados; este fenómeno se denomina resistencia múltiple a los fármacos. Existe una teoría de que la P-glucoproteína tiene actividad para transportar a los fármacos hacia el exterior de las células. La Pglucoproteína se mide utilizando un anticuerpo monoclonal. el C219. Las células del tumor se tiñen con algún anticuerpo marcado o se les incorpora un isótopo radiactivo para cuantificarlas mediante citometría de flujo. Esta prueba permite predecir la respuesta al tratamiento, ayuda a identificar las medidas terapéuticas que deben aplicarse y a establecer el programa de tratamiento.26

CA15-3 ~

La CA15-3 es una glucoproteína inespecífica pero sensible para cáncer de la mama.20 La CA549, la mucina de cáncer de la mama (BCM),21 y el antígeno tipo mucínico asociado con cáncer (MCA) son nuevos marcadores de tipo similar a la CAl 5-3. CA72-4

El CA72-4 es un marcador inespecífico que muestra cierta sensibilidad para cáncer del aparato digestivo. El antígeno de polipéptidos tisulares (TPA) es una proteína oncofetal similar al CA72-4, ya que experimenta elevación inespecífica en enfermedades neoplásicas.22 CA125

El CA125 es un buen marcador de cáncer del ovario. Tiene aplicación limitada para el diagnóstico, pero se utiliza junto con CEA para caracterizar tumores ováricos. Se ha observado que se eleva en afecciones no malignas, como embarazo, endometriosis, fibromatosis, enfermedad pélvica inflamatoria, pancreatitis y peritonitis. Sus niveles más altos se asocian con cáncer del ovario, aunque el CA 125 también se incrementa en otras enfermedades malignas. Es de gran utilidad para vigilar el curso de la enfermedad en pacientes a quienes se les diagnosticó cáncer ovárico epiteliaJ.23,24 Se cree que el antígeno de cáncer ovárico (OCA) tiene utilidad similar. Antígeno para el carcinoma de células escamosas

El antígeno para el carcinoma de células escamosas (SCC) es una de las 14 subfracciones de antígenos asociados a tumores (TA4). Cincuenta y ocho por ciento de los cánceres de células escamosas produce elevación de los niveles de SCC, pero esta sustancia también se eleva por otros tipos histológicos y en enfermedad~s benignas. Es útil para vigilar el curso de la enfermedad, especialmente en casos de cáncer cervical. 25

Acldo slállco

El ácido siálico es una familia de derivados acilados del ácido neuramínico, que en general se encuentran en el extremo terminal de la porción de carbohidrato de la glucoproteína o el glucolípido en las membranas celulares. La porción de carbohidrato influye en la interacción intercelular, afecta la cohesión, la adherencia y la antigenicidad. Estas características se modifican cuando la célula experimenta alguna transformación de tipo maligno y el nivel de ácido siálico se altera por dicha transformación. El ácido siálico, ya sea que se mida como fracción total o se extraiga la fracción asociada con lípidos para cuantificarla por separado, es un marcador inespecífico de neoplasmas malignos.27 Ferrltlna

La ferritina es una proteína sérica que se enlaza con el hierro y lo transporta en el suero. Con frecuencia se analiza como indicador del nivel de hierro, ya que el nivel de ferritina sérica es directamente proporcional a las reservas de hierro del organismo. Las ferritina se eleva en cualquier enfermedad que provoque perturbación profunda del metabolismo del hierro y eritropoyesis. Suele elevarse en hepatitis y anemia aplásica, así como en leucemias; mieloma; cáncer gástrico. del colon, pancreático, pulmonar y de la mama; y melanoma.. Los niveles también se ven afectados por complicaciones secundarias del cáncer como obstrucción y anemia. La ferriti~ que liberan los tumores malignos tiene un punto isoeléctrico más ácidp que la ferritina normal y por tanto se diferencia por enfoque isoeléctrico. Mlcroglobullna beta-2

La microglobulina beta-2 (B2M) es un antígeno que se encuentra en la superficie de todas las células nucleadas. Es una subunidad del antígeno de leucocitos humanos (HLA) se eleva en todas las enfermedades asociadas con recamb¡;, celular rápido. Se utiliza como marcador para leucemias, !in-

MARCADORES DE TUMORES 16 • 335

::>ma y mieloma múltiple y se correlaciona bien con la acti:dad de los linfocitos B. También aumenta en· pacientes que :adecen infecciones por virus de inmunodeficiencia humana IDV). Se mide mediante ensayo inmunológico. Hldroxlprollna

J. hidroxiprolina es un aminoácido que se eleva en pacien::5 con metástasis ósea. Se determina en la orina mediante ~matografía de líquidos de alta resolución. MVnunoglobullnas

:..as inmunoglobulinas se han utilizado como marcadores en ::ieloma múltiple y macroglobulinemia de Waldenstrom du:cte años. Se cuantifican y caracterizan mediante electrofo=sis, inmunoelectroforesis y métodos turbidimétricos con antiros específicos. -.oteínas diversas

:.as poliaminas, esperrnina y espermidina son agentes estabi_zantes que se asocian con las membranas celulares y los .JL."'Ídos nucleicos. Tienen aplicación como marcadores de tu:::.ores cerebrales.

que se enlaza para determinar si hay genes asociados con cáncer. · Algunas sondas genéticas específicas que se utilizan actualmente incluyen el cromosoma Filadelfia que se emplea para leucemia mielógena crónica, MDR-1 y DHFR que se utilizan para evaluar resistencia a fármacos, c-erbB-2 para cáncer de la mama y N-myc para neuroblastoma, c-myc para cáncer de la mama, pulmonar y cervical, bcl-2 para linfoma y ~-erbB para glíoblastoma. Estas sondas se usan para determmar enfermedades malignas y el linaje celular, valorar el tratamiento y ayudar a establecer el pronóstico. Las sondas genéticas son capaces de detectar números pequeños de células anormales en una mezcla de células.28 Se ha desarrollado un anticuerpo monoclonal específico para las proteínas que producen los oncogenes. La proteína c-erbB-2 es similar al receptor del factor de crecimiento epidérmico y se cree que es un receptor, aunque se desconoce con qué ligando se asocia.29 El cuadro 16-5 presenta una lista de oncogenes y agentes virales que se emplean como marcadores de tumores.

-------APLICACIONES CLINICAS

CANCERES GASTROINTESTINALES 3 análisis directo de material del núcleo se lleva a cabo por :.\'ersos motivos. Los investigadores intentan resolver las sipientes interrogantes: ¿Procede el tumor de una línea celu.x monoclonal? ¿Está bien diferenciada la enfermedad? ?uede identificarse la enfermedad mediante algún marcador _:lular? ¿Pueden utilizarse marcadores celulares para prede:!1 qué pacientes desarrollarán la enfermedad? Asimismo · ervan si se producen mutaciones, si hay ausencia de ge:es supresores, si se produce amplificación (copias múlti.·~s) de algún gen, si hay fragmentos de genes de tamaño :stinto y oncogenes, que son versiones alteradas de genes :.::mlales que propician el desarrollo de tumores. Las técniz que se efectúan para analizar material nuclear son: 1) ci_-metría de flujo utilizando anticuerpos marcados con sus.J..::cias fluorescentes para identificar si la población celular :s monoclonal usando marcadores superficiales, y 2) análisis :.! ploidía, una determinación de la cantidad de material nu- •ar presente que permite estimar la agresividad del tumor ~ tasa de división celular). Las técnicas citogenéticas tradi:!flnales se utilizan para visualizar el DNA y observar traslo-:xiones. También se emplea tecnología de sondas genéticas ::: las pruebas de Northern y Southern blot. Para utilizar sonz genéticas hay que: 1) aislar el DNA, 2) efectuar la res7-ción (el DNA se rompe en fragmentos con enzimas), 3) .-!'parar los fragmentos mediante electroforesis en agarosa, 4) ::msferir los fragmentos de la agarosa a una membrana de 'C'Oeelulosa, 5) exponer los fragmentos a fragmentos de DNA :creados que provienen de algún gen conocido que se relana con cáncer (Southern blot). No se produce enlace a u nos que se detecte un segmento complementario. A contición se evalúa el patrón de producto genético marcado

Los cánceres del aparato digestivo son un grupo diverso que incluye cánceres de colon y recto asf como de esófago, estómago e intestino delgado. El cáncer colorrectal es común y ocupa el segundo lugar con respecto al cáncer pulmonar en cuanto a mortalidad. Los síntomas de cáncer colorrectal incluyen hemorragia, modificación de los hábitos intestinales y dolor. La población de alto riesgo incluye personas con antecedentes familiares y que consumen dietas ricas en grasa. En general, el diagnóstico se efectúa tras un examen con proctosigmoidoscopio. El tratamiento incluye extirpación quirúrgica e irradiación ya que los tumores del colon suelen ser resistentes a la quimioterapia con fármacos citotóxicos. Cuando el cáncer se detecta en etapas tempranas la tasa de supervivencia a cinco años es alta (de 87%), pero si se ha Cuadro 16-5. Oncogenes y agentes virales que se emplean como marcadores de tumores Oncog.t;ín/agente viral c-erbB-2 (ñeu) Myc

P53 1

Ph (cromosoma Filadelfia)

Ras

RB Próstata (gen de retinoblastoma) Virus de papiloma humano

Sitio/tumor Senos, ovario Pulmones, linfoma, aparato digestivo, cerebro, colon Colon Leucemia mielógena crónica Genérico Ojos, pulmones, senos, vejiga Cuello uterino

336 • QUIMICA CUNICA

producido metástasis, la tasa de supervivencia desciende en forma significativa. Los marcadores de tumores que se utilizan para vigilar a los pacientes con cáncer del colon incluyen CEA, CAI9-9 y CK-BB. El cáncer gástrico se diagnostica y trata de manera similar. Los marcadores de tumores

que en general se asocian con él son CEA, CA72-4, CA19-9 y CK-BB. En general los tumores del intestino delgado y los del esófago son carcinomas de células escamosas y no son frecuentes en la población de Estados Unidos. Los tumores c.arcinoides de células de enterocromafina del aparato digestiVO ya se COJ'!lentaron en el presente capítulo y existen otros t~mor~s asocta~os con las glándulas endocrinas del aparato d•gesuvo (gastnnoma, por ejemplo).

CANCER DE LA MAMA El cáncer de la mama afecta a una de cada nueve mujeres. Los signos de advertencia incluyen modificaciones de los senos, como nódulos o engrosamiento, formación de hoyuelos o cambios en la piel del pezón, descarga o dolor. Las mujeres de alto riesgo son las que tienen antecedentes familiares de cáncer de la mama, mayores de 50 años, nulfparas u obesas. Se recomienda que todas las mujeres efectúen un autoexamen de la mama una vez al mes y se sugiere un mamograma basal para todas las mujeres de 35 a 40 años y un mamograma de seguimiento cada uno o dos años. En general el tratamiento incluye extirpación quirúrgica, radiación, quimioterapia o terapia endocrina. Existe un mayor número de opciones de marcadores para evaluar el cáncer de la mama que para otros tipos de cáncer. Los marcadores séricos incluyen CEA, CA15-3, BCM, CA549, MCA, ferritina y CK-BB. Los tejidos se analizan para encontrar receptores de estrógeno y progesterona, catepsina D, receptor del factor de crecimiento epidérmico, receptor de laminina, ploidía, c-erbB-2 y colagenasa. 30 El tratamiento se elige según el resultado de los análisis. Cuando se efectúa el diagnóstico pueden utilizarse marcadores múltiples para ayudar a establecer el pronóstico. Actualmente existe una tasa de supervivencia de 90% para esta enfermedad. Cuando el tumor aún no ha invadido los tejidos circundantes ni los ganglios linfáticos, la tasa de supervivencia es cercana a 100 por ciento.

CARCINOMA BRONCOGENICO El carcinoma broncogénico (cáncer pulmonar) ocupa el primer lugar en mortalidad y el segundo lugar en incidencia. El tabaquismo y la exposición a productos químicos son factores de riesgo relacionados con esta enfermedad. Los síntomas incluyen tos persistente, dolor en el tórax, infección y ~sputo teñido de sangre. Los cánceres pulmonares se clasifi:::an en cánceres de células escamosas, adenocarcinoma, cán::eres de células pequeñas y de células grandes. Los de células escamosas son los más frecuentes y los de células pequeñas >an los más agresivos y en ocasiones se asocian con produc; ión ectópica de hormonas. Los pulmones son un sitio fre; uente de desarrollo metastático de tumores. La detección :emprana se dificulta porque l o~ síntomas no aparecen en ~tapas tempranas y la tasa de supervivencia a cinco años es

muy baja. Las medidas terapéuticas incluyen extirpación quirúrgica, irradiación y quimioterapia. En tumores de células pequeñas es eficaz la quimioterapia sin intervención quirúrgica. Los marcadores que se util.izan para vigilar el curso rde esta enfermedad incluyen CEA, CK-BB, AFP, CA72-4. hormona antidiurética (ADH) y, especialmente en el caso de tumores de células pequeñas, enolasa específica para neuronas.

CANCER PANCREATICO El cáncer pancreático es silencioso y mortal. La mayoría de los casos ocurre después de los 65 años y muchos de ellos se asocian con pancreatitis, diabetes o cirrosis previa. Es probable que la dieta sea un factor que contribuya a esta enfermedad. La tasa de supervivencia a cinco años es de 3%. La mayoría de los cánceres pancreáticos son exocrinas más que endocrinos. El insulinoma, un tumor endocrino, en general es más localizado y susceptible al tratamiento y tiene tasas de supervivencia más altas. La irradiación y la quimioterapia no suelen ser muy eficaces para cánceres pancreáticos. Los marcadores de tumores que se asocian con carcinoadeñoma pancreático incluyen CA19-9, CA195, CEA, antígeno pancreático oncofetal (POA), insulina, amilasa, lipasa, tripsina. ribonucleasa, CA50 y ferritina. Muchos de ellos son útiles para el diagnóstico y para establecer el pronóstico (en general, la irradiación y la quimioterapia no son muy eficaces para cánceres pancreáticos).

ADENOCARCINOMA DE LA PROSTATA El adenocarcinoma de la próstata es el segundo tipo de cáncer más frecuente en los varones y el riesgo aumenta con la edad. Los síntomas incluyen dificultad para el flujo de orina. dolor y hemorragia. Un 60% de los mismos se descubre antes de que experimente metástasis y el pronóstico es bueno El tratamiento normal incluye extirpación quirúrgica con irradiación o manipulación hormonal. Se utili zan radiaciones y terapia con hormonas para que el tumor se encoja antes de la extirpación quirúrgica. Los marcadores de tumores que se utilizan para establecer el pronóstico, determinar la etapa y vigilar el tratamiento incluyen PSA, fosfatasa ácida prostática ACP, CEA, CK-BB y TPA. La ALP se usa cuando hay metástasis óseas. Puede emplearse PSA en vez de intervención quirúrgica para valorar el riesgo de recurrencia de la enfermedad.

CANCER DE LOS OVARIOS El cáncer de los ovarios es silencioso y produce más muertes que cualquier otro cáncer ginecológico. El riesgo aumenta con la edad, los antecedentes farniliares y la nuliparidad o la paridad baja. Los tumores benignos son frecuentes en mujeres jóvenes. Los síntomas son vagos e incluyen aumento de tamaño del abdomen, dolor, perturbaciones digestivas y malestar general. Es más conveniente emplear el examen pélvi como prueba de detección. Aproximadamente 95% de toda& los cánceres ováricos son carcinomas epiteliales (mucha& son quísticos) que se subclasifican como serosos (llenos de líquido), mucinosos (compuestos de células que secretan mu~

MARCADORES DE TUMORES 16

o

337

51dad) y tumores endometrioides. Los menos frecuentes son ción al sol, a radiaciones y a productos químicos. Para diag· tumores de células germinales. Se clasifican como carcinosticar este tipo de cáncer es preciso reconocer cambios cu:vmas embriónicos, teratomas, disgerminomas, tumores de táneos, manchas decoloradas de apariencia cerúlea o esca!Xo vitelino y coriocarcinomas, que en general se asocian mosas y rojizas, o cambios en a!gún lugar de las mismas . •-:on la placenta y se originan de un embarazo ectópico. Es • Los marcadores de tumores no se emplean mucho para la de~bable que los tumores malignos experimenten metástasis, tección de cáncer de la piel. El diagnóstico se efectúa me:un frecuencia antes de que se efectúe el diagnóstico. Los diante biopsia y examen microscópico y el tratamiento con:::arcadores de tumores se emplean para clasificar este tipo siste en extirpación quirúrgica o crioterapia. !e cánceres, vigilar el tratamiento y, en vez de la interven.ión quirúrgica, para detectar metástasis y recurrencias. Los NEUROBLASTOMAS Y FEOCROMOCITOMAS =rcadores de tumores para cáncer ovárico incluyen CA125, :CA, AFP, CEA, HCG, CA72-4 y ácido siálico. El examen Los neuroblastomas y feocromocitomas se estudiaron ya en ::1! la proporción de CA125 con respecto a CEA ayuda a diel presente capítulo. Los tumores cerebrales se asocian con .-!renciar el cáncer ovárico de otros cánceres abdominales. síntomas como dolor de cabeza, mareo, visión borrosa o do:=::; importante insistir en que muchos tumores de los ovarios ble y náuseas. Muchos síntomas son ocasionados,por presión ,;:n benignos. ya que el tumor oprime el cerebro y los nervios. Los tumores malignos del sistema nervioso central se clasifican según las células que afectan. La extirpación quirúrgica de este tipo de :ANCER UTERINO tumores se lleva a cabo con bastante éxito en ciertos casos, =: cáncer uterino es tratable cuando se descubre a tiempo. Es mientras que otros tienen tasa de mortalidad alta. Los marcado:::nveniente que todas las mujeres se sometan a una prueba res de tumores que se asocian con tumores cerebrales y del sis:::Ológica de Papanicolaou al año. Los síntomas incluyen hetema nervioso central incluyen catecolaminas y metabolitos, L'lmlgia y descarga; la población de alto riesgo la constituCK-BB, CEA y las poliaminas espermina y espermidina !!1 las mujeres con compañeros sexuales múltiples, las que =u experimentado infecciones de transmisión sexual, las LEUCEMIAS Y LINFOMAS reciben tratamiento con estrógenos y las fumadoras. Las =.:ecciones por virus de herpes simple II y virus de papiloma Las leucemias y los linfomas son enfermedades malignas bas=mano se asocian con mayor incidencia de este cáncer. El tante comunes. Estos últimos son lesiones cohesivas compues-bcer del endometrio se asocia con estimulación con estrótas principalmente por linfocitos que surgen en los ganglios ~os. Las medidas terapéuticas generales son extirpación linfáticos en todo el cuerpo. Las leucemias son un crecimiento .=6úrgica, crioterapia y electrocoagulación de las células del excesivo de blastocitos que se originan en la médula ósea e =-:llo uterino, junto con terapia de radiaciones y progesterona. inundan de células inmaduras y maduras la sangre en circu:':!ando se detecta la enfermedad en etapas tempranas y aún lación. Los niños tienen riesgo de leucemia linfoblástica ha experimentado metástasis, la supervivencia es casi de aguda y los adultos de leucemia mieloblástica aguda y linfo:o%. Los marcadores de tumores incluyen SCC para carcicftica crónica. El diagnóstico se basa en pruebas sanguíneas xma de células escamosas, TPA, ácido siálico e histaminasa. y de médula ósea, pero hay marcadores asociados con estas

•.JMORES TESTICULARES .-:s tumores testiculares incluyen diversos cánceres. En su ; orfa son tumores de células germinales, neoplasmas muy ~sivos que se clasifican como seminoma, seminoma es:lrmlatocítico, carcinoma embrional, tumor del saco vitelino, ;embrioma, coriocarcinoma y teratoma, o una mezcla de - anteriores. Además de los tumores de células germinales, -- ten algunos tumores estromales incluyendo tumores de ~Jlas de Leydig, de células de Sertoli y de células granuloEstos se clasifican parcialmente por la presencia de ni-.:~ anormales de los marcadores HCG y AFP. La LD tam. se utiliza como marcador del cáncer testicular.

: · tres tipos de cánceres de la piel. Los de células basales y ::élulas escamosas responden bien al tratamiento, pero el . anoma es muy agresivo y peligroso, y puede experimen:netástasis a los ganglios linfáticos y metástasis sistémica ;artir de ese punto. El riesgo de cáncer de la piel es alto ~personas de piel blanca y se incrementa con la exposi-

enfermedades. Es necesario determinar si el paciente se ha expuesto al retrovirus HTLV-1, ya que se ha aislado dicho virus como posible agente causal en leucemia de células T y linfomas . El TDT es un marcador que se asocia con la leucemia linfoblástica aguda; el B2M con varios Iinfomas y mielomas múltiples. El cromosoma Filadelfia está muy relacionado con la leucemia mielocftica crónica; el mieloma múltiple o el mieloma de células plasmáticas con un aumento de la cantidad de lgG. TUMOR~S

DIVERSOS

Los tumores de la vejiga y el riñón, igual que el hepatoma primario, son menos comunes. El marcador de elección para tumores de la vejiga es CEA y para tumores renales, eritropoyetina, renina y hormona paratiroidea (PTH). El hepatoma primario suele producirse después de hepatitis, cirrosis o enfermedades virales. Los marcadores para hepatoma primario incluyen AFP, GGT, LD y 5' -NT. Las metástasis hepáticas son muy frecuentes y los marcadores que se identifican con hepatoma primario también se elevan en enfermedades metastáticas.

338 • QUIMICA CUNICA

----~--------RESUMEN A medida que se desarrollan marcadores. múltiples es posible utilizar las relaciones y los patrones de las pruebas para mejorar la sensibilidad y especificidad de las pruebas para el cáncer. Muchos de los marcadores descritos se utilizan clínicamente en la actualidad y otros están siendo investigados. Además de su aplicación para diagnóstico de enfermedades, su clasificación y el control del tratamiento, estos marcadores tienen posible aplicación como agentes inmunoterapéuticos. Si se logra conjugar los agentes citotóxicos con anticuerpos, la destrucción de células cancerosas sin daño a las células normales será más eficaz. Los anticuerpos radiomarcados ayudan a localizar y visualizar los tumores. Los continuos avances en el área de marcadores de tumores permitirán comprender mejor las enfermedades malignas e inclusive predecirlas.

11. r

12. 13. 14. 15.

16. 17.

Referencias

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28 . 29.

30.

MARCADORES DE TUMORES 16 • 339

APLICACION DE CONCEPTOS 16-1 • En un mamograma anual se detectó un tumor en el seno de una mujer de 38 años. Se la refirió al cirujano, quien extirpó el tumor y efectuó una biopsia del tejido circundante y los ganglios linfáticos.

6. Se ordenó un análisis de niveles de CA15-3 para seguir el curso del tratamiento. ¿Cómo pueden interpretarse los siguientes niveles de CA15-3? (Rango de referencia = 0-2l¡.l/ml.)

1. (,Qué función tienen los marcadores de tumores para

determinar si se trata de una enfermedad maligna?

2. Enumere las diferentes categorías de marcadores de tumores. 3. Al efectuar el examen histológico se encontró que el tejido del seno era maligno. ¿Qué análisis de receptores celulares pueden ordenarse para determinar el curso de la terapia? 4. Se ordenó un análisis de receptores de estrógeno y de receptores de progesterona y los resultados fueron positivos. ¿Qué indican estas observaciones respecto al curso del tratamiento? 5. Enumere cinco marcadores de proteína que pueden utilizarse para vigilar el tratamiento de esta paciente.

6-4-90

192¡.1/ml

7-1-90 8-18-90

180 Jl/ml 176 jl/ml

8-31-90

260 ¡.1/ml

11-1-90 11-30-90

336 jl/ml 329 jl/ml

7. Indique dos marcadores de tumores asociados con Las siguientes enfermedades: a. b. c. d. e. f.

C-áncer del colon Carcinoma broncogénico Cáncer pancreático Adenocarcinoma de la próstata Cáncer de los ovarios Cáncer uterino

CAP I T UL O

17

•

Porfirinas Robert F. Labbe .

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE • Definir y describir la estructura química general de las porflrlnas.

CONTENIDO DEL CAPITULO INTRODUCCION BIOSINTESIS DE PORFIRINAS Y HEM

• Describir la vía de blosíntesls de porflrlna y hem. • Diferenciar los compuestos de porflrlna según su estructura química y sus características de solubilidad.

APLICACIONES CLINICAS Formas neurológlcas de porflrla (ataque agudo) Formas cutáneas de porflrla (fotosensible) Afecciones secundarlas de la blosíntesls de hem

• Clasificar las porflrlas según los síntomas clínicos característicos.

DIAGNOSTICO DE LABORATORIO DE AFECCIONES POR PORFIRINAS

• Comparar y contrastar los principales tipos de porflrlas en términos de deficiencia enzlmátlca y síntomas clínicos.

PROCEDIMIENTOS ANALITICOS Acldo amlnolevulínico delta

• Enumerar los mecanismos que conducen al desarrollo de afecciones secundarlas de la blosíntesls de hem. • Explicar los principios de las reacciones y los procedimientos para manejo de muestras que se utilizan para analizar los siguientes compuestos: Acldo amlnolevuiTnlco delta Porfoblllnógeno Porflrfnas en orina Protoporflrlna de eritrocito'!; Enzimas bloslntétlcas de hem

340

Principios Manejo de muestras Fuentes de error Rango de referencia

Portoblllnógeno Principios Manejo de muestras Pruebas de detección Análisis cuantitativo Principios Rango de referencia

Porflrlnas Principios Manejo de muestras

PORFIRINAS 17 • 341

ldentlflcaclón de las porflrlnas Análisis cuantitativo por cromatograña de nquldos de alta resolución Fuentes de error .. Rangos de referencia Protoporflrlna de eritrocitos

Principios

Manejo de muestras Fuentes de error Rango de referencia Protoporflrlna de Zlnc por hematofluorímetro

PrinCIPIOS Manejo de muestras

Fuentes de error Rango de referencia

Enzimas bloslntétlcas de hem Actlvldad de la desamlna de porfoblllnógeno Principios Manejo de muestras Fuentes de error Rango de referencia Coslntasa de uroporflrlnógeno Descarboxllasa de uroporflrlnógeno Oxldasa de coproporflrlnógeno Ferroquelatasa

RESUMEN

·f------INTRODUCCION

Aunque las afecciones primarias (hereditarias) del metabolismo de la porfirina son relativamente poco frecuentes, di,·ersas afecciones (inducidas) son bastante comunes en ciertos grupos de la población. Todas son enfermedades metabólicas óastante complejas con rasgos clínicos y bioquímicos que se superponen. Sin embargo, el control y los tratamientos son : ada vez más eficaces, por lo que el diagnóstico temprano y preciso es de gran importancia. Se han desarrollado métodos sistemáticos para diagnosticar las porfirinopatías utilizando .:ombinaciones de métodos desarrollados recientemente para determinar concentraciones de metabolitos y ·actividades enzimáticas. Se han publicado diversos artículos sobre las ca:acterísticas bioquímicas y clínicas de las afecciones porfíri:as y su diagnóstico y tratamiento. 14 Las porfirinas son derivados de la porfina, una estruc:ura molecular altamente insaturada y macrocítica formada ;x>r cuatro anillos de pirro] enlazados por cuatro puentes de :neteno (-CH=). Las porfirinas están constituidas por varias ;¡orfinas sustituidas. Se diferencian según el tipo y orden de sustituyentes que ocupan las ocho posiciones periféricas de los :11atro anillos de pirro! (fig. 17-1 ). Se conocen muchos tipos ::e porfirinas; sin embargo muy pocos se encuentran en la ~turaleza , y sólo tres de ellos, uroporfirina, coproportiri-

na y protoporfirina, tienen significado clínico (en ocasiones la literatura médica menciona algunas otras porfirinas). Estas porfirinas que no contienen metales carecen de función biológica en los seres humanos; las porfirinas sólo presentan actividad metabólica cuando se eñcuentran en forma de quelatos metálicos. Los quelatos de hierro de las porfirinas son grupos hem; el protohem es el más común de ellos (fig. 17-2). El grupo hem funciona solamente como grupo prostético de una prot~ína. En los mamíferos, las hemoproteínas participan en d1versos procesos bioquímicos, todos ellos asociados con algún aspecto del metabolismo oxidativo, como transporte de oxígeno (hemoglobina) y respiraci6n celular (citocromos). Se encuentran trazas de protoporfirina del zinc en el metabolismo normal y se incrementa en forma notable cuando hay afecciones de la utilización del hierro. 5 Otros tetrapirroles que se encuentran en la naturaleza son un quelato de cobalto, la cobalarnina o vitamina B12 y un quelato dt! magnesio, la clorofila. Las porflrinas cristalinas y sus soluciones concentradas son de color rojo oscuro o púrpura. En solución ácida las porfirinas se reconocen por su intensa fluorescencia naranjarojiza (620 a 630 nm), al exponerse a luz ultravioleta-de longitud de onda larga (de aproximadamente 400 nm), propiedad que se utiliza en la mayoría de los análisis de porfirina. El intenso color y la fluorescencia de las porfirinas se deben a su alto grado de insaturación conjugada, o resonancia, en el anillo de tetrapirrol. En general, las porfrrinas no unidas con metales suelen ser más estables en solución ácida y en ausencia de luz. Las soluciones diluidas de ácido clorhídrico con concentraciones sumamente bajas de coproporfirina son estables por periodos prolongados y con frecuencia se utilizan como estándares para la determinación de porfirina por técnicas fluorimétricas. La solubilidad en agua de las porfirinas depende del grupo carboxilo en los sustituyentes del pirro!. La uroporfirina, que tiene ocho grupos carboxilo, es la porfirina más soluble en agua al pH fisiológico. La protoporfirina, que sólo tiene dos grupos carboxilo, es bastante insoluble en medio acuoso a este pH, pero muy soluble en disolventes líquidos. La coproporfirina, con sus cuatro grupos carboxilo, tiene solubilidad intermedia en ambos tipos de disolventes y su distribución entre los disolventes depende del pH. Esta diferencia de propiedades de solubilidad con frecuencia constituye el fu ndamento para la separación y análisis de cada porfirina. Mediante procedimientos analíticos adecuados también se pueden identificar y cuantificar las porflrinas intermedias en la vía que tienen siete, seis o cinco grupos carboxilo y cuya concentración suele ser de trazas. Para fines prácticos se considera que la uroporfirina se excreta exclusivamente en orina, la protoporfirina sólo en heces y la coproporfirina por ambas vías dependiendo de su tasa de formación y del pH de la orina, ya que la alcalinidad favorece la excreción de coproporfirina en orina. Los porfirinógenos son formas reducidas de porfirinas que contienen seis átomos de hidrógeno adicionales, uno en cada carbono de los cuatro puentes de meteno y otro en cada uno de los nitrógenos pirrólicos no hidrogenados (véase la fig. 17-1). Los porfirinógenos son incoloros, no fluorescentes y sumamente inestables, en especial en medio ácido, en

342 • QUIMICA CLINICA

Porfirina

2

Porfirinógeno

3

2

4

3

(X

~

~A

r

~

Bj

~~

4

/y1-

~

S 1-/y

8 y

7

6

f _¿::. o 7

5 y

6

SUSTITUYENTES QUE IDENTIFICAN A LAS DIFERENTES PORFIRINAS Anillos

URO

Posición

COPRO

PROTO

Porfirina 1/1 o porfirinógeno 1/1

A

Acetato Propionato Acetato Propionato Acetato Propionato Propio nato Acetato

2

B

3

e

5 6

4

D

7

8

Metilo Prooionato Metilo Prooionato Metilo Propionato Prooionato Metilo

Metilo Vinilo Metilo Vinilo Metilo Propionato Propionato Metilo

Porfirina 1 o porfirinógeno 1

7 8

D

Flg. 17-1.

Acetato Propionato

No se sabe que existan en la naturaleza

Estructura de la porfirina y el porfirinógeno y enumeración de los sustituyentes que identifican a las diferentes porfirinas.

donde se oxidan con rapidez a porfirinas, por lo cual no es práctico utilizar este análisis como prueba diagnóstica de laboratorio. Los porfirinógenos, pero no las porfirinas, experimentan alteraciones en los sustituyentes de cadenas laterales durante la biosíntesis de hem. Por tanto son precursores fun-

CH=CH2 H3 C

Metilo Propionato

~

~

CH=CH2

~

~

/

/

H3 C

CH 3

# CH2

CH 2

CH2 COOH

CH2 COOH

1

1

Flg. 17-2. Fórmula estructural del protohem, un quelato de ion ferroso y la protoporfirina IX. Los grupos vinilo se encuentran en las posiciones 2 y 4 de los anillos A y B, 'Y los grupos de ácido propiónico (carboxietilo) se encuentran en las posiciones 6 y 7 de los anillos C y D.

cionales del hem. La oxidación de un porfirinógeno a la porfirina correspondiente elimina en forma irreversible esa molécula de la vía biosintética de hem; la única excepción es la protoporfirina. Por este motivo sólo las porfirinas y sus precursores son significativos en el diagnóstico de porfirinopatías, ya que pueden determinarse en diversos líquidos biológicos y se han establecido sus correlaciones con las diversas enfermedades. Se conocen muy pocos efectos farmacológicos de las porfirinas, ya que provocan alteraciones sutiles de tipo directo (si acaso) del metabolismo. Por otra parte, las porfirinas que se depositan en la piel que se expone posteriormente a luz ultravioleta de longitud de onda larga provocan considerables daños a los tejidos. Las diversas lesiones ocasionadas por uropmfirina, coproporfirina o protoporfirina quizás se relacionan con sus respectivas solubilidades. La protoporfirina es más lipofílica y se acumula principalmente en las membranas celulares, mientras que las otras porfirinas se retienen en su mayor parte en líquidos acuosos intercelulares e intracelulares. Los síntomas clínicos que se caracterizan por depósitos de porfirina en la piel se relacionan con las propiedades fotoquímicas, estabilidad y solubilidad de las porfirinas. La correlación clínica de estas diferencias químicas se refleja en la observación de que la uroporfirina y la coproporfirina por lo general provocan lesiones bulosas retrasa-

PORFIRINAS 17 • 343

das; pero la protoporfirina ocasiona una sensación quemante casi de inmediato y reacción inflamatoria en las áreas de la piel que se exponen al sol. Los precursores de la porfirina, el ácido aminolevulfnico delta y porfobilinógeno tienen umbrales renales muy bajos, • lo que explica en parte su baja concentración en sangre. Se considera que estos precursores no producen efectos farma_ológicos. por lo menos cuando se administran a animales o a seres humanos. Por otra parte, la expresión de síntomas neurológicos siempre se acompaña de excreción excesiva de precursores de porfirina. Diversas observaciones sugieren que este exceso de precursores es un factor significativo en :a patogenia de anormalidades neurológicas. A pesar de estas asociaciones, existe una mala correlación entre el nivel de excreción del precursor y la gravedad de los síntomas neuro!ógicos.

tizan porfirinas y hem en todas las células de los mamíferos. La serie de reacciones biosintéticas de hem (fig. 17-3), se inicia con la condensación de succinilcoenzima-A y glicina; el cofactor es fosfato de pirido~al. Tras la condensación, la parte de glicina se descarboxila y forma ácido aminolevulínico delta. La enzima que cataliza la reacción es la sintasa de aminolevulinato delta. A continuación se condensan dos moléculas de aminolevulinato delta y adquieren estructura cíclica mediante la acción de la sintasa de porfobilinógeno (llamada anteriormente deshidratasa del ácido aminol"evulfnico delta) para formar el monopirrol porfobilinógeno. Esta enzima requiere del zinc. El porfobilinógeno se condensa y adquiere estructura cíclica mediante la acción concertada de dos enzimas, la desarnilasa de porfobilinógeno (denominada con anterioridad sintasa de uroporfirinógeno) y la cosintasa de uroporfirinógeno. Posteriormente las cuatro cadenas laterales de acetato del uroporfrrinógeno se carboxilan mediante la acción de la descarboxilasa de uroporfrrinógeno para formar coproporfirinógeno. A continuación, la oxidasa de coproporfirinógeno descarboxila y deshidrogena las cadenas laterale~ de ácido propiónico en las posiciones 2 y 4 y las transforma en grupos vinilo, dando lugar a protopor{irinógeno. Después, la oxidasa de protoporfirinógeno oxida el protoporfirinógeno a protoporfirina. Por último, la ferroquelatasa cataliza la quelación de un ion hierro con protoporfirina para formar hem. Las reacciones entre el aminolevulinato delta y

---~------BIOSINTESIS DE PORFIRINAS Y HEM La actividad biosintética de las porfirinas y del hem se cuanúfica mejor en médula ósea e hígado; sin embargo, se sinteHEMOPROTEINAS

+ Glicina B6 P04

!

ALAsintasa

HOOC-CH 2- CH2- C- CH2NH 2

Sintasa de

CITOSOL 1 -----...:O~xid!!! . a~s~a._':!d~e¡_coproporfirinógeno

,A

M p

p

p

p Porfobilinógeno

A

Uroporfirinógeno 111

uroporfirinógeno p

p

P M Coproporfirinógeno 111

Rg. 17-3. Vía biosintética del hEJm en la que se indica la distribución de enzimas entre la mitocondria y el citoplasma. Entre el porfobilinógeno 1 el uroporfirinógeno 111 se produce una reacción compleja en la cual se ha identificado el hidroximetilbilano, que se designa como (X). BsP04 = bsfato de piridoxal. (Tomado de Teitz, NW; Textbook of C/inícal Chemistry. Philadelphia, W. B. Saunders, 1986, p. 1592.

344 o QUIMICA CLINICA

el coproporfrrinógeno se llevan a cabo en el citosol de la célula; las demás reacciones se efectúan en la mitocondria. Estas cuatro enzimas citosólicas son retenidas en los eritrocitos durante su maduraci6n y después de que salen de la mitocondria. Se encuentra porfirina libre en líquidos del organismo, tejidos y excreciones debido a la oxidación no enzimática de porfirinógenos que da lugar a subproductos en la vía de biosíntesis del hem. En general, sólo escapan trazas de porfirina de los procesos biosintéticos. Los mecanismos de control preservan un delicado estado de equilibrio en la vía para cumplir los requerimientos de cada célula; por ejemplo, en los eritrocitos sólo se acumula aproximadamente una molécula de exceso de protoporfirina por cada 30 000 moléculas de hem que se forman en el proceso de síntesis de hemoglobina, y las pérdidas de otras porfirinas son por lo menos un orden de magnitud inferior al mencionado. Sin embargo, diversas afecciones patológicas provocan estimulación o inhibición de la biosíntesis de hem, lo que ocasiona niveles anormales en los tejidos o aumento de la tasa de excreción de las proteínas y sus precursores. Para fines diagnósticos sólo tiene significado el aumento de los niveles de porfirina y sus precursores. Aún no se atribuye significado clínico a las concentraciones anormalmente bajas de porfirinas o de sus precursores.

--~---APLICACIONES CLINICAS Las anormalidades metabólicas características de cada porfirina se deben a deficiencias hereditarias de enzimas específicas para la vía de biosíntesis del hem (cuadro 17-1). Lamayoría de las clasificaciones de las porfirias las dividen en grupos hepáticos y eritropoyéticos. Este es un concepto histórico que se basa en los sitios en que se cree que se produce el exceso de porfrrina y los precursores de la misma. El objetivo de describir y clasificar las porfirias principalmente en categorías clínicas .amplias (p. ej., neurológicas y cutáneas) es un esfuerzo de simplificar las correlaciones clínicas y químicas en estas afecciones con el fin de mejorar la eficacia de las evaluaciones diagnósticas de porfiria. Aunque este método tiene ciertas limitaciones, simplifica el orden y la interpretación de las pruebas de laboratorio tanto para el médico como para ellaboratorista.

FORMAS NEUROLOGICAS DE PORFIRIA (ATAQUE AGUDO) El exceso de excreción de precursores de porfrrina, ácido aminolevulínico delta y porfobilinógeno son anormalidades

Cuadro 17-1. Defectos enzlmátlcos y observaciones de laboratorio que se asocian con porflrlnopatías Porflrfnopatfa

Defecto enzimátfco específico

Observaciones diagnósticas de laboratorio

Sintasa de amlnolevullnato delta

No se conoce; probablemente lesiones letales si es primaria

No son aplicables

Sintasa de porfobllinógeno (deshidratasa de aminolevulinato delta)

Deficiencia de sintasa de porfobilinógeno

Reducción de la actividad enzimática (eritrocitos)

Deaminasa de porfobllinógeno (sintasa de uroporfirinógeno)

Porfiria aguda Intermitente

.!. Desaminasa de porfobllinógeno

Coslntasa del uroporfirinógeno 111

Porfiria eritropoyética congénita

t Uroporfirina en orina, coproporfirina i Porfirinas en sangre i Porfirinas fecales

Descarboxilasa de uroporfirinógeno

Porfiria cutánea tarda

i Uroporfirina en orina i7-COOH porfirina urinaria

Oxldasa de coproporfirinógeno

Coproporfiriat

t Acido aminolevulfnico-delta en orina t Porfobllinógeno en orina*

(eritrocitos) i Acido aminolevulfnlco delta urinario* i Porfobilinógeno urinario* i Uroporfirina en orina

i Coproporflrina en orina t Coproporfirina fecal Oxidasa de protoporfirinógeno

Porfiria variegada

i i i i

Ferroquelatasa

Protoporfiria

i Protoporfirina en sangre i Protoporfirina fecal

Acldo aminolevulfnico delta en orina Porfobilinógeno urinario* Coproporfirina en orina Protoporfirina fecal, coproporfirina

•Observación caracterlstica durante nefropatla aguda; puede ser normal en periodos de remisión. teon frecuencia se utiliza el término coproporfiria hereditaria, pero es redundante ya que las porfirias por definición son hereditarias. .!. = reducción. i=aumento.

PORFIRINAS 17 • 345

químicas características en la porfiria intermitente aguda durante episodios sintomáticos. De hecho, puede considerarse que el ataque agudo o la forma neurológica de porfiria es una afección con respecto a los precursores de la porfirina. Cada enfermedad de esta clasificación refleja un defecto enzimático específico que se hereda como rasgo autosómico dominante. Incluyen porfiria intermitente aguda, porfiria variegada y coproporfiria. Las manifestaciones de ataque agudo en cualquiera de ellas son idénticas. Las enfermedades sintomáticas permanecen latentes por periodos indeter:ninados y los individuos que las presentan suelen experi::nentar uno o más episodios sintomáticos. Durante la fase aguda se excreta en la orina exceso de ácido aminolevulfnico ::elta y porfobilinógeno, pero durante los intervalos asinto:::~áticos es probable que estas anormalidades bioquímicas =.esaparezcan. Por tanto, la determinación de ácido aminole;-ulínico delta y porfobilinógeno es diagnóstica en cualquier ::aso, ya que su excreción normal durante periodos de laten:ia no descarta el diagnóstico. Aunque a cada una de estas J!ecciones corresponde una anormalidad enzimática, gene::ilinente se utiliza la detección de los patrones de excreción :e porforina en orina y en heces en el laboratorio clínico ;ara establecer la forma específica de porifiria de que se tra:::l (cuadro 17-1) o el tipo de afección de porfirina. Dos afec.::ones de este tipo, la coproporfuia y la porfiria variegada, ~ frecuencia producen fotosensibilidad y se consideran porfi~ mixtas. Los síntomas neurológicos en general son muy paves. Los síntomas de ataque agudo incluyen dolor abdomi:..ll, dolor de espalda, náusea, parestesia, debilidad, incapaci:.ld para pensar con claridad y pensamientos autodestructi""=15. Los signos de ataque agudo con frecuencia incluyen ;ipertensión y taquicardia; en ciertos casos se observa estre=niento o diarrea y el primero es más frecuente; en ocasiozs la náusea está acompañada de vómito. La parálisis, la ce- :era (que puede ser temporal) y los ataques son menos ~uentes. La diaforesis, sin fiebre o infección, forma parte :e la neuropatía autonómica. El ataque en general dura va=..:>s días o varias semanas. El espectro de signos y síntomas la duración e intensidad de éstos varía de uno a otro pa.:2nte. Es imposible anticipar enfermedades graves que pro~uen afecciones neurológicas profundas y tampoco se ;oede correlacionar el agente causal o el grado de exposi-•n con la intensidad de la enfermedad clínica. Los ataques _ados se precipitan debido a fármacos y otros factores, in-~ endo sedantes y anticonvulsivos, algunas hormonas este-:ides, alcohol e inanición. Por tanto, el principal tipo de traz:úento para el paciente es el preventivo. Por lo cual es rescindible reconocer la existencia de la enfermedad. En -ientes con afecciones no diagnosticadas con anterioridad, !:l. general el diagnóstico se lleva a cabo después de enfer:aedades prolongadas. Como resultado se desarrollan afec.::aleS neurológicas. El curso clínico de un ataque agudo inclumorbilidad significativa y, ocasionalmente, mortalidad. ...zs cifras de mortalidad para las formas agudas de porfiria, : ~pecialla porfiria intermitente aguda, se han reducido en últimos años. En general esta tendencia se atribuye a que los Ziicos están más conscientes de la porfiria como posibilim: diagnóstica y también a que se evita el uso de medica-

~

mentos contraindicados o factores precipitantes potenciales en individuos que se sabe padecen la enfermedad. Considerando la importancia de la prevención y que la mayoría de los problemas clínicos graves surgen en individuos a los cuales no se ha diagnosticado la afección, es fundamental proporcionar orientación genética con estudios diagnósticos adecuados para identificar a los miembros de la familia que tengan porfiria en etapa de latencia.

fORMAS CUTANEAS DE PORFIRIA (FOTOSENSIBLE) El rasgo común a este grupo de enfermedades es el exceso característico de producción de porflrina y su excreción; los precursores de porfirina no se afectan. En general, las lesiones se limitan al dorso de las manos, cara y orejas. Sin embargo, con frecuencia los individuos afectados no aprecian la relación directa entre la exposición solar y el desarrollo de lesiones cutáneas. Es común que padezcan dermatitis bulosa. Los síntomas más característicos de porfiria cutánea tardía son fragilidad cutánea y lesiones. En las enfermedaQ.es cutáneas crónicas se observan cambios de pigmentación, formación de cicatrices y milios. La piel del dorso de las manos queda muy delgada y adquiere apariencia delicada. La hipertricosis es frecuente. No se producen ataques agudos y no se detectan síntomas neurológicos ni psicóticos. Originalmente se consideraba que la porfiria cutánea tardía era una enfermedad adquirida. Sin embargo, a últimas fechas se ha identificado una deficiencia de descarboxilasa de porfirinógeno en grupos familiares, lo que sugiere herencia mendeliana de tipo dominante. Estudios familiares posteriores mediante determinación de la actividad de descarboxilasa de uroporfirinógeno han confirmado la transmisión autosómica dominante de la deficiencia de esta enzima en los miembros de la familia afectados y no afectados. Actualmente se reconocen formas familiares y adquiridas de este tipo de porfiria. El consumo excesivo de alcohol a menudo se asocia con ella. Sin embargo, la acumulación de hierro es el principal factor etiológico porque este metal ejerce un efecto inhibitorio de la descarboxilasa de uroporfirinógeno. Otro factor etiológico es la exposición a estrógenos en varones de edad avanzada, que reciben tratamiento para cáncer de la próstata y en mujeres jóvenes que utilizan anticonceptivos orales. La porfrria cutánea tardía es la forma más frecuente de porfrria que se observa en Estados Unidos. La porfiria eritropoyética congénita es una de las formas más raras de afecciones porfíricas hereditarias. Se caracteriza por herencia autosómica recesiva. El defecto fundamental ·es una deficiencia de cosintasa de uroporfirinógeno en la médula ósea y acumulación de isómeros de la serie 1 de las porfirinas. En general se observa orina de color rojo oscuro y fotosensibilidad grave en el periodo neonatal, pero se han reportado pacientes que presentan la enfermedad en la etapa adulta. Las porfrrinas tiñen los huesos y dientes (eritrodoncia) de estos individuos, y como resultado se observa una fluorescencia color anaranjado rojizo brillante en las áreas teñidas cuando quedan expuestas a luz ultravioleta de longitud de onda larga. Los depósitos de porfirina en estos tejidos son resultado de que las porfirinas solubles en agua muestran

46 •

QUIMICA CUNICA

videz hacia estructuras que contengan calcio. Este fenómeo también sugiere que el exceso de acumulación de porfirias ocurrió durante la edad fetal. La anemia hemolftica, la ritropoyesis ineficaz y la esplenomegalia complican el curo clínico. La protoporfiria es resultado de una deficiencia de fe~oquelatasa que produce acumulación excesiva de protopor.rina no ligada a metales, la cual se asocia con fotosensibiliad grave. La reacción cutánea ocurre 15 a 20 minutos espués de la exposición solar y las personas afectadas recoocen fácilmente la correlación de los síntomas con dicha x.posición. La reacción cutánea se inicia con sensación quelante y comezón, seguida por inflamación dolorosa y eriteta, que duran 48 horas o más. La fotosensibilidad en la pro>porfrria es muy molesta, por lo cual es importante utilizar >toprotección. Un avance terapéutico indica que el caroteno eta proporciona protección contra la fotosensibilidad. Por 1puesto, el caroteno beta se encuentra disponible en las zaahorias y otros alimentos, pero es difícil obtener cantidades rotectoras de dicho pigmento en su forma biológica únicatente ingiriendo dichos alimentos. En la actualidad se enJentra en el mercado una preparación de caroteno beta en >rma de cápsulas (Solatene). Es necesario planear su uso ya Je se requieren varios meses para que alcance niveles adeJados en los tejidos. La descripción de las características clínicas de la protoxfiria estaría incompleta sin indicar que un subgrupo de ;tos pacientes experimenta afecciones hepatobiliares. La incipal vía de excreción de la protoporfirina, ya sea de ori~n eritrocítico o hepático, es el hígado. En este grupo de 1cientes se observan afecciones del funcionamiento hepáti>y de la excreción biliar, que indican lesiones hepáticas semdarias a la acumulación de protoporfirina en el parénquima ~pático. Con frecuencia se produce colelitiasis en pacientes m protoporfiria a una edad muy temprana. En casos poco ecuentes se ha documentado la existencia de depósitos ! porfirina en cálculos extirpados por intervención quitrgica. La deficiencia de sintasa de porfibilinógeno es una ·ección recientemente descrita que se transmite en forma atosómica dominante. Al parecer los individuos heteroci>tos no presentan síntomas, pero es necesario identificar estudiar más casos para comprender el verdadero signi;ado clínico de esta deficiencia enzimática. Los neonas homocigotos presentan deficienc ias neurológicas gra:s.

FECCIONES SECUNDARIAS ELA BIOSINTESIS DE HEM jemás de las porfirias, diversas afecciones clínicas produn exceso de acumulación y excreción de porfirinas o prersores de las mismas. Asimismo, los síntomas de estas ::cciones son muy similares a los de las porfirias. En estos sos la perturbación del metabolismo de la porfirina es reltado de una afección simultánea o reacción a las toxinas, is que de algún defecto hereditario en la vía biosintética de m. Las afecciones que producen el cuadro clínico de un ata-

que agudo de porfi.ria provocan incremento de las cantidades de ácido aminolevulínico delta en orina únicamente. En general la excreción de porfobilinógeno no aumenta, lo que demuestra que éste es específico para porftria aguda intermitente. Las dos enfermedades dentro de esta categoría se denominan intoxicación por plomo y tirosinemia hereditaria. El plomo inhibe la actividad de la sintasa de porfobilinógeno y la incorporación de hierro al hem. Además de aumento de excreción en orina del ácido aminolevulínico delta, también se eleva la concentración de protoporfi rina de eritrocitos (como quelato de zinc). La coproporfirina en orina aumenta como respuesta retrasada. A pesar del exceso de coproporfirina en orina y de protoporfi.rina de zinc en eritrocitos, los individuos con intoxicación por plomo no manifiestan fotosensibilidad. La tirosinemia hereditaria también produce una enfermedad aguda similar a la porfiria. Uno de los metabolitos que se acumulan en exceso (succinilacetona), es un potente inhibidor de la sintasa de porfobilinógeno.' Resulta interesante que también se observa protoporfirinuria en esta afección. Los metales como mercurio, bismuto, cobre, oro, plata y arsénico, no incrementan el ácido aminolevulínico delta en orina o la protoporfirina del zinc en eritrocitos, pero pueden ocasionar coproporfirinuria. Todas las afecciones que producen desequilibrio entre la tasa de formación de protoporfirina y la disponibilidad de hierro ocasionan acumulación de protoporfirina o de queJatos de zinc en los eritrocitos. Este metabolito anormal es conocido porque se incrementa notablemente en casos de exposición crónica al plomo. La protoporfirina de zinc también se incrementa en casos de deficiencia de hierro, aunque se ha puesto menos atención en esta respuesta. La protoporfirina de zinc circula en el eritrocito unida a un sitio para hem en la globina, en donde carece de función biológica. La anemia sideroblástica, en la cual el hierro no se utiliza de manera adecuada; la anemia hemolítica, en la que se acentúa mucho la eritropoyesis; la policitemia secundaria, en la cual existe un estímulo para la eritropoyesis extrínseco a la médula; la destrucción excesiva de eritrocitos y el bloqueo inflamatorio que a menudo se observa se asocian con elevación de protoporfirina o quelatos de zinc en eritrocitos. La anemia que acompaña a enfermedades crónicas también eleva la porfirina de zinc. Las afecciones de biosíntesis de hem asociadas con protoporfirinemia secundaria suelen provocar concentraciones de protoporfirina inferiores a 400 ¡J.g/100 mi de eritrocitos, mientras que la protoporfirina eritropoyética da Jugar a concentraciones de protoporfirina en eritrocitos muy superiores a las que se observan en estas afecciones secunda··rias. La copr~orfirin a generalmente se excreta en casos de porfirinuria secundaria, aunque de hecho tiene diversas etiologías. El hexaclorobenceno, el alcohol, los sedantes y los hipnóticos como el hidrato de cloral, morfina, éter y óxido nitroso, lo mismo que el plomo, provocan coproporfirinuria. Además, en ocasiones los neoplasmas, las enfermedades hepáticas, el infarto al miocardio y la talasemia se relacionan con coproporfirinuria. La infección y la fiebre son causas frecuentes de coproporfirinuria. Es evidente que esta observación por sí sola tiene poco valor diagnóstico.

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PORFIRINAS 17 • 347

cuando se sospecha el diagnóstico de porfiria. Por tanto, en la práctica clínica es útil la clasificación relacionada con la sintomatología (cuadro 17-2). Al describir un método general para efectuar el diagnóstico ¡;n el laboratorio clínico de DIAGNOSTICO DE LABORATORIO ~ un paciente que se sospecha tiené alguna afección porfírica, es necesario tener en cuenta dos casos clínicos. El primero es DE AFECCIONES POR PORFIRINAS el posible diagnóstico de porfiria y el segundo es que se confirme y asigne un tipo específico de porfiria en el paciente Esencialmente, la detección o cuantificación de tres porfiricuando se identifica clínicamente una anormalidad porfírica. :;.as diferentes y uno o ambos precursores constituye el funEn general el médico solicita análisis de porfirina, detección j amento de los diagnósticos de laboratorio para la mayoría de porfrrinas y porfirinas en orina. Esto refleja la sospecha de :ie las afecciones del metabolismo de las porfirinas (véase el que exista alguna afección del metabolismo de las porfirinas, .:uadro 17-1 ). Estos son uroporfirina, con ocho sustituyentes pero es necesario tener en cuenta que las porfirias incluyen .:arboxilo; coproporfirina, una molécula con cuatro carboximás de una enfermedad. ~os; y una protoporfirina, que sólo tiene dos grupos carboxilo Cuando se sospecha que existe porfiria neurológica agu'>éase la fig. 17-2). Otras porfirinas se identifican también da, se efectúa una prueba de detección primaria de porfobili: n sangre, orina o heces. Por ejemplo, la heptacarboxil-porfinógeno. La anormalidad bioquím1ca característica de la por:ina se observa como principal producto de excreción en frria aguda intermitente, la porfiria variegada y la coproporfrria ;::<Jrfiria cutánea tardía y su identificación oportuna ayuda al durante un ataque agudo es un incremento de porfobilinóge.:iagnóstico de porfiria. La reciente asociación de deficien::as parciales de enzimas específicas en la vía biosintética no en orj_na. Como en general la excreción de porfobilinógeno en orina se incrementa sólo durante periodos sintomátic(!s, .:et hem, que son características de diversos tipos de porfiria, ;-robablemente reemplace en algunos años a los estudios quílos procedimientos de detección se reservan para llquellos =:úcos comparativos de excreción de porfrrina y a la detección casos en los cuales la sintomatología aguda del paciente es :!e los niveles sanguíneos para el diagnóstico de enfermedaresultado de porfiria neuropática. Los resultados negativos ~s porfíricas específicas . Cuando se sospecha el diagnóstico falsos son poco frecuentes y los positivos falsos se detectan :e porfiria, los análisis de laboratorio incluyen valoración de mediante el análisis de porfobilinógeno en una muestra de .3 excreción de porfirinas (uroporfirina, coproporfirina o orina de 24 horas. Las pruebas de detección negativas suelen ;-~otoporfirina) o precursores de la porfirina (ácido aminoleser confiables en pacientes sintomáticos. Cuando se sospe~línico delta, porfobilinógeno o ambos), con el fin de decha porfiria con base en las observaciones clínicas y se efec~"Ctar los patrones de cambio. túan estudios cuantitativos en orina, es conveniente determiLa gran variedad de afecciones clínicas que se incluyen nar la concentración de ácido aminolevulínico delta y de :-n el término porfiria y la superposición de sus característiporfobilinógeno. Estas determinaciones permiten diferenciar :::>s clínicas y bioquímicas con frecuencia dificulta determila intoxicación con plomo de la tirosinemia, ya que ambas =rr qué estudios específicos de laboratorio están indicados afecciones se asemejan clínicamente a la porfiria aguda, pero en general presentan niveles normales de porfobilinógeno en orina y elevación del nivel urinario de ácido aminolevulínico Cuadro 17-2. Clasificación de porflrinopatías delta. =>rimaría (hereditaria) A diferencia del incremento de excreción de porfobilinóNeurológica (ataque agudo) geno en orina, la deficiencia de desaminasa de porfobilinógeno Porfiria intermitente aguda (deficiencia de desaminasa de (sintasa de uroporfirinógeno 1) se detecta aun en periodos porfobilinógeno [sintasa de uroporfirinógeno)) asintomáticos. Los casos latentes con o sin anormalidades en Deficiencia de sintasa de porfobilinógeno (probablemente orina se identifican también con base en la reducción de la sólo muestren síntomas los homocigotos) actividad de la desaminasa de porfobilinógeno, lo que con Cutánea (fotosensible) frecuencia sirve para dar orientación genética a los miemPorfiria eritropoyética congénita (deficiencia de cosintasa de bros de la familia. Las otras dos formas agudas de ataques de uroporfirinógeno) porfiria provocan un cuadro químico y clínico casi Idéntico Porfiria cutánea tardía (deficiencia de descarboxilasa de en la fase aguda, pero la actividad de la desaminasa de poruroporfirinógeno ) fobilinógeno es normal en la porfiria variegada y en la coProtoporfiria (deficiencia de ferroqueiatasa) Mixta (neurológica, cutánea o ambas) proporfiria. Coproporfiria (deficiencia de oxidasa de coproporfirinógeno) Las-·porfirias que provocan fotosensibilidad se clasifican mejor desde el punto de vista químico como afecciones de Porfiria variegada (deficiencia de oxidasa de protoporfirinógeno) exceso de porfirinas, en oposición a exceso de precursores de porfirina. Además de porfirinas en orina, el análisis de ~undaria (inducida) protoporfirina en eritrocitos es esencial para diagnosticar la Coproporfirinuria (sin lesión bioquímica específica) porfiria que provoca fotosensibilidad, ya que no se excreta (Ejemplos: tirosinemia, intoxicación con plomo, alcoholismo) protoporfirina en orina. Los análisis de porfirina en heces Protoporfirlnemia (como quelato de zinc) ayudan a diagnosticar la coproporfiria, y en general se consi(Ejemplos: deficiencia de hferro, intoxicación con plomo, deran fundamentales para confirmar el diagnóstico de porfiinflamación) ria variegada.

348 •

QUIMICA CLINICA

Se han descrito deficiencias enzimáticas específicas a todo lo largo de la vía de biosíntesis de hem. La comprobación de la deficiencia enzimática en eritrocitos, hígado, cultivo de fibroblastos cutáneos y leucocitos en sangre periférica confirma la distribución de dicha deficiencia enzimática en los tejidos de individuos afectados. Los nuevos avances bioquímicos permiten formular diagnósticos precisos, de los cuales no se disponía con anterioridad. Sin embargo, actualmente sólo es posible efectuar la determinación de desaminasa de porfobilinógeno en el laboratorio; las pruebas para el resto de las enzimas de la vía de biosíntesis de hem aún son herramientas del laboratorio de investigación.

-------PROCEDIMIENTOS ANALITICOS3

Dos precursores de la porfirina, el ácido aminolevulfnico delta y el porfobilinógeno, se acumulan o se producen con exceso en afecciones porfirias neuropáticas. Cuando se utilizan para el diagnóstico clínico, las determinaciones de precursores de la porfirina se limitan a la orina. Se emplean pruebas de detección y análisis para porfobilinógeno pero no existe una prueba de detección satisfactoria para ácido aminolevulínico delta. Las concentraciones en suero proporcionan información útil desde el punto de vista clínico, pero como las concentraciones de precursores de porfirina son mucho más bajas, su análisis se dificulta; por tanto, los análisis en suero generalmente sólo se utilizan en laboratorios de investigación.

ACIDO AMINOLEVULINICO DELTA Principios

El ácido aminolevulfnico delta se condensa con el acetoacetato de etilo para formar un pirrol. Este derivado se purifica mediante extracción con acetato de etilo. A continuación el derivado del pirrol que se extrajo en el acetato de etilo se hace reaccionar con reactivo de Ehrlich para formar un compuesto de color rojo cereza, que se determina espectrofotométricamente a 555 nm. Así, se evita la necesidad de utilizar cromatografía de intercambio iónico y se obtienen resultados adecuados para el diagnóstico cuando se emplea junto con otras pruebas de laboratorio para porfirinas. Sin embargo, la purificación cromatográfica tiene la ventaja de proporcionar · resultados más precisos. Además, existen en la actualidad columnas preempacadas y fáciles de usar (Bio-Rad Laboratories, Richmond, CA). Manejo de muestras

Se obtiene una muestra de orina de 24 horas y se registra el volumen total. El recipiente en que se encuentra la orina se refrigera agregándole 2 g de licido barbitúrico o tartárico para conservar el ácido aminolevulínico delta. Si también se

analizaran las porfirinas o porfobilinógeno, se emplean de 4 a 5 g de bicarbonato de sodio (una cucharadita) en vez del ácido, para preservar un pH neutro. 6

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Fuentes de error

El reactivo de Ehrlich reacciona con muchas sustancias que provocan interferencias analíticas. Esto se evita purificando cuidadosamente el ácido arninolevulínico delta. Rango de referencia

El rango de referencia depende del método. Para el ácido aminolevulínico delta es de 1.5 a 7.5 mg por 24 horas para el método descrito.

PORFOBILINOGENO Principios ~·

El porfobilinógeno se condensa con el p-dimetilarnin'Obenzaldehído en solución ácida (el reactivo aldehídico de Ehrlich) formando un producto color magenta. Como se producen reacciones similares con otros constituyentes de la orina, las dos pruebas de detección establecidas utilizan el ajuste de pH y la extracción con disolvente para eliminar las sustancias que interfieren, por lo cual son bastante específicas. Para análisis cuantitativo, el porfobilinógeno se modifica mediante adsorción en una resina de intercambio iónico. Las sustancias que interfieren porque producen color, como urobilinógeno, metildopa o clorpromazina, así como el indol y los compuestos relacionados que interfieren por reaccionar con el cromóforo produciendo derivados con menos color, se eliminan mediante lavado repetido de la columna con agua antes de eludir el porfobilinógeno con ácido acético. También existen columnas preempacadas comerciales (BioRad Laboratories, Richmond, CA). En una prueba de detección descrita recientemente7 se requiere más purificación y determinación espectrofotométrica, pero al parecer es más sensible y se encuentra libre de muchas interferencias. Manejo de las muestras

Las pruebas de detección de porfobilinógeno de preferencia se efectúan con una muestra fresca de orina obtenida por la mañana. El análisis cuantitativo se lleva a cabo en una muestra de orina de 24 horas. Si el pH de la orina se ajusta cerca de la neutralidad (pH de 6 a 8) con bicarbonato de sodio se puede gua,rdar la muestra congelada 6 hasta por dos semanas, aunque se recomienda efectuar el análisis tan pronto como sea posible. Si sólo se va a determinar porfobilinógeno, lo más conveniente es añadir carbonato de sodio como preservativo, con el fin de obtener un pH alcalino. Pru"ebas de detección

El procedimiento cualitativo más conocido para detectar porfobilinógeno es la prueba de Watson-Schwartz; una mo-

PORFIRINAS 17

o

:U9

cromógenos que interfieren, pero es fundamental efectuar la ::ificación de la misma, la prueba de Hoesch, se introdujo re:ientemente. A pesar de las modificaciones para mejorar la purificación cromatográfica Cuando la concentración de porfobilinógeno es el doble o el triple de lo normal, lo que consti:specificidad de estos análisis, una persona con poca expe:iencia tendrá dificultad para interpretar los resultados, ya tuye un valor clínicamente significativo, no hay dificultad para >.ea con la prueba de Watson-Schwartz o de Hoesch. Ambos ~ efectuar esta cuantificación. ::::étodos de análisis tienen características singulares y pro_?Orcionan información útil, pero su valor clínico aumenta RANGO DE REFERENCIA .:uando el técnico está familiarizado con el procedimiento. ?ara evitar incertidumbre en la interpretación, es convenienEl rango de referencia para el porfobilinógeno es < 1 mg/24 horas. ~ combinar las pruebas de Watson-Schwartz y de Hoesch, y varias a cabo en forma simultánea con reactivos similares. La sustancia que interfiere con mayor frecuencia es el PORFIRINAS ::obilinógeno, que produce un ~olor similar al del porfobili- ' geno con el reactivo de Ehrlich. Es importante observar Principios ~.!e la prueba de Hoesch no reacciona con urobilinógeno y :or tanto sirve para eliminar esta interferencia y confrrmar Prácticamente todos los análisis de poñrrinas se basan en es resultados de la prueba de Watson-Schwartz. Otras susaislarlas de la muestra, separar cada una de ellas por croma:I:leias que ocasionalmente se presentan en la orina imparten tografía y observarlas o determinarlas mediante fluorimetría : Yersos colores, que incluyen amarillo, naranja y rojo. Too espectrofotometría. En general las porfirinas se aíslan de :.os ellos dificultan la identificación positiva de porfobilinóexcreciones del organismo y de tejidos mediante extracción r.-no. En contraste, los índoles y compuestos relacionados con un disolvente orgánico acidificado. Para fines analíticos, :a.:túan decolorando el cromóforo. En estas circunstancias, o se requiere un mínimo de purificación. Para efectuar fa cuan• :ando hay alguna incertidumbre en la interpretación,. el protificación, se separa cada porfirina mediante extracción se~imiento cuantitativo para porfobilinógeno permite identilectiva con disolventes o cromatografía. La fluorescencia ca::::ru-Io en forma positiva. racterística de color rojo-naranja (620 a 630 nm) cuando se En la prueba de Watson-Schwartz, el porfobilinógeno y irradia con luz ultravioleta de longitud de onda larga (;398 a !.. cromógeno que forman permanecen siempre en la fase 408 nm) permite detectar porfirinas en solución ácida por :~osa. Es muy importante efectuar la extracción con clorofluorimetría a concentraciones inferiores a 10·8 mol/L. Cuan=rmo y butano! para eliminar algunas sustancias que suelen do la concentración de porfirinas es suficientemente alta otra ~ presentes e interfieren con la prueba. Si no se observa alternativa es la determinación espectrofotométrica . ...:!or magenta en la fase superior (acuosa) tras la extracción ..:>1 cloroformo, se omite la extración con n-butano) y se ...::lSidera que la prueba es negativa. La sustancia que ínterManejo de muestras :~ con mayor frecuencia es el urobilinógeno (soluble en Se obtienen muestras de sangre entera y se utiliza un anti-rroformo), que produce un color similar al del porfobilinócoagulante común. De preferencia la orina para análisis debe ~o con el reactivo de Ehrlich. tomarse por la mañana, aunque pueden utilizarse muestras aleatorias. Como el análisis de una sola muestra de orina proltnállsls cuantitativo porciona datos con menor significado y sin rango de referencia, es conveniente efectuar análisis cuantitativos en muestras de 24 horas. En este caso la orina se recolecta en un PRINCIPIOS recipiente al que se agregan 4 a 5 g de bicarbonato de sodio para preservar un pH de 7 o más alto. Si se emplean heces =... porfobilinógeno reacciona con el reactivo de Ehrlich forúnicamente para pruebas cualitativas, basta con una muestra -:::mdo un producto cuya absorbancia sigue la ley de Beer a pequeña (1 g). Cuando el análisis de porfirina no se realiza -:tir de los límites inferiores de detección hasta una absorpoco después de la recolección es necesario almacenar la cia de por lo menos 0.750. Cuando el porfobilinógeno muestra a oscuras y a temperatura de 4 oc o congelarla en caso -.::á presente en cantidades significativas, el color que se dede que vayan a transcurrir uno o más días antes de efectuar ·::rolla con el reactivo de Ehrlich es de rosa a carmesí. Al el análisis. E.ldir el reactivo de Ehrlich se desarrolla un máximo de catranscurridos seis minutos. Este permanece estable de dos ::es minutos y después comienza a desaparecer con lentiIdentificación de las porflrlnas ; A los 20 minutos la absorbancia se reduce un 10%. La ión A 5251A555 debe ser cercana a 0.83. La relación de Cuando se observan niveles anormales de porfirinas o se sospecha que existen en la prueba de detección, es conve'-!::j!A 555 ma~or de 1.00 es poco frecuente e indica que aún ~e n sustancias que interfieren en la solución; el resultado niente identificar la porfirina o porfirinas específicas que se debe interpretarse como concentración anormal de porfoencuentran a niveles elevados para ayudar al diagnóstico. La ógeno. Otra alternativa es aplicar una corrección de identificación se lleva a cabo sencillamente mediante cromaL en midiendo la absorbanci ~ a 535, 555 y 575 nm y aplitografía en capa fina, aunque la cromatografía de líquidos de alta resolución se emplea cada vez con mayor frecuencia .:r.do la fórmula Acorregida =2A 525 - (A 535 + A 575). El cálculo a: :a absorbancia corregida ayuda a eliminar los efectos de para analizar estos compuestos.

350 • QUIMICA CLINICA

Anóllsls cuantltaHvo por cromatografía de lÍquidos de alta resolucl6n FUENTES DE ERROR

Es necesario tener en cuenta la importancia de la preparación de la orina para que el análisis tenga éxito. Antes de procesarla, la orina tiene muchos materiales fluorescentes que oscurecen el máximo de uroporfirina, interfieren con la interpretación de otros máximos y posiblemente amortiguan la fluorescencia de la porfirina. A diferencia de los métodos originales del laboratorio clínico, la cromatografía de líquidos de alta resolución separa todas las porfirinas con base en el número de grupos carboxilo. Como en algunas técnicas que aún se emplean se mide más de un compuesto de uroporfirina o coproporfirina debido a contaminación cruzada y a la presencia de componentes secundarios, el método de cromatografía de líquidos de alta resolución permite determinar en forma más precisa cada porfirina presente. Los resultados de este análisis incluyen porfirinas con 7-, 6- y 5- grupos carboxilo, y también uroporfirina y coproporfirina. RANGOS DE REFERENCIA

Los rangos de referencia para las porfirinas dependen del método, pero a continuación se dan algunos ejemplos característicos: Uroporfirina Coproporfirina

mento de protoporfirina no son afecciones que provoquen fotosensibilidad, como la protoporfiria. La discrepancia clínica o química se reconcilia con la observación de que existe quelato de zinc de la protoporfirina en eritrocitos en afeccioñes que no provocan fotosensibilidad y la protoporfirina libre de metales que ocasiona fotosensibilidad se detecta en la protoporfiria. En un análisis de sangre común, el quelato de zinc se destruye mediante la extracción en disolvente ácido. La porfirina libre de metales, que se libera asf, generalmente se denomina protoporfirina de eritrocitos libre (FEP). Es fundamental distinguir entre la protoporfirina libre de metales y la de zinc para diferenciar la protoporfirinemia. Cuando la prueba se utiliza para diagnóstico, cualquier porfirina plasmática presente carece de significado clínico. RANGO DE REFERENCIA

El rango de referencia es de 17 a 77 Jlg de protoporfirina por 100 mi de eritrocitos. Estos valores dependen en gran parte del método. Las unidades y valores también difieren si el contenido de porfirina se expresa por 100 mi de sangre entera, 100 mi de eritrocitos, gramo de hemoglobina o mol~s de hem. Protoporflrina de zinc por hematofluorímetro PRINCIPIOS

4 a 20 J.lg/24 horas 13 a 179 J.lg/24 horas

Protoporflrina de eritrocltos8 PRINCIPIOS

Se han desarrollado varios micrométodos simplificados y rápidos para la determinación de protoporfirina de eritrocitos. En general todas las porfirinas de eritrocitos se retiran de la sangre mediante adsorción o extracción. Los métodos simples no discriminan entre uroporfirina, coproporfirina o protoporfirina, pero esto tiene pocas consecuencias clínicas ya que la sustancia problema que predomina es la protoporfirina. La porfirina adsorbida o extraída se purifica y se determina por fluorimetría utilizando coproporfirina como estándar. MANEJO DE MUESTRAS

La sangre entera se anticoagula con EDTA o heparina. La , muestra es estable durante varios días si se almacena a 4°C. No debe congelarse ya que esto afecta el grado de extractabilidad de las porfirinas. FUENTES DE ERROR

Esta determinación tiene otras aplicaciones además del diagnóstico de las porfirias. La intoxicación crónica con plomo y las deficiencias de hierro provocan una elevación característica, aunque moderada, de la concentración de protoporfirina de eritrocitos. Sin embargo, estas causas secundarias de au-

Este método se basa en la determinación fluorimétrica directa de protoporfirina de zinc en sangre mediante fluorimetría de superficie frontal, según la descripción original de Blumberg y asociados.9 En este caso, la muestra absorbe prácticamente toda la luz incidente en una capa delgada de su superficie y permite que la luz emitida se detecte con eficiencia. En el hematofluorímetro, la luz incidente choca contra la parte inferior de una gota de sangre en un portaobjetos de vidrio. La luz que se emite se detecta en un ángulo agudo con respecto al haz incidente. La densidad de emisión se relaciona con la proporción entre la fluorescencia de la protoporfirina de zinc y la absorbancia de la hemoglobina. MANEJO DE MUESTRAS

En la prueba se requiere una gota (aproximadamente 50 Jll de sangre anticoagulada obtenida por punción venosa o cutánea. La protoporfirina de zinc es estable en muestras refrigeradas hasta por una semana; sin embargo, es necesario efectuar el análisis por hematofluorimetría antes de que la muestra se hemolice. FUENTES DE ERROR

Como el oxígeno altera las propiedades espectrales de la orina, es fundamental que la sangre esté totalmente oxigenada para efectuar el análisis. Cuando la sangre está parcialmente desoxigenada se obtienen resultados bajos erróneos. Este problema se evita utilizando reactivos desarrollados para estabilizar la hemoglobina. 1 Como el hematócrito no influye en los resultados, la dilución de la sangre con una cantidad

°

PORFIRINAS 17 •

!gua! de solución salina isotónica ayuda a la mezcla y oxige::ación de la misma. La interferencia positiva debido a conte::ido anormalmente alto de bilirrubina también constituye un ; roblema. RANGO DE REFERENCIA

:.Cs resultados para la protoporfirina de zinc al utilizar el he::latofluorímetro son lineales y van desde niveles normales 300 ~-tg!L) hasta exageradamente altos (11 000 !!giL) y se .:;Jrrelacionan bien con los resultados que se obtienen por :::.étodos de extracción. La precisión es de ±2 por ciento. Los resultados del hematofluorímetro y del análisis me5 ante procedimientos de extracción pueden correlacionarse, :ero con frecuencia surge confusión al interpretarlos porque =~ contenido de porfirina puede expresarse en términos de ;~ncentración de eritrocito, concentración de sangre entera o .:.emoglobina (o hem) presente. Como los rangos de referen.:!3 dependen en gran parte de factores instrumentales y me..Jdológicos, cada laboratorio debe establecer su propio ran; :J hasta lograr la estandarización. Las concentraciones bajas 2 protoporfirina o protoporfirina de zinc no tienen signifi~o clínico conocido. Por tanto, el rango de referencia sólo !S importante en términos del límite superior que se encuen::-.1 en personas con niveles adecuados de hierro y que no se ;.__'1 expuesto al plomo. Relación entre protoporfrrina de zinc:hem :::; 80 ~-tmol/mol.

351

rio clínico. En primer lugar, la enzima es citoplásmica y por lo tanto se retiene en el interior de los eritrocitos maduros, que constituyen una muestra excelente para el análisis. En segundo lugar, el sustrato para la reacción no es fluorescente pero el producto (uroporfirina) ...tiene alta fluorescencia lo que permite determinarlo en cantidades picomolares. La enzima utiliza un precursor monopirrólico, el porfobilinógeno, como sustrato para formar uroporfirinógeno, el cual se oxida con rapidez a uroporfirina durante la desproteinización ácida de la mezcla de incubación. Después se determina la fluorescencia de la uroporfirina directamente sin otro proceso. MANEJO DE MUESTRAS

Se obtiene una muestra de sangre entera a la gue se agrega heparina o EDTA. La muestra se almacena a 4oc hasta por una semana sin pérdida significativa de su actividad. FUENTES DE ERROR

La actividad de la desaminasa de porfobilinógeno de los eritrocitos varía según la edad de la célula. Por tanto, cuando se desplaza la población de eritrocitos hacia células más jóvenes , se observa una actividad enzimática que no representa en forma precisa el estado verdadero. Un porcentaje alto de reticulocitos indica afecciones de este tipo. RANGO DE REFERENCIA

ENZIMAS BIOSINTETICAS DE HEM ~

clasificación sintomática que se indicó antes es un métoútil para evaluar inicialmente a un paciente en el que se -;,pecha porfirinopatía. Como en la actualidad es posible ¡;;;xiar una deficiencia enzimática singular en la biosíntesis :..! hem con cada afección primaria o porfiria (véase el cuadro --1 ), es razonable esperar que tarde o temprano se disponga ~ un diagnóstico pertinente para cada una de las porfirias, el :=:ll puede ser establecido según los datos enzimáticos dis- : :übles. Desafortunadamente, el análisis de la mayoría de _s enzimas plantea problemas técnicos singulares debido a c;S características químicas y bioquímicas específicas, como .::.ntabilidad del sustrato, fluorescencia del sustrato y del ~Jd ucto, y distribución de las enzimas entre el citoplasma y :ni tocondria. Se han descrito análisis para todas las enzimas de la vía - ~s intética del hem. Sin embargo, en el laboratorio clínico ,}() se determina en forma regular la actividad de la desami=s.a de porfobilinógeno. Este análisis es fácil de llevar. a .:óo desde el punto de vista técnico por la muestra que se . ~u iere, porque el sustrato se encuentra fácilmente disponi- : y se utiliza un instrumento sencillo.

.a.:tivldcd de le descmincsc de porlobilinógeno

PRINCIPIOS

características de esta· reaccwn enzimática permiten &:..:ptarla con facilidad para determinaciones en el laborato-

El rango de referencia para la desaminasa de porfobilinógeno es 1.27 a 2.01 mU/g de hemoglobina. Coslntcsc de uroporllrlnógeno

Para que se forme uroporfirinógeno III es necesario que actúen en forma concertada la desaminasa de porfobilinógeno y la cosintasa de uroporfirinógeno. La desaminasa es esencial para la formación del tetrapirrol y la cosintasa dirige la síntesis de isómero III, en forma preferencial con respecto a la del isómero I no funcional. El análisis de cosintasa de uroporfrrinógeno III requiere determinar la producción del isómero en forma independiente de la síntesis total de porfirina. Aunque los eritrocitos son una fuente accesible de cosintasa de uroporfirinógeno, las dificultades técnicas para determinar la actividad enzimática y la facilidad con que se lleva a cabo el diagnóstico por otros métodos han evitado que se desarrolle un análisis adecuado para el laboratorio clínico. Descc~boxilcsc de uroporflrlnógeno

La descarboxilación secuencial del uroporfirinógeno de ocho carboxilos a coproporfirinógeno de cuatro carboxilos es catalizada por la descarboxilasa de uroporfrrinógeno. De acuerdo con experiencias con respecto al análisis de esta actividad utilizando uroporfirinógeno III, o porfirinógeno III pentacarboxílico como sustituto, se asume que esta enzima cataliza todas las secuencias de descarboxilación citosólica del uroporfirinógeno a coproporfirinógeno. El sustrato debe encontrarse en la forma reducida u "-ogeno" y, por supuesto, la de-

352 •

QUIMICA CUNICA

terminación de productos de reacción debe permitir diferen:::iar entre las porfirinas del sustrato y el producto. Oxldasa de coproporflrlnógeno

Esta enzima cataliza la descarboxilación y deshidrogenación de las cadenas laterales de ácido propiónico en las posiciones 2 y 4 de coproporfrrinógeno a grupos vinilo, que dan lugar a la formación de protoporfirinógeno. Como es una enzima de la mitocondria, no pueden utilizarse eritrocitos para el análisis. Es muy importante elegir el sustrato adecuado para esta enzima. Si se utiliza coproporfirinógeno no marcado, el protoporfirinógeno que se produce será difícil de diferenciar del sustrato, ya que tiene propiedades químicas y de fluorescencia similares. En un método de radioisótopos se utiliza coproporfirinógeno marcado con 14C en los carbonos carboxílicos de las cadenas laterales propiónicas. De esta manera la descarboxilación se observa mediante la liberación de t4C02. Ferroquelatasa

Esta enzima de la mitocondria cataliza la quelación de un ion ferroso por la protoporfirina, liberando dos protones. Para el análisis se ha utilizado la determinación de la incorporación de 59Fe al hem, la reducción de la fluorescencia de porfirina por quelación del hierro y la cuantificación directa del hem.

------RESUMEN

Las afecciones del metabolismo de las porfirinas o porfirinopatías en general son enfermedades hereditarias (p. ej., la porfiria). Sin embargo, también existen diversas afecciones secundarias o inducidas del metabolismo de las porfirinas y en los procedimientos diagnósticos es necesario establecer la diferencia. El diagnóstico de laboratorio de las porfirias es complicado y casi nunca puede establecerse con una sola prueba. Los síntomas y observaciones de laboratorio de las diversas porfirias se superponen en forma considerable, lo que conduce a diagnósticos erróneos cuando no se efectúa un trabajo cuidadoso. La confirmación del diagnóstico depende de varias medidas del metabolismo de las porfirinas y la conclusión se basa en el patrón de cambio que se detecta. La eficacia del tratamiento de las diversas porfirias varía mucho de uno a otro individuo y también depende del tipo de anomalía del metabolismo. Aunque estas afecciones metabólicas se producen en la misma vfa (por ejemplo, biosíntesis de hem), los tratamientos son muy diferentes según su

clasificación. Por tanto, es imprescindible efectuar un diagnóstico preciso, lo que casi siempre depende de los datos que se obtengan en el laboratorio. r Dos enfermedades comunes, la, exposición crónica al plomo y la deficiencia de hierro, dan como resultado la formación de protoporfirina de zinc, lo cual constituye un caso especial de las afecciones porfíricas. Aunque todos los análisis de laboratorio para porfiria se llevan a cabo en un medio especial, la determinación de protoporfirina de zinc, particularmente de la relación entre ésta y el hem, es muy útil, porque permite diagnosticar la deficiencia de hierro a un costo bajo y constituye una buena prueba de detección de exposición crónica al plomo.

...

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PORFIRINAS 17 • 353

APLICACION DE CONCEPTOS 17-1 • Una mujer de 32 años ingresó a la sala de urgencias por dolor agudo en el abdomen durante tres días. El dolor abdominal estaba acompañado de dolor de cabeza, estreñimiento, hipertensión, taquicardia, náusea y vómito. Anteriormente había sufrido periodos de depresión y comportamiento histérico y se le diagnosticó esquizofrenia. El servicio psiquiátrico de un hospital la había dado de alta dos días antes. Se obtuvieron los siguientes datos de laboratorio:

terfiere con mayor frecuencia dando resultados positivos en la reacción de Watson-Schwartz. a. b. c. d.

4. Rango de referencia

Observaciones de laboratorio Na

K CI HC03Giucosa

BUN AST ALT

ALP AMS Recuento de leucocitos Recuento de eritrocitos Hgb Hct

131 mmoi/L 4.3 mmoi/L 92 mmoi/L 27 mmoi/L 72 mg/1 00 mi 10 mg/100 mi 25 U/L 30U/L 65 U/L 223 VIL 11.2 X 103 mi 4.70 X 106 mi 13.8 g/100 mi 40%

(135-146) (3.5-5.Q) (98-109) (22-28) (65-100) (5-20) (5-30) (6-37) (30-95) (95-290) (4.0-10.0) (4.20-5.40) (11.5- 15.5) (36-46)

Análisis de orina Color: amarillo oscuro Químico: trazas de proteínas Microscópico: O a 2 cilindros granulares/por campo de baja potencia

J.

¿Qué datos adicionales ayudarán para determinar la causa de su afección? a. T3 y T4 b. Hormona antidiurética (ADH) c. Prueba de Watson-Schwartz d. Trazas de metales tóxicos e. Toxicidad por fármacos

Tirotoxicosis Síndrome de secreción inadecuada de ADH Porfiria Trazas de metales tóxicos Toxicidad por fármacos

En la prueba de Watson-Schwartz se utiliza el reactivo de Ehrlich (p-dimetilaminobenzaldehído) que no es específico para el porfobilinógeno (PBG) y da reacción positiva con otras sustancias. Indique qué sustancia in-

Debido al potencial de resultados positivos falsos en la prueba de Watson-Schwartz es necesario separar PBG y UBG. La separación se basa en la solubilidad diferencial en cloroformo y butano!. ¿Cuál es la solubilidad característica del PBG? a. ps soluble en cloformo b. Es soluble en butanol c. Es soluble en cloroformo y butanol d. Es insoluble en cloroformo y butano!

5.

Con base en los síntomas clínicos y los datos de laboratorio que se obtuvieron, se sospecha que la paciente padece algún tipo de porfiria. Elij a la prueba de laboratorio que sería útil para confmnar el diagnóstico: a. b. c. d.

Estudios enzimáticos de eritrocitos Análisis de porfirina fecal PBG cuantitativo y análisis de porfirina en orina d-ALA

6.

Los síntomas clínicos además de los datos de laboratorio son importantes para el diagnóstico diferencial de las porfrrias. ¿Qué tipo de síntomas clínicos presenta la paciente?

7.

Clasifique las porfirias de acuerdo con los síntomas clínicos.

8.

En este caso la paciente presenta síntomas neurológicos y gastrointestinales agudos pero ausencia de fotosensibilidad cutánea. Elija la prueba de laboratorio para diferenciar el tipo de porfiria: a. Estudios enzimáticos de eritrocitos b. Análisis de porfirina fecal c. Análisis de porfirina de eritrocitos d. ·d-ALA

¿Qué afección se correlaciona mejor con los datos obtenidos? a. b. c. d. e.

d-ALA Bilirrubina Urobilinógeno (UBG) 5-HIAA

~·

9.

Con base en los antecedentes de la paciente y los datos obtenidos en el laboratorio elija el tipo de porfiria más probable. a. b. c. d. e. f.

Porfiria eritropoyética congénita Protoporfiria eritropoyética Porfiria intermitente aguda Coproporfuia Porfiria variegada Porfiria cutánea tardía

CAPITULO

18

..

•

Anatomía y fisiología renal Christine King

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE • Describir la participación del rlnón en la homeostasis. • Hacer una lista de los componentes del sistema urinario y el nefrón y ubicarlos anatómicamente.

• Describir la regulación de las siguientes hormonas por el funcionamiento renal: Hormona antldlurétlca Prostaglandlnas Péptldos natrlurétlcos auriculares

CONTENIDO DEL CAPITULO

• Describir las funciones del nefrón. • Describir el proceso de formación de orina incluyendo Jos siguientes términos: Presión oncótlca Presión de filtración neta Coeficiente de filtración Tasa de filtración glomerular

• Hacer una relación de los métodos de transporte celular y describirlos. • Describir la resorción de sodio, glucosa, agua y urea. • Explicar por qué mecanismos penetran el potasio y el hidrógeno al nefrón y qué factores afectan dichos mecanismos. • Describir el mecanismo de contracorriente. 354

ANATOMIA RENAL Los rinones en la homeostasls Componentes del sistema urinario Funciones del nefrón Estructura del nefrón FISIOLOGIA RENAL Ultrafiltración Métodos de transporte celular Resorción Secreción Mecanismo de contracorriente Regulación hormonal Hormona antldlurétlca Prostaglandlnas Péptldos natrlurétlcos auriculares Erltropoyetlna VItamina D

RESUMEN

ANATOMIA Y FISIOLOGIA RENAL 18 • 355

---~--ANATOMIA RENAL LOS RIÑONES EN LA HOMEOSTASIS Para la homeostasis del organismo es esencial que se regulen los líquidos y electrólitos y se eliminen los productos de desperdicio. El sistema urinario tiene una participación integral en la realización de estas funciones manteniendo un medio que permita la viabilidad celular. El sistema urinario consta de riñones, uréteres, vejiga y uretra. Los riñones son el componente dinámico fisiológico del sistema y llevan a cabo diversas funciones, incluyendo la producción de orina. Regulan el equilibrio de electrólitos en el líquido intersticial y controlan de manera simultánea el movimiento y la pérdida de agua a nivel celular. Al respecto, trabajan en forma concertada con los pulmones y la piel. Los riñones también excretan los productos de desperdi- . cio metabólico y sustancias químicas extrañas (p. ej., metales pesados, antibióticos). Esto último tiene implicaciones profundas en la fisiopatología renal que se describe en capítulos posteriores. Otra función de los riñones es regular la presión sanguínea arterial a través del sistema renina-angiotensina y otras sustancias vasoactivas. Las células del aparato yuxtaglomerular de los riñones producen la enzima renina y la secretan a la sangre. Otro tipo de compuestos vasoactivos son las pros!aglandinas. Los riñones también producen una hormona, la eritropoyetina, y una forma activa de vitamina D, la 1,25-dihidroxivitamina D3. Por último, en los riñones se efectúa la gluconeogénesis. Como el hígado, estos órganos sintetizan glucosa a partir de aminoácidos y la liberan al torrente sanguíneo.1

COMPONENTES DEL SISTEMA URINARIO Anatómicamente, los riñones son dos estructuras ovales ubi.:adas en la región inferior del abdomen y por debajo del hí~.ado. Se encuentran a ambos lados de la columna vertebral, ;malelos a la última vértebra torácica y a las tres primeras • ' rtebras lumbares. Cada riñón pesa aproximadamente 170 g _ tiene 12.5 cm de longitud y 7.5 cm de ancho. 2 El riñón tie.;e una identación (hilio) del lado en el que se une a los va.;os sanguíneos y los nervios. Por debajo del hilio de cada ritón se encuentra el punto de unión del uréter. ' Al examinar el riñón a simple vista se observa que está :-ecubierto de una membrana blanca y delgada que se deno=ina cápsula fibrosa. Cuando se corta a lo largo, se pueden er las estructuras internas (fig. 18-1). Directamente por de~jo de la cápsula fibrosa está la corteza, en donde se inicia ...l producción de orina. La corteza contiene pequeños vasos i;!llguíneos renales y parte de las pequeñas estructuras que :roducen la orina. Estas pequeñas estructuras se denominan .-frones. Debajo de la corteza está la médula, que contiene =is vasculatura renal y la extensión de los nefrones. En esta Jr
conservación de agua. El gradiente osmótico del líquido intersticial medular va de 300 a 1 200 niOsm. 3 Una vez que la orina se forma en la porción cortical de los riefrones, se concentra en la·médula. De ahí fluye a vasos recolectores de mayor tamaño (conductos recolectores). Los grupos de conductos recolectores y la porción densa de varios nefrones dan lugar a las estructuras que se denominan pirámides (véase la fig. 18-1). Estas vacían la orina a vasos de mayor tamaño que se denominan cálices. A continuación, varios cálices convergen en la pelvis renal. En este punto, el uréter se une al riñón. Hay un uréter unido a cada riñón. Estas estructuras consisten en una capa interna de epitelio rodeada por tejido conjuntivo y músculo liso. La orina se mueve a través de los uréteres por gravedad y contracciones peristálticas de los músculos y pasa hacia la vejiga. La vejiga es una estructura de recolección de orina similar a una bolsa o globo. Su interior está formado de. varias capas de epitelio rodeadas por músculo liso ) nervios. El músculo permite que la vejiga se expanda y ·s e contraiga para CQntener cantidades variables de orina: La contracción del músculo de la vejiga provoca la expulsión de orina. El flujo de regreso a los uréteres se evita gracias a uda válvula que está en el punto de unión del uréter y la vejiga. El último componente del sistema urinario es la uretra. Esta estructura permite el paso de orina al exterior del cuerpo.

FUNCIONES DEL NEFRON El examen microscópico del riñón revela dos elementos que constituyen la base del funcionamiento renal: el nefrón y la vasculatura circundante. La interacción entre ambos permite que los riñones efectúen las cuatro funciones fundamentales para preservar la homeostasis: filtración, resorción, secreción y excreción (fig. 18-2). La filtración es el paso selectivo de pequeñas mÓléculas, agua o iones de una estructura capilar que se llama glomérulo a una porción del nefrón que se denomina espacio de Bowman. La resorción es el movimiento de sustancias que salen del lumen tubular del nefrón y penetran a los capilares renales circundantes o intersticios. Por este método el riñón conserva o "recicla" los nutrientes esenciales o partículas que ha filtrado. La secreción es el desplazamiento de partículas procedentes de los capilares renales o intersticio al interior dellumen del nefrón. Las sustancias que se secretan pueden o no ser filtradas. La excreción es la evacuación total de una sustancia del nefró11.. (y por tanto del riñón). Las partículas que se excretan penetran al nefrón ya sea mediante filtración, secreción o por ambos procesos. Todos ellos se llevan a cabo en forma simultánea y gracias a la estructura especializada de los nefrones. Cada riñón contiene aproximadamente 1.2 millones de nefrones. El nefrón consta de varias partes y cada una de ellas desempeña un papel en la capacidad del organismo para preservar o eliminar sustancias. Cada nefrón actúa en forma ligeramente independiente de los otros permitiendo que el funcionamiento renal continúe a velocidad constante en caso de que el órgano se dañe. En general no se detectan afeccio-

356 •

QUIMICA CLINICA

Túbulo contorneado distal

Nefrón cortical

Vejiga urinaria _,.::....___ (vista superficial) H - -Flg. 18-1.

Uretra

Diagrama macroscópico y microscópico del sistema urinario y el riñón. (Tomado de Strasinger SK: Urinalysis and Body Fluids: A Self-lnstructional Text. Phlladelphia, FA Davis, 1985, p 15.)

nes del funcionamiento renal sino hasta que se ha destruido aproximadamente 80% de los nefrones.4 También se produce una interacción constante entre el nefrón y la vasculatura que lo rodea. Los riñones manejan aproximadamente 20 a 25% del gasto cardiaco (aproximadamente 5 Uminuto) y filtran cerca de 1.1 Uminuto 1 en el adulto promedio. Los nefrones y los capilares renales tienen un sistema de verificación y equilibrio para mantener una velocidad constante de flujo sanguíneo a través del órgano. ESTRUCTURA DEL NEFRON

El nefrón está formado de glomérulos, cápsula de Bowman, túbulo contorneado proximal, asa de Henle descendente, asa de Henle ascendente y túbulo contorneado distal (fig. 18-3). El nefrón "se inicia" en los glomérulos que se localizan en la corteza del riñón. En este sitio ocurre el proceso de filtración. Los glomérulos son un racimo de asas capilares en el interior de una estructura hqeca que se denomina cápsula de Bowman. La sangre fluye al interior de las asas capilares a través de la arteriola aferente y sale de ellas por la arteriola

eferente. Las asas mantienen su configuración general p cias al apoyo de las células mesangiales. Algunas de esua células se expanden y contraen por estimulación. Esta activ)dad ayuda a mantener la presión sanguínea constante en d interior del racimo glomerular. El glomérulo en sf actúa como filtro y mantiene las ~ léculas y células de gran tamaño en el interior del torreme sanguíneo capilar. Permite que las moléculas de menor ~ maño, iones o agua pasen hacia el interior de la cápsula de Bowman. La formación de este ultrafiltrado constituye la base de la producción de orina. Las propiedades de filtracia. selectiva -del glomérulo se atribuyen a la composición de la pared capilar, que tiene tres capas (fig. 18-4). La primera capa que recubre el interior de la pared ca¡. lar es la endotelial. La capa de células endoteliales está perforada por muchos huecos que se denominan fenestra y q~~r impiden que las partículas mayores de 160 Á penetren. u segunda capa está formada por glucoprotefnas y mucopol ~ cáridos entrelazados en forma homogénea y se · membrana basal glomerular. Esta filtra las partículas m. yores de 110 Á. La tercera capa consiste en células que

ANATOMIA Y FISIOLOGIA RENAL 18 • 357

Arteria

Arteriola aferente

Capilar glomerular Arteriola eferente

•

1. FILTRACION GLOMERULAR 2. SECRECION TUBULAR 3. RESORCION TUBULAR

Excreción de orina Fig. 18·2. Los cuatro procesos renales. (Tomado de Vander AJ: Renal Physíology. 3rd. ed. New York, McGraw-Hill, 1985, p. 21 .)

denominan podocitos porque tienen forma de pie. Descansan sobre la membrana basal y protruyen hacia el interior de la cápsula de Bowman. Estas células tienen unas estructuras que se denominan poros, y que tienen forma de rendija. Dichos poros son de tamaño específico para evitar el paso de partículas de gran tamaño (mayores de 70 Á) hacia el espacio de Bowman.5•6

La porción tubular del nefrón se inicia después de la cápsula de Bowman y está ubicada tanto en la corteza como en la médula renal. A lo largo de ella se produce la resorción y la secreción. Para facilitar el movimiento de partículas que penetran y salen dellumen tubular, el espesor de las paredes del túbulo es de tan sólo una célula. La morfología celular varía a lo largo de su longitud reflejando los diversos procesos que se efectúan en cada segmento (fig. 18-5). La primera porción del túbulo se denomina túbulo contorneado proximal y está ubicado inmediatamente después de la cápsula de Bowman. Las células que recubren este segmento del nefrón son sumamente permeables al paso de agua, sodio, glucosa y nutrientes orgánicos. Sesenta y cinco por ciento de las sustancias que se filtran por el glomérulo se resorben a la circulación renal a través de esta parte del nefrón. En esta área también se lleva a cabo la gluconeogénesis. La morfología de la membrana de la célula tubular que se encuentra frente al interior del nefrón (lumen) contiene muchas identaciones que constituyen un borde de cepillo. Dicho borde proporciona una mayor área superficial para el intercambio 'molecular y contiene las enzimas y proteínas de transporte necesarias para transferir moléculas al interi<'lr de las células. Se ha comprobado que durante la necrosis tubular aguda las células del túbulo contorneado proximal pierden sus bordes de cepillo y se descaman de la membrana basal. Esto reduce la eficacia de resorción en el túbulo. El siguiente segmento del nefrón es el asa de Henle, constituida por el miembro descendente, la horquilla y el miembro ascendente. Estas porciones del nefrón permiten conservar más agua de la orina. El miembro descendente se une con el túbulo contorneado proximal, el cual pasa de la corteza a la médula del riñón.

Asa de Henle ascendente - - - - 1 - i l Asa de Henle delgada o descendente

l:tg. 18-3.

Componentes del nefrpn y vasculatura renal circundante. - omado de Smith HW: The Kídney: Structure and Functíons in -iealth and Disease. New York, Oxford University Press, lnc., 1951.)

Flg. 18-4. Fotomlcrograffa electrónica del asa capilar glomerular en la que se observan los procesos pódicos epiteliales (FP), el endotelio fenestrado (•), la membrana basal (BM) y la membrana de poros en forma de rendijas (flechas). L = lumen capilar (x 5000). (Tomado de Spargo BH et al: Renal Bíopsy Pathology wíth Diagnostic and Therapeutíc lmplícatíons. New York, John Wiley & Sons, 1980, p. 20, Copyright © 1980 by John Wiley & Sons, lnc.)

358 • QUIMICA CLINICA

Flg. 18-5. Fotografía de una biopsia renal normal en la que se observa a. el glomérulo, b. la cápsula de Bowman y c. el túbulo contorneado proximal. Obsérvese la modificación de la morfología celular a lo largo de la cápsula de Bowman que se dirige hacia eltúbulo contorneado proximal. (Cortesía de Autopsy Pathology, Nationallnstitutes of Health, Bethesda, MD, 1990.)

En este sitio hace un giro repentino y da lugar al asa real. A continuación el túbulo regresa hacia la corteza y se transforma en el miembro ascendente. Los miembros ascendente y descendente son paralelos entre sí. Ambos están rodeados de vasculatura renal y son permeables en forma selectiva al desplazamiento de sodio, urea, potasio y agua. Ahí se efectúan la resorción y la secreción. Sin embargo, ciertas porciones de la horquilla son totalmente impermeables al paso de agua, lo que ayuda a que la orina se concentre. De nuevo, la morfología celular refleja las funciones del túbulo. Los bordes de cepillo de las células que recubren el asa de Henle son mínimos o no existen debido a la permeabilidad tubular variable. La siguiente porción del nefrón conecta el miembro ascendente con un segmento corto de células que se denomina mácula densa. Esta forma parte de una estructura que se conoce como aparato yuxtaglomerular (fig. 18-6) que consta de tres tipos de células: células granulares, que secretan renina; células de la mácula densa, que participan en la regulación de la secreción de renina y el flujo de sangre glomerular; y células mesangiales extraglomerulares. Como se mencionó, la secreción de renina desempeña una función central en la vasoconstricción y el control de la presión arterial sanguínea. La renina es una enzima 'que transforma angiotensinógeno (que secreta el hígado) en angiotensina I. Esta última se transforma en angiotensia II gracias a la enzima convertidora de angiotensina. El producto final, angiotensina II, es el que da lugar a la vasoconstricción. Este proceso incrementa la presión arterial y glomerular, y provoca cambios en el flujo sanguíneo renal. La alteración del flujo sanguíneo arterial renal afecta en último término la resorción de agua y sodio por el nefrón. Diversos factores inflwyen en la cantidad de renina que producen las células granulares: 1) los nervios simpáticos renales que estimulan la contracción y dilatación de vasos; 2)

la presión de sangre en los glomérulos, y 3) la detección de alteraciones de flujo sanguíneo en la mácula densa. Se cree que la mácula densa es capaz de detectar variaciones de la ., concentración de sodio y de otros iones en el interior del líquido luminal del nefrón. Esto a su vez desencadena un incremento o una reducción de la producción de renina. 1•6 Por tanto, el nefrón se dobla sobre sí mismo para que el aparato yuxtaglomerular quede entre las arteriolas aferente y eferente de su propio glomérulo. La siguiente porción del nefrón es el túbulo contorneado distal. Este segmento se ubica en la corteza renal y en él se efectúa secreción y resorción. Las últimas porciones del túbulo responden a la acción de la hormona antidiurética (ADH) y la aldosterona. Las células que recubren el túbulo contorsionado distal no contienen un borde de cepillo tan extenso como las del túbulo contorneado proximal porque su función es distinta. El túbulo contorneado distal desemboca en el con3uctc recolector en donde se lleva a cabo más resorción . El conducto recolector también es susceptible a la ADH y la aldosterona y'además conserva agua.

---r-----FISIOLOGIA RENAL

ULTRAFILTRACION La orina comienza a formarse en el glomérulo en donde ~ filtra la sangre. La tasa de formación del ultrafiltrado depende no sólo de la integridad de los componentes glomerulare: sino también de la regulación de flujo sanguíneo a través de: racimo capilar y de la presión de oposición del líquido que

Flg. 18-6. Fotogratra de una biopsia renal normal en la que se serva a. el glomérulo, b. el espacio de Bowman, c. la cápsula Bowman, d. las células mesangiales, e. la mácula densa del a yuxtaglomerular, f. el asa capilar y g. los túbulos renales. (Cortesía Autopsy Pathology, Nationallnstitutes of Health, Bethesda, MD, 199G

ANATOMIA Y FISIOLOGIA RENAL 18 • 359

se encuentra en el interior y el exterior del glomérulo, en el espacio de Bowman. Como se mencionó, cuando la pared capilar está intacta, el agua, los iones y las moléculas de tamaño pequeño penetran a través de ella hacia el interior del espacio de Bowman.r Las células hematopoyéticas y las moléculas de mayor tamaño (principalmente proteínas) quedan en el interior del lumen capilar. Estas moléculas grandes ejercen una presión dentro del capilar que se denomina presión oncótica y se representa como 1tQc. La presión oncótica en el interior del capilar glomerular no mantiene un nivel constante en toda su longitud. Al penetrar sangre a la arteria aferente y desplazarse a través del racimo, cantidades mayores de agua y otras sustancias salen del capilar, lo que incrementa la presión oncótica del líquido luminal, de manera que se eleva mucho en la arteriola eferente con respecto a la aferente. La acumulación de partículas en el interior de la cápsula de Bowman también origina su propia presión, que se representa como ilBc. Como la presión oncótica en el interior del capilar glomerular es mayor que en el interior de la cápsula de Bowman, sería de esperarse que el flujo neto de agua fuese hacia el exterior de la cápsula y de regreso al capilar. Sin embargo, bay otro factor que afecta la dirección de filtración. El factor que influye en el sentido de filtración hacia el exterior del glomérulo es el diámetro de las arteriolas aferen:e y eferente. El diámetro de la arteriola aferente es aproxi:nadamente el doble que el de la arteriola eferente. Esto proYoca resistencia al flujo sanguíneo en el interior del racimo, que da como resultado un incremento de presión hidráulica en el glomérulo la cual se presenta como Poc. Este incre:::~ento de presión hidráulica facilita el desplazamiento de sustancias hacia el exterior del racimo y hacia el interior del es;:acio de Bowman. El líquido que se encuentra dentro del espa:io de Bowman también tiene una presión hidráulica (PBc), m oque es muy inferior a la presión glomerular. En resumen, ¡,;¡ fuerza que favorece la filtración, es decir la presión hi.::áulica capilar, es mayor que las fuerzas de oposición de preiión oncótica capilar y presión hidráulica capsular. Esto se ::cpresenta mediante una fórmula matemática en la cual la di::erencia constituye la presión de filtración neta. Como la ;resión oncótica en el interior de la cápsula de Bowman es ;tácticamente igual a cero, no se incluye en la ecuación. Por -'ltO,

Presión de filtración neta = Poc - PBc -noc 1 También es necesario tener en cuenta la tasa de filtra:Mín glomerular para la formación de orina. Esta depende.no .5lo de la presión de filtración neta, sino también de la per=ubilidad del capilar glomerular y del área superficial dis::cnible para intercambio de materiales. De hecho, el racimo ~omerular es aproximadamente 10 a 100 veces más .permeaque otros capilares del organismo. 1 El producto de la peru.abilidad capilar y el área superficial se denomina coeficimte de filtración (Kt), el cual también se representa c temáticamente. El resultado final es la tasa de filtración a,lomerular (TFG): TFG = Kt x presión de filtración neta

Los cambios en la TFG se deben a causas fisiológicas o patológicas. La permeabilidad hidráulica y el área superficial (Kt) varían debido a afecciones fisiológicas o patológicas. La relajación fisiológica normal de las células mesangiales incrementa el área superficial y dilata el racimo, provocando un aumento de la TFG. Las afecciones glomerulares que ocasionan proliferación de células mesangiales reducen la TFG. La destrucción de las diversas capas de glomérulos incrementan la TFG, porque aumenta la permeabilidad. La presión de filtración neta también se ve afectada por otros factores. Se producen modificaciones en la misma debido a incremento o reducción de la presión de la sangre glomerular (controlada en parte por el sistema de renina-angiotensina), obstrucción tubular del nefrón, incapacidad de las arteriolas aferente y eferente para compensar :variaciones en la presión sanguínea total o pérdidas de proteína que afectan a la presión oncótica intravascular. ~ Algunos elementos comunes que se filtran en el glomérulo son agua, urea, glucosa, aminoácidos, iones y pequeñas cantidades de albúmina. Como es conveniente que el organismo ~onserve varios de estos compuestos, el proceso de resorción es de suma importancia. Antes de describir otros procesos renales de absorción y secreción, se indicará de qué manera se efectúa el intercambio de sustancias.

METODOS DE TRANSPORTE CELULAR El desplazamiento o transporte de moléculas a través de los límites celulares se realiza de cinco maneras: difusión simple, difusión simple facilitada, endocitosis, transporte ac· tivo primario y transporte activo secundario. Tanto en la resorción como en la secreción se llevan a cabo uno o varios de estos procesos de manera simultánea. La difusión simple es el desplazamiento de elementos en función de la concentración o gradiente electroquímico, a partir del más concentrado hacia el menos concentrado. Los compuestos se desplazan a través de membranas o aberturas en el interior de la membrana celular. La difusión simple es un proceso pasivo y aleatorio, y no es necesario que la célula gaste energía para realizarlo. La difusión simple facilitada es similar a la difusión simple, pero tiene algunas diferencias. En primer lugar se produce una interacción entre el elemento que se desplaza y la propia célula. El movimiento se efectúa en función de un gradiente, pero en vez de que los elementos se desplacen en forma pasiva, la célula utiliza transportadores para incrementar la cantidad de material que se desplaza. Los transportadores son proteínas que se enlazan con la molécula y la introducen a las células o la desplazan en el interior. En segundo lugar, los transportadores son específicos para las moléculas que desplazan. En tercer lugar, a pesar de su número limitado, es posible que varios transportadores compitan por la misma molécula. La difusión simple facilitada es específica, competitiva y limitada. La naturaleza limitada del sistema de transporte se evidencia cuando la sustancia que se filtra excede el número de transportadores disponibles para desplazarla. En ese punto se alcanza el umbral máximo de la sustancia, todos los transportadores disponibles se encuentran

360 •

QUIMICA CLINICA

enlazados y el exceso de elemento que no se transporta, no se resorbe y se excreta. Otro proceso, la endocitosis, requiere de trifosfato de adenosina (ATP). La endocitosis es muy diferente de ·Otros métodos de transporte. La molécula que se va a desplazar se une a la membrana celular, la cual forma una vacuola en torno a dicha molécula y la introduce a la célula. Mientras se encuentra dentro de la vacuola, la molécula se descompone en compuestos que se difunden con mayor facilidad a la circulación peritubular o a la célula. El transporte activo primario se realiza en contra de una concentración o gradiente electroquímico y es necesario que la célula gaste energía en forma de ATP para que la molécula se desplace. En el transporte activo también participan transportadores y por tanto es específico, competitivo y alcanza un punto de saturación. El transporte activo secundario incluye dos procesos que se efectúan sobre la misma proteína de transporte. Dos moléculas interactúan con un transportador. Una se desplaza hacia la región inferior del gradiente mediante difusión simple facilitada y la otra asciende en contra del gradiente y utiliza el mecanismo de transporte activo primario. El movimiento de difusión simple facilitada genera suficiente energía para que ocurra el transporte activo secundario.

RESORCION Como se indicó, la resorción es el desplazamiento de sustancias que salen del lumen tubular renal y penetran al intersticio o a los capilares renales en tomo al nefrón. Es la manera más eficiente del organismo para conservar las sustancias que necesita para la homeostasis. Aunque se produce resorción casi en toda la longitud del nefrón, el sitio primario es el túbulo contorneado proximal que contiene las células de borde de cepillo. Estos bordes contienen muchas de las proteínas de transporte y otros mecanismos necesarios para el transporte. Todos los elementos que se resorben en este sitio fueron filtrados primero por el glomérulo. Algunas de las sustancias más importantes que se filtran y resorben son agua, glucosa, sodio, potasio, ácidos orgánicos pequeños, aniones esenciales y urea. El sodio es la sustancia con mayor actividad fisiológica. Experimenta diversos procesos a lo largo del nefrón y colabora al transporte de otros elementos. El sodio que se filtra en el glomérulo penetra al túbulo contorneado proximal. De ahí se desplaza del turnen tubular hacia el interior de las células del túbulo por diversos mecanismos (fig. 18-7). En primer lugar, se difunde como catiÓn y experimenta difusión facilitada al interior de la célula siguiendo un gradiente de concentración y uno electroquímico. Dentro de la célula hay más K+ que Na+, por lo que el potencial electroquímico es negativo. El sodio también se une con aniones como e¡- o HC03-. En este caso se difunde a las uniones estrechas, que son espacios diminutos entre las células que recubren al túbulo contorneado proximal. El sodio también penetra al interior celular uniéndose a una proteína de transporte que contiene glucosa (transporte activo secundario) o W para desplazarse. El agua sigue en forma pasiva al sodio, porque la pérdida de sodio en el lu-

men reduce la osmolalidad del líquido tubular y eleva la osmolalidad de la célula. El sodio se desplaza de la célula hacia el intersticio o los ~apilares peritubulares mediante un ~istema de transporte activo primario de la membrana celular que se llama bomba de Na+-K+-ATPasa. La bomba transforma 1 ATP en difosfato de adenosina mientras desplaza el sodio en función de un gradiente de concentración en el exterior de la célula y cotransportando simultáneamente K+ al interior de la célula en contra de los gradientes. De nuevo, el agua sigue al sodio en forma pasiva. La glucosa es otro compuesto que se filtra en los glomérulos. Debido a su importancia para preservar el funcionamiento celular es necesario que el organismo conserve toda la glucosa posible. Esta se resorbe mediante proteínas de transporte y con frecuencia se aparea con Na+ y su transportador (transporte activo secundario). Este mecanismo es tan eficiente que casi toda la glucosa que se filtra en el glomé"rulo se resorbe en el túbulo contorneado proximal (fig. 18-8). De nuevo~ el agua sigue en forma pasiva el desplazamiento de glucosa debido a la reducción de osmolalidad en el interior del túbulo. \.. Se producen problemas de resorción de glucosa cuando se alcanza el umbral máximo de la misma, como ocurre en los casos de diabetes. En esta enfermedad el exceso de glucosa es filtrado por el glomérulo debido a la incapacidad del organismo para metabolizarla en forma correcta. Cuando se saturan todos los transportadores de glucosa no hay otro mecanismo para resorción, por lo cual el exceso de la misma se excreta en la orina. En contraste, en ocasiones la proteína de transporte tiene un defecto que impide su funcionamiento correcto. Esto conduce a la excreción de glucosa y se observa en algunos errores congénitos del metabolismo. La vigilancia de los niveles de glucosa sanguínea es un método para diferenciar entre ambas afecciones. Los niveles de glucosa en sangre son anormales en pacientes diabéticos y normales en personas con errores congénitos del metabolismo, a pesar de que en ambas afecciones se excreta glucosa en orina. Se resorben otros elementos además de sodio, glucosa y agua. La urea es un elemento importante que se resorbe en forma pasiva. Sigue al agua según el gradiente de concentración; sin embargo, al salir del túbulo la urea incrementa la osmolalidad del capilar o intersticio al que penetra, debido a su tamaño molecular. A su vez esto hace que mayores cantidades de agua sigan a la urea en forma pasiva. No es una manera muy eficaz de manejar la urea, pero tiene implicaciones para la concentración de orina, que se describirán posteriormente.

SECRECION La secreción es el desplazamiento de sustancias que proceden de los capilares peritubulares o el intersticio, hacia el interior del nefrón. Este es otro proceso por el cual los elementos penetran al ultrafiltrado para ser excretados. Un ejemplo son los metabolitos de fármacos enlazados con proteínas, que son demasiado grandes para filtrarse en el glomérulo. Es un mecanismo importante para el metabolismo renal acido-

ANATOMIA Y FISIOLOGIA RENAL 16 • 361

Membrana basolateral

Membrana luminal

Na+----Glucosa, aminoácidos, - - - - etc.

Proximal

Na+----~----

Na+-----

ATP ADP Miembro ascendente grueso del asa de Henle Conductos distal y colector

Ag. 18-7.

Na+-----

e¡- - - - - -

Na+-----

Diagrama de resorción de sodio a lo largo del nefrón. (Tomado de Vander AJ: Renal Physiology. 3rd ed. New York, McGraw-Hill,

1985.)

-ico y la concentración de orina. Algunos de los elementos 1:.ls significativos que se secretan son H+, K+, NH3 y urea.

El túbulo contorneado distal y el miembro ascendente asa de Henle son los sitios primarios del nefrón en los =.lles se efectúa la secreción. Esta también se lleva a cabo =. el conducto recolector. Algunas sustancias se resorben en :u:_ segmento del nefrón (p. ej., el túbulo contorneado distal) s: secretan en otro. El potasio es el principal catión intracelular que se re·ere para el funcionamiento celular. Es importante que el .:q anismo conserve este elemento en el interior de la célula -01e compense la variación extracelular de los niveles de %~

:3SiO.

El potasio penetra al nefrón de diversas maneras. Primese filtra en el glomérulo de manera similar al sodio, a lo 5 o del nefrón. La mayor parte del mismo se resorbe en el ..:tulo contorneado proximal (65%). Aproximadamente 25% a.: restante se resorbe en el asa de Henle, de manera que -. 10% de la carga de filtración original llega al túbulo torneado distal y al conducto recolector. 1•7 En segundo lugar se secreta potasio. Este proceso se - -,a en el miembro ascendente del asa de Henle, en la par::..nal del túbulo contornea"do distal y del conducto recolecEl potasio penetra a la célula renal procedente de los ca-

pilares peritubulares, o del intersticio gracias a la bomba de Na+-K+-ATP'asa. Se desplaza en contra del gradiente de concentración en el interior de la célula. Desde ahí sale de la célula hacia ellumen tubular por difusión simple. Cuatro factores influyen en la secreción de potasio? El primero es la aldosterona. Cuando se filtra un exceso de potasio en el glomérulo, la hormona aldosterona actúa sobre los segmentos finales del nefrón estimulando la secreción de potasio hasta el ultrafiltrado para que pueda excretarse. En ausencia de aldosterona, la resorción de potasio continúa . El segundo factor es la cantidad de potasio que se ingiere y la cantidad preexistente de potasio en el organismo. Actualmente las dietas son ricas en sodio y potasio y el organismo intenta mantener la homeostasis de estos elementos. Como-ambos cationes se añaden en forma directa al torrente sanguíneo o se absorben a través del conducto digestivo, la tasa de resorción, secreción y excreción en los riñones varía. Ya se dijo que el sodio se resorbe en gran parte, seguido por agua. Cuando se resorben mayores cantidades de sodio y agua, el volumen de líquido extracelular se expande. Un efecto de este fenómeno es la reducción de la secreción de ADH. Esto reduce la resorción de sodio y agua e incrementa su excreción. A su vez, el aumento de la excreción hace que se incremente la tasa de flujo de orina a través del nefrón. Esta últi-

362 •

QUIMICA CLINICA

Liquido intersticial Na+ + +

1

Transporte primario activo

1 Difusión

simple facilitada

1 1

Na+

G

A

A

1

1

1

1 1 1 Segundo

1

1

1

1

Na+

G

Difusión facilitada apareada

transporte activo

++

l.

Membrana luminal

Lumen Flg. 18-ll.

Resorción de glucosa. Obsérvese su relación con NA+ y el uso de transportadores. (Tomado de Vander AJ: Renal Physíology. 3rd ed. New York, McGraw Hill, 1985).

ma aumenta 1~ cantidad de excreción de potasio y por tanto compensa la elevación inicial de los niveles de este último. El tercer factor que influye en la secreción de potasio es el equilibrio acidobásico. Con condiciones normales se secreta H+ al interior dellumen para que posteriormente se excrete, como un método para preservar el equilibrio. Sin embargo, cuando no se genera suficiente H+, el potasio lo reemplaza como catión principal en el lumen del túbulo renal. Un cuarto factor que afecta la secreción de potasio es la cantidad de aniones en el ultrafiltrado (además del cloruro). Cuando se filtra un exceso de bicarbonato o de metabolitos de fármacos aniónicos, se produce un incremento de la secreción de potasio para enlazarse con estas sustancias. El riñón "recicla" el potasio. Estudios realizados por DeRouffignac y Morel8 y otras investigaciones de Jamison'y colaboradores9 indican que el potasio se secreta al interior del espacio intersticial y penetra al mecanismo. de contracorriente medular afectando la concentración de orina. Este proceso se describirá más adelante. Es muy importante que los riñones eliminen H+ para mantener un pH normal en el organismo. Las células de los túbulos renales secretan H+ a todo lo largo del nefrón. En el túbulo proximal el epitelio experimenta fugas con facilidad. Esto permite que el H+ desdenda por un gradiente de concentración, salga de la célula y penetre al lumen de nefrón.

Cuando se logra el equilibrio entre ellfquido luminal y el intracelular, la difusión pasiva de H+ cesa. De hecho, en realidad el H+ puede desplazarse de regreso hacia el interior de la célula. El epitelio del túbulo distal no es tan permeable para permitir el flujo de regreso de H+, como ocurre en el túbulo proximal. Se requiere de un sistema de bombeo en la membrana luminal para ayudar a la secreción de ~. Esta bomba no funciona bien con un pH inferior a 4.4. Como resultado. es necesario amortiguar el ultrafiltrado con el fin de mantener un pH que permita la difusión pasiva de ~ al interic. dellumen y mantenga funcionando el sistema de bombeo ea el túbulo contorneado distal. Esto se logra cuando el H+ se combina con diversos aniones. El H+ que se secreta no atraviesa los nefrones como protón libre, sino que se combina con varios compuestos que se han filtrado o secretado para 1) amortiguar la orina y 2) ayudar a la-resorción de bicarbonato. La combinación de H+ ca. fosfato monobásico y dibásico es una de las maneras en que se amortigua el ultrafiltrado. Como el fosfato dibásico es má abundante que la forma monobásica, es el amortiguarle. más eficaz y eleva el pH del ultrafiltrado de 4.4 a 6.8. La reacción en ellumen es Na+ (filtrado)+ HP04= (filtrado) + 2H+ (secretado)= NaH2PO•

ANATOMIA Y FISIOLOGIA RENAL 18 • 363

continuación se excreta NaH2P04. La eficacia de la secre=ión de H+ se determina titulando el NaH2P04 de una mues:ra de orina con NaOH hasta el pH de 7.4 (el pH del plasma que filtra el glomérulo). Como el ultrafiltrado se titula a parir del pH 7.4 hasta su pH actual mediante la secreción de fr" • m ellumen, el número de miliequivalentes de NaOH que se :equieren para que el pH alcance el nivel plasmático es igual ¡} número de miliequivalentes de H+ que provocan la acidifi~ión. Los miliequivalentes de H+ que se obtienen, se deno::linan ácido titulable. Este ácido no toma en cuenta los pro:;:¡nes que se enlazan con otros compuestos, como amoniaco. Otro compuesto importante que se enlaza con H+ para i!l excreción es el amoniaco (NH3). El amoniaco se secreta - lumen del túbulo contorneado distal. Es la manera más ~3caz de eliminar H+ de esta porción del nefrón porque en !Ste punto casi todos los amortiguadores de fosfato se en~entran enlazados. El NH3 proviene de la glutamina, otro ;roducto hepático que se secreta al interior de la célula del :ibulo contorneado distal. La glutamina se descompone en ....!5 células renales a aminoácidos y amoniaco. El amoniaco ;.e secreta al líquido luminal. Esta secreción depende de la ridificación correcta del líquido en secreciones previas del ~frón. Cuando·el pH es demasiado alto la secreción no ocu=e. Cuando se encuentra en el líquido luminal, el amoniaco combina con el H+ libre para formar ~+. A continua:iSD el ion amonio se combina con e¡- o con algún otro anión y s: excreta.

(a) H + (secretado) /'

3

Glutamina ~Aminoácidos+ NH3 (secretado) NH3 (secretado)+ H+ (secretado) ~ NH4+ + ~ NH4Cl (excretado)

cr

~r tanto, el H+ se excreta como amortiguador, NaH2P04 y :-::no compuesto de amonio. El pH del ultrafiltrado se regula :::':1 precisión para mantener una secreción continua de ~. ie:reción de NH3 y la actividad de la bomba de H+ en el tú- ·o contorneado distal. Otra función importante del H+ es su participación en la ~rción del bicarbonato que se filtra en el glomérulo. El bi.:rbonato no puede ser resorbido por los mismos mecanis~ que la glucosa y el sodio debido a su tamaño molecular i u carga electroquímica. Es necesario que experimente va~ reacciones químicas en las que participa H+ para que se - -!Ctúe la resorción. Una vez en ellumen, el H+ secretado (véase la ecuación ~e combina con el HC03 que se filtró en el glomérulo.

(a) H+ (secretado)+ (b) HCO) (filtrado) ~ H2C03 ~ C02 + H20 Lumen tubular ( 1) El dióxido de carbono y el agua se resorben al interior célula renal. En este sitio el C02 inicia el ciclo de la sinte reacción (véase la ecuación 2) para generar (a) H+, de nuevo se secreta al lümen, y HCO), que se resorbe al ·or del capilar o intersticio:

~a

co2 + H20

Anhidrasa carbónica

H2C03

\¡

(e) HC03 (resorbido) Interior de la célula renal (2)

El dióxido de carbono de la ecuación 2 procede de varias fuentes. El C02 se difunde con facilidad a través de las membranas celulares. Penetra a las células renales procedente de la circulación peritubular, dellumen del nefrón (véase la ecuación 1) y también es producto de la propia respiración celular. El agua de esta ecuación proviene de la difusión pasiva que sale dellumen (véase ecuación 2). No toda el agua se metaboliza para la resorción de bicarbonato. Parte de la misma también pasa a la circulación renal y al espacio intersticial. En el interior de la célula, el dióxido de c~bono reacciona con agua en presencia de anhidrasa carbónica, una enzima que se encuentra en los bordes de cepillo y en la membrana lúminal, y forma H2C03, el cual se disocia en (e) HC03 (que se resorbe) y (a)~. que se secreta al interior del túbulo renal mediante transporte activo. De manera simultánea a la excreción de ~. se resorbe NA+ del nefrón para mantener el equilibrio electroquímico correcto en el interior dellumen. Aunque el HC03 que se resorbe en la ecuación 2 no es la misma molécula que experimentó filtración glomerular en la ecuación 1, el resultado final es igual: se conserva bicarbonato (fig. 18-9). La abundancia de dióxido de carbono y agua en este sistema asegura que se conserve el bicarbonato en forma perpetua. La urea es una sustancia que experimenta los cuatro procesos renales: filtración, resorción, secreción y excreción. Sigue al agua mediante difusión simple a través de Jos nefrones. No hay mecanismo activo para ayudar a su transporte y su velocidad de difusión es inferior a la del agua, por lo cual su conservación por resorción en el túbulo contorneado proximal es ineficiente. Sólo cerca de 50% de la urea que se filtra se resorbe en este túbulo. El resto de la urea viaja hacia el miembro descendente del asa de Henle. La resorción de urea en las últimas porciones del nefrón es selectiva. Se produce en grado limitado en el túbulo contorneado distal y en los conductos recolectores corticales, porque las células que recubren estas partes del nefrón son bastante impermeables al desplazamiento de urea. Esta no se resorbe significativamente de nuevo hasta que llega a los conductos recolectores de la médula. En contraste con su resorción en el túbulo contorneado proximal, la mayor parte de la urea que se resorbe en este sitio penetra al intersticio en vez d~ regresar a la circulación. Del 50% restante de urea que entra al miembro descendente del asa de Henle, un 40% es resorbido hacia el intersticio renal y sólo un 10% adicional regresa a la circulación. Por tanto, la resorción total de urea hacia la circulación es de 60 por ciento. La urea que se resorbe hacia el intersticio se secreta hacia el miembro descendente del asa de Henle. En este sitio la concentración de urea es más baja, tras haber pasado por el túbulo contorneado proximal. Después viaja por el resto del nefrón y se recicla en el conducto recolector.

36' • QUIMICA CLINICA LUMEN TUBULAR

CELULAS TUBULARES RENALES

PLASMA PERITUBULAR

Flg. 18-9. Esquema general de la resorción de bicarbonato. Primero el dióxido de carbono penetra a la célula procedente del plasma peritubular. Obsérvese también que el H2C03 se descompone en el lumen tubular debido a la anhidrasa carbónica (no se observa) en la membrana lumlnal. El H+ se secreta por transporte contrario al sodio (el sodio se desplaza al interior de la célula y el W se desplaza hacia afuera de la célula). (Tomado de Vander AJ: Renal Physio/ogy. 3rd ed. New York, McGraw Hlll, 1985.) "

MECANISMO DE CONTRACORRIENTE Como se mencionó con anterioridad, la preservación del agua es de suma importancia para mantener la homeostasis. Es una de las principales funciones renales. Sin los mecanismos de conservación se excretaría toda el agua del organismo en menos de una hora. Lo que evita este desplazamiento de NaCl y urea es el diseño anatómico del nefrón y su vasculatura, así como la fisiología de las células renales que recubren determinadas porciones del nefrón. En general, las células que recubren el miembro descendente del asa de Henle son impermeables al desplazamiento de electrólitos, pero permeables al agua, mientras que las células que recubren el. miembro ascendente del asa de Henle no son permeables al agua; sin embargo, transportan en forma activa NaCI fuera dellumen. El NaCI se filtra en los glomérulos y se resorbe activamente en el túbulo contorneado proximal (ambos están ubicados en la corteza del riñón). Cuando el líquido tubular llega al miembro descendente del asa de Henle (médula) la osmolalidad ha disminuido. Esto facilita el desplazamiento de agua hacia el exterior del nefrón y dentro del intersticio medular, cuya osmolalidad es alta debido al desplazamiento de NaCl y la presencia de urea. La pérdida continua de agua eleva la osmolalidad tubular a medida que el líquido llega a la horquilla del asa de Henle, en la parte profunda de la médula, y en los seres humanos alcanza 1 200 mOsrnllitro. En este punto la morfología celular del nefrón cambia, lo que impide que el agua salga del lumen. Conforme el líquido penetra al miembro ascendente, se inicia nuevamente la resorción activa de NaCl hacia el intersticio. De nuevo la osmolalidad desciende en el lumen, de manera que es más baja al penetrar al túbulo contorneado distal que al salir del túbulo contorneado proximal. El líquido luminal atraviesa el túbulo contorneado distal y el conducto recolector cortical, en donde continúa la resor-

ción de NaCl y agua. A medida que el conducto recolector penetra más al riñón, llega a la médula. El conducto recolector medular es permeable al desplazamiento de agua debido a la ADH. Como resultado se desplaza más agua hacia el intersticio y se concentra más la orina. Conforme el líquido )uminal fluye a través del nefrón, los efectos de este sistema se multiplican y se incrementa su eficiencia. Las fuerzas que impulsan todo el proceso son 1) la alta osmolalidad de líquido medular ocasionada por la resorción activa de NaCl en el miembro ascendente del asa de Henle 10 y la difusión pasiva de urea hacia el intersticio, y 2) la permeabilidad selectiva del epitelio del asa a diversas sustancias. Otro componente que mantiene la elevada osmolalidad intersticial en la médula es la vasculatura renal. Largas asas de capilares que corren paralelas y adyacentes al asa de Henle se denominan vasos rectos. Estos vasos sanguíneos son singulares porque son muy permeables al desplazamiento de NaCI, urea y agua. Según fluye la sangre por los vasos rectos hacia la médula, se efectúa la difusión pasiva de NaCl, urea y agua procedente del líquido intersticial hacia el capilar. La osmolalidad del vaso aumenta y el flujo sanguíneo se hace más lento. Cuando la sangre llega al nadir del asa, todas las sustancias mencionadas se difunden de regreso al espacio intersticial y el flujo se incrementa. Esto ayuda a mantener la alta osmolalidad en ellfquido intersticial medular (fig. 18-10).

REGULACION HORMONAL Hormona anHdlurétlca Se han descrito dos hormonas que afectan el funcionamiento renal: renina y aldosterona. Sin embargo, es conveniente mencionar otras hormonas de importancia. El hipotálamo secreta hormona antidiurética (ADH) como respuesta al in-

366 • QUJMICA CLINICA

ción glomerular y reducción de la resorción de NaCl provoca diuresis y natriuresis. Erltropoyetlna

La eritropoyetina es una hormona glucoproteica que se produce en el riñón. En animales experimentales se ha observado que la producen las células intersticiales ubicadas cerca del conducto contorneado proximal. No ejerce efecto en la función renal, pero estimula las células precursoras inmaduras y los progenitores eritroides para su diferenciación a eritrocitos. Por años se supo que se producía anemia en las enfermedades renales crónicas; sin embargo, no fue sino hasta 1957 que Jacobson descubrió la relación entre la eritropoyetina y los riñones. 13 La producción de eritropoyetina es estimulada por los episodios hipóxicos que ocasiona la reducción del flujo sanguíneo a los riñones. Recientemente la Food and Drug Administration aprobó el uso de eritropoye· tina recombinante (rEPO) para fines clínicos. No se han detectado diferencias fisiológicas entre la eritropoyetina sintética y la natural. Su ventaja es que proporciona una alternativa a las transfusiones sanguíneas numerosas. 14 VItamina O

Aunque la vitamina D no ejerce efecto regulatorio en el funcionamiento renal, los riñones completan la activación de la vitamina D3 a 1,25-dihidroxivitamina D3, hidroxilando la posición l. Este evento lo estimulan los niveles bajos de calcio en sangre que desencadenan la liberación de hormona paratiroidea. Esto activa la vitamina D en hígado y riñones. El mencionado mecanismo se adapta al incremento o reducción de la absorción de calcio en los intestinos. 15

--~---------RESUMEN El riñón realiza varias funciones vitales para conservar la homeostasis del organismo mediante los procesos de filtración, resorción, secreción y excreción. Su capacidad para conservar sustancias vitales y eliminar las que son innecesarias o dañinas hace que sea uno de los sistemas más dinámicos del organismo. Los diversos segmentos nefríticos y de la vasculatura circundante funcionan en forma discreta y sin. embargo concertada para llevar a cabo los cuatro procesos renales de filtración, resorción, secreción y excreción. La presión arterial sistémica determina la cantidad de sangre que llega a los riñones. Las diminutas arteriolas aferentes y eferentes regulan la cantidad de sangre que llega a los glomérulos de cada nefrón, dilatándose o contrayéndose. Estos movimientos son estimulados por respuestas a estímulos nerviosos, químicos o de ambos tipos. El objetivo del ajuste fino es mantener la sangre fluyendo por el racimo glomerular a una tasa constante crasa de filtración glomerular). Gracias a este proceso se efectúa una filtración óptima de

agua, moléculas pequeñas, productos de desperdicio y iones hacia el espacio de Bowman. Diversas afecciones (tanto focales como sistémicas) dañan la capacidad de los vasos sanguíneos renales o de los glomérulos, de manera que es impo• sible preservar la tasa de filtración glomerular. Sin embargo, lo normal es que las sustancias filtradas experimenten otros procesos renales a lo largo del nefrón. La resorción se produce principalmente en el túbulo contorneado proximal. Es el método para preservar componentes vitales que el organismo necesita para su funcionamiento (agua. glucosa y bicarbonato). En el asa de Henle y los miembr~ ascendentes y descendentes de la misma se efectúa la secreción y parte de la resorción selectiva. El túbulo contornead= distal y los conductos recolectores son los sitios en que ocurre más resorción o secreción y responden a estímulos hormonales como ADH. Nuevamente, la patología renal interrumpe o afecta estos procesos. ._ La vasculatura renal en torno al nefrón transporta los compuestos que se resorben de nuevo a la circulación sistemica. Los ,vasos rectos también desempeñan una función importante en el mecanismo de contracorriente. Por último, 1 ~ riñones no sólo responden a estímulos hormonales, sirto q!r también producen su propia hormona, la eritropoyetina y ' vitamina 1,25-dihidroxi D3 que el organismo necesita. Avances recientes en el estudio de las enfermedades sjjtémicas que afectan a los riñones (diabetes, hipertensiór. afecciones inmunitarias) y en biotecnología, y los mejor productos farmacéuticos, además de los trasplantes renale,.. ofrecen ayuda a las personas que carecen de funcionamiem renal adecuado y permiten una mejor comprensión de la f~ siología renal.

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McGraw-Hill, 19X5. 2. Grollman S: The lluman Body: lts Structure W iw Physiolo1.:y. 3rd ed. New York, Macmillan , 197~ 3. Strasinger SK: Urinalysis and Body Fluid.,·. Philadelphia, FA Davis, 19X5. 4. Bourgoignie JJ, ct al.: Water, electrolytes, an.:: acid-base balance in chronic renal failurc. Semir Nephrol 1: 2, 91-111, 19XI. 5. Pullman TN, Coe F: Pathophysiology of chroni;: renal failure. Clin Symp 36: 3, 1985. 6. Guyton AC: Texthook of Medica{ Physiology. 5tr ed. Philadelphia, WB Saunders, 1976. 7. Wright FS: Renal potassium handling. Semi:Nephrol 7: 3, 174-184, 1987. 8. DeRouffignac C, More! F: Micropuncture study o: water, electrolytes, and urea movements along the loops of Henle in psammomas. J Clin lnvest 48 474-486, 1969. 9. Jami son RL, et a l.: Potassium secretion by the descending limb of pars recta of the juxtamedullary nephron tn vivo. Kidney lnt 9: 323- 33: 1976.

ANATOMlA Y FlSlOLOGIA RENAL 18 • 367

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368 • QUIMICA CUNICA

APLICACION DE CONCEPTOS 18·1

. l. El riñón filtra, resorbe y secreta la sustancia X. a. Dé un ejemplo de sustancias que se procesen de este modo. b. ¿Qué mecanismos participan en el transporte de la sustancia y en qué parte del nefrón se verifican?

2. Diga si el transporte de esta sustancia se ve afectado por la

secreción hormonal. En caso afirmativo, indique qué hor-

en los siguientes parámetros renales y dé una explicación de cada uno de ellos: a. Presión oncótica plasmática b. Secreción de aldosterona c. Secreción de ADH d. Osmolalidad de la orina e. Tasa de filtración glomerular f. Excreción de Na

mona participa y explique cómo afecta el transporte. 3. Indique el sitio de acción renal y la sustancia que regulan los siguientes compuestos: a. Aldosterona b.ADH c. Angiotensina 11 d. Prostaglandinas e. Renina f. Eritropoyetina

4. Un paciente experimenta diarrea grave durante varios días. Describa el efecto de la pérdida de sodio y agua

S. ¿Qué efecto tiene el péptido natriurético auricular en d funcionamiento renal? ... 6. Un hombre de 23 años con enfermedad de células falciformes experimenta varias crisis de células falciformes. La <'leterminación de proteínas en orina de 24 horas se eocuentra dentro de límites normales. Sin embarg~. se observa que la osmolalidad y gravedad específicas de la orina de 24 horas es baja. ¿Qué indican estas observ¡.. ciones de laboratorio? 7. Describa el mecanismo de contracorriente.

: A PITUL O

19

Carole Ann Allston

Compuestos nitrogenados no proteicos y funcionamiento renal

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE • Enumerar los onolltos de nitrógeno no proteico y definirlos.

• Describir lo flslopotologío y los anormalidades de laboratorio en los siguientes enfermedades renales: glomerulonefrltls, síndrome nefrótlco, síndrome nefrítico, Insuficiencia renal agudo, enfermedades tubulolntersticioles e Insuficiencia renal crónico.

• Describir lo fuente, el metabolismo y el significado clínico de los onolltos de nitrógeno no proteico. • Indicar los rangos de referencia aceptables poro onolltos de nitrógeno no proteico. • Describir los principios y precauciones de los procedimientos analíticos que se utilizan poro medir los onolltos de nitrógeno no proteico. • Correlacionar los valores de nitrógeno ureico sanguíneo y creotlnino con las alteraciones del funcionamiento renal.

CONTENIDO DEL CAPITULO ANALITOS DE NITROGENO NO PROTEICO Introducción Urea Definición Origen Metabolismo Significado c línico Procedimientos anaiTtlcos

Creotlno • Describir los procedimientos que se utilizan poro valorar lo filtración glomerulor, el flujo sanguíneo renal y el funcionamiento tubular.

Definició n y origen Significado c iTnlco Procedimientos anaiTtlcos

Creotlnlno • Explicar el principio de los pruebas de depuración y dar ejemplos. • Calcular lo depuración de creotlnlno.

Definición Origen y metabolismo Significado ciTnlco Procedimientos anafrtlcos

Acidoúrico • Explicar el significado de lo determinación de los siguientes parámetros .poro valorar enfermedades renales: protelnurlo, hematuria y mlogloblnurlo o hemogloblnurlo.

Definición y origen Metabolismo Significado ciTnlco Procedimientos anaiTt1cos

370 • QUIMICA CLINICA

Amoniaco Origen Metabolismo Slgnlflcado cfinlco Procedimientos anafitlcos

VALORACION DEL FUNCIONAMIENTO RENAL Pruebas de depuración Depuración de lnullno Depuración de creatlnlna Depuración de p-amlnohlpurato

Pruebas de funcionamiento tubular Fenolsulfonftaleína

MJcrogJobul/na beto2 Pruebas de concentración Peso específico (concentración) Osmolalldad Prueba de concentración de Flshberg Determinación de sodio en orina

Protelnurla Hematuria Mlogloblnurla o hemogloblnurla Análisis de orina Análisis de orina cltodlagnóstlco

compuestos del organismo. Por tanto, las pruebas para detectar estas sustancias en el laboratorio clínico constituyen parte integral de la valoración médica del estado renal del paciente. Hay.. más de 15 compuestos de nitrógeno no proteico en ~1 plasma. El nitrógeno ureico constituye cerca de 45% del total. Otros compuestos y sus porcentajes de nitrógeno no proteico total en plasma incluyen aminoácidos (20% ), ácido ureico (20%), creatinina (5%), creatina (1 a 2%) y amoniaco (0.2%). Hasta principios de la década de los años 60 la determinación de nitrógeno no proteico total se utilizaba ampliamente como índice del funcionamiento renal. Sin embargo, se ha observado que este dato no proporciona más información que una determinación aislada de urea, con excepción de casos de insuficiencia hepática en presencia de enfermedad renal cuando la relación del nitrógeno no proteico con respecto a urea es bastante grande debido a que el hígado tiene menor capacidad para sintetizar urea y efectuar la desathinación de aminoácidos. 1 El nitrógeno no proteico en sangre es aproximadamente 75% más alto que el valor plasmático, debido al contenido de glutatión de los eritrocitos. 2

UREA

APLICACIONES CLINICAS Enfermedades renales Enfermedad vascular Enfermedades glomerulares Glomerulonefrltls Síndrome nefrótlco Síndrome nefrítico Insuficiencia renal aguda Insuficiencia renal aguda prerrenal Insuficiencia renal aguda lntrarrenal Insuficiencia renal aguda posrenal Enfermedades tubulolnterstlclales Insuficiencia renal crónica

Cistitis Cálculos renales Trasplantes RESUMEN

----r--------ANALITOS DE NITROGENO NO PROTEICO

INTRODUCCION La fracción sérica de nitrógeno no proteico (NPN) está formada del nitrógeno presente en todos los compuestos nitrogenados a excepción de las proteínas. El riñón desempeña una función fundamental para eliminar la mayoría de estos

Definición

Antiguamente se utilizaba la determinación de nitrógeno no proteico y nitrógeno ureico sanguíneo (BUN) para estimar la tasa de filtración glomerular (TFG) debido a las dificultades para la determinación de creatinina en suero. 3 Existe una relación directa entre los niveles de nitrógeno ureico y la tasa de filtración glomerular, aunque otros factores influyen también en los niveles del nitrógeno ureico en el organismo, incluyendo el consumo de proteínas en la dieta, el estado del metabolismo de nitrógeno, el estado de hidratación del paciente y la presencia de hemorragia gastrointestinal. Sin embargo, a pesar de sus limitaciones, los niveles de nitrógeno ureico permiten predecir en forma burda la insuficiencia renal sintomática y constituyen una ayuda diagnóstica para diferenciar entre las diversas causas de insuficiencia renal.

Origen

El principal origen de la urea es la descomposición metabólica de las proteínas y aminoácidos de la dieta. Una fracción importante de las proteínas se transforma en urea y se excreta en los riñones. La síntesis de urea se lleva a cabo en el hígado mediante el ciclo de la urea. La cuarta parte de la urea se metaboliza en los intestinos para formar amoniaco y dióxido de carbono mediante la actividad de la flora bacteriana normal. Posteriormente este amoniaco se resorbe a través del sistema portal y se convierte de nuevo en urea en el hígado.

COMPUESTOS NITROGENADOS NO PROTEICOS Y FUNCIONAMIENTO RENAL 19 • 371

Metabolismo

La eliminación de la urea se verifica principalmente en el riñón a través de un proceso complejo que incluye filtración, secreción y resorción. Una cantidad muy pequeña de urea se excreta en el sudor humano y es degradada por las bacterias intestinales.2 La urea se filtra con libertad a través de los glomérulos. Más allá del túbulo contorneado proximal, el destino de la urea depende del estado de hidratación del paciente. Cuando éste se encuentra deshidratado, se reduce la depuración y excreción de urea. Durante la diuresis, la depuración y excreción de urea se incrementan. La alteración de la carga de nitrógeno también afecta la concentración de nitrógeno ureico sanguíneo. Para una tasa de filtración gl,omerular dada, el incremento de la carga de nitrógeno eleva los niveles de nitrógeno ureico. Esto ocurre en casos de metabolismo excesivo, como en el curso de enfermedades febriles, durante el tratamiento con corticosteroides o tetraciclina, cuando se ingieren grandes cantidades de proteínas o por absorción de sangre del conducto digestivo durante hemorragias gastrointestinales y en presencia de elevación de las hormonas tiroideas. 2 La reducción de la carga de nitrógeno también hace descender los niveles de nitróge:10 ureico. Se observa reducción de la carga cuando la perso::ta ingiere dietas con bajo contenido de proteína:' ~ durante la utilización de andrógenos y hormonas del crec1m1ento debido a su efecto anabólico. 2 Se cree que la reducción del nitrógeno ureico sanguíneo que se produce en el embarazo se debe a una aceleración de la tasa de filtración glomerular. 2 Debido al notable impacto que ejerce el descenso de la carga d e nitrógeno en los niveles de nitrógeno ureico sanguíneo, :Qs pacientes con enfermedades renales siguen dietas de res:ricción de proteínas para controlar los síntomas de uremia.

Significado clínico

.::1 deterioro de la función glomerular conduce a una eleva"ión de los niveles de nitrógeno ureico, aunque éstos no se de manera significativa hasta que la tasa de fil::ración glomerular desciende por debajo de 50% de. los niveles :rormales. También existen causas prerrenales de mcremento ce los niveles de nitrógeno ureico sanguíneo, incluyendo pro:,temas circulatorios en lo que se reduce el flujo de sangre al i ñón. En este tipo de afecciones la urea se filtra con menor áecuencia, por lo cual su nivel en sangre aumenta. Esto se observa en caso de insuficiencia cardiaca congestiva, cho..:ue, hemorragia, deshidratación y reducción notable del vo.~men sanguíneo. También se observan incrementos cuando ti metabolismo de proteínas se altera debido a que la dieta es .!.Ita en proteínas, a la presencia de fiebre, enfermedades ~ra­ Yes y por la tensión. Algunas causas posrenales de elevactón :e los niveles del nitrógeno ureico sanguíneo incluyen obs:..-ucción del flujo de orina en cualquier región del sistema ::rinario, a consecuencia de cálculos renales, tumores de la ejiga o de la próstata e infecciones graves. . El examen de la relación entre el nitrógeno uretco y la :::·e atinina permite comprender el estado renal del pacient~ y !S útil para diferenciar entre las diversas cau~?s de r~du,cctón .;e la tasa de filtración gloinerular. La relac10n de mtrogeno ::eico sanguíneo:creatinina (BUN:creat) va de 10:1 a 15:1 en ~ncrementan

enfermedades renales intrfusecas con equilibrio estable de hidrógeno y nitrógeno. Cuando la reducción de la tasa de filtr~­ ción glomerular es resultado de causas prerrenales como deshidratación o hemorragia intestinal grave, la depuración de urea generalmente se reduce en mayo r grado que la de creatinina. Por tanto la relación BUN:creat se incrementa hasta 20:1 o 30: l. Esto se debe en parte a que la resorción tubular de urea aumenta ante una reducción de la tasa de ftltración glomerular. La reducción de la relación es menos frecuente, pero se observa durante la diálisis renal porque la urea se dializa con más facilidad que la creatinina. También se · observa reducción de la ración en pacientes que ingieren dietas con bajo contenido proteico, en casos de diarrea o vómito grave y como resultado de insuficiencia hepática. Procedimientos analíticos

Las muestras de elección para determinar los nivele~ de nitrógeno ureico son plasma y suero, aunque también se utiliza orina y la mayoría de los líquidos biológicos. Es necesario despróteinizar la sangre entera para eliminar la interferencia calorimétrica de la hemoglobina. El nivel de nitrógeno ureico en sangre entera es algo inferior porque su contenido de agua es bajo en comparación con el plasma. Las muestras para determinación de nitrógeno ureico deben analizarse pocas horas tras su recolección o refrigerarse para evitar la pérdida de la urea mediante la acción bacteriana. Esto es de particular importancia al analizar muestras de orina. Los laboratorios europeos expresan la urea como tal, mientras que en Estados Unidos los valores se expresan como nitrógeno ureico. El valor de urea se calcula a partir del valor del nitrógeno ureico que se obtiene porque el nitrógeno de la urea pesa 28 daltons. El nitrógeno ureico total pesa 60 daltons; por tanto, el nitrógeno ureico se transforma en urea multiplicando por 60128, o sea, por 2.14. . El método que se utiliza con mayor frecuencia para analizar el nitrógeno ureico es un proceso de dos pasos en que se usa la reacción de Berthelot o el complejo Nessler. El primer paso de ambas reacciones es hidrolizar la urea a carbonato de amonio utilizando ureasa.

o 11

H 2N - C- NH 2

+ 2H20 + H+ ~

(NH4)2C03 + H + ~ 2NH4 + HC03-

La reacción de Berthelot consiste en añadir a la muestra NaOCI y fenol en medio alcalino, con nitroprusiato de sodio como- catalizador, para formar indofenol, que se determina fotométricamente.

OH HN 3

Ó

+ NaOCI + 2 ~

Hipoclorito de sodio

1

NaOH - N- a-,1' c(_ - C_N_ hN -(-c> )

Indofenol (azul)

372 •

QUIMICA CLINICA

La adición del complejo de Nessler, un compuesto doble de yodo, provoca la formación de un color que va de amarillento a café naranja. Se cree que la reacción que se efectúa es la siguiente:

CREATINA

CH3

•

1 '

H zC-N 1

O=C

1

Se observa interferencia con las reacciones mencionadas (de Nessler y Berthelot) cuando hay incremento de los niveles de amoniaco y lipemia. La reacción de Fearon es una reacción directa de la urea con diacetilo para formar un cromógeno colorido, que se cuantifica por fotometría, eliminando así la interferencia por el incremento de los niveles de amoniaco.

CH3

CH3

1

1

C=O + HzO ~ C=O + HONHz 1

1

C=NOH

C=O

1

1

CH3

CH3

(Diacetilmonoxima)

(Diacetilo)

CH3

CH3

1

HO NH2 Definición y origen

La creatina se sintetiza en el hígado y el páncreas a partir de tres aminoácidos: arginina, glicina y metionina. Tras la síntesis, la creatina se difunde al sistema vascular y llega a diversas células, particularmente las musculares, en donde experimenta fosforilación. El fosfato de creatina sirve como compuesto de alta energía y se transforma con facilidad i tJi. fosfato de adenosina (ATP) en los músculos y otros tejidos. La creatina y el sulfato de creatina constituyen en toul aproximadamente 400 mg/100 g de músculo fresco. 1 Tan~ la creatina como el fosfato de creatina se transforman. espontáneamente en creatinina a una tasa de aproximadamente 2~ diario. La creatina se filtra en los glomérulos, pero se resorbe en su mayor parte en el túbulo contorneado proximal; ¡x:r tanto, se observa muy poca excreción de creatina en orina.

1

1

C=O 1

C=O + 1

(Hidroxilanúna)

1

C=NH

CH3

C=N

NHz 1

C= O + 2H20

C=O~ 1

NHz

(Diacetilo) (Urea)

Significado clínico

1

H+

1

CH3=N (Derivado diazfnico)

El rango de referencia para el nitrógeno ureico sanguíneo es 8 a 26 mg/100 ml. 2 No obstante que el valor esté dentro de este rango no implica que no haya afecciones del funcionamiento renal. Si el paciente tiene nivel de 12 mg/100 mi y dicho nivel se incrementa a 24 mg/100 mi en un estado estable de hidratación y consumo proteico, es muy probable que experimente reducción significativa del funcionamiento renal sin importar que el nivel esté dentro del rango de referencia. En el cuadro 19-1 se presenta una lista de datos generales con respecto a niveles de nitrógeno ureico sanguíneo y valoración del funcionamiento renal. 4

Las concentraciones de creatina en suero o plasma_y la e..creción de creatina en orina se incrementan significati,,_ mente en afecciones que provocan necrosis o atrofia muse. lar esquelética. 2 No se observa elevación de los niveles ca disfunciones renales. Procedimientos analíticos

tina presente en suero en creatinina, mediante a un pH ácido. El nivel de la creatinina que se originalmente en el suero se resta del nivel medido. Se encontrado que este método tiene baja precisión, ya que calentamiento provoca formación de otros cromógenos pecíficos. Por la falta de precisión, la mayoría de los torios no efectúa este tipo de pruebas y recomienda el sis de creatincinasa cuando se sospechan daños

Cuadro 19-1. Interpretación de los valores de nitrógeno ureico en suero Interpretación

Nitrógeno ureico sanguíneo 8-26 mg/ 100 mi (1.3-4.3 mmoi urea/L)

Rango de referencia

<8-10 mg/100 mi (<1.3-1 .7 mmol urea/L)

Sobrehidratación

50-150 mg/100 mi (8.3-·24.9 mmol urea/L)

Más allá de la variación que se espera a partir del flujo de orina o la carga de nitrógeno implica afecciones de la tasa de filtración glomerular

150-250 mg/100 mi (24.9-41.5 mmol urea/L)

Evidencia concluyente de afección renal grave

COMPUESTOS NITROGENADOS NO PROTEICOS Y FUNCIONAMIENTO RENAL 19 • 373

La hemólisis afecta los valores de creatina en un 100 a 200 por ciento.

CREATININA

Definición

::..a creatinina es un producto de desperdicio que se deriva de ~eatina

y fosfato de creatina. Es el anhídrido que se forma :uando la creatina pierde una molécula de agua y el fosfato :e creatina pierde una molécula de ácido fosfórico. La reac:ión se verifica de manera espontánea.

Origen y metabolismo ~rca

mucho más confiables que las de nitrógeno ureico, principalmente debido a la relativa independencia de las proteínas que se ingieren en la dieta, al grado de hidratación del pa• cien te· y al metabolismo proteico. Los niveles de creatinina sérica varían menos de 10% diario en sujetos normales.5 Sin embargo, la creatinina sérica es poco útil para detectar graves afecciones de la tasa de filtración glomerular. Con frecuencia los valores no se encuentran por encima del límite superior de la normalidad hasta que se pierde de la mitad a las dos terceras partes del funcionamiento. Si se requiere más sensibilidad, se recomienda efectuar prueba de depuración de creatinina o depuración de inulina. Para ilustrar la falta de sensibilidad de la creatinina sérica para la detección de leves afecciones del funcionamiento glomerular se presenta el siguiente ejemplo: Un paciente tiene una tasa de filtración glomerular basal de 120 mUminuto y un valor de creatinina sérica efe 0.5 mg/100 ml. La tasa de filtración glomerular se reduce a 60 mi/minuto, lo que representa una pérdida de 50% del funcionamiento y la creatinina sérica se eleva a 1.0 mg/100 mi. Desde el punto de vista teórico la creatinina ~rica de 1.0 mg/100 mi se encuentra dentro de límites aceptables y si fuese un valor aislado se consideraría que refleja funcionamiento glomerular normal, sin embargo, representa en realidad una pérdida de 50% de los nefrones.

de 2% de la creatina se transforma en creatinina cada : 4 horas. El contenido de creatina del organismo es propor:ional a la masa muscular; por tanto, el nivel de creatinina !':1 el cuerpo también es proporcional a la masa muscular. La ::-Jnsformación de creatina en creatinina se verifica a mayor ':locidad·en solución ácida o alcalina. La creatinina se retira del plasma casi en su totalidad ~ la filtración glomerular, con una pequeña contribución :.::secreción en los túbulos. No se produce resorción de crea::::lina en los túbulos renales. La orina contiene significativa=:ente más creatinina que creatina por la diferencia del pro=:so renal.

El caso anterior ilustra que el valor normal de una persona puede representar una pérdida significativa del funcionamiento renal en otro paciente. La mayoría de los expertos indica la conveniencia de determinar la línea basal de tasa de filtración glomerular mediante una prueba de depuración de creatinina, para después utilizar la creatinina sérica con el fin de observar modificaciones en la tasa de filtración glomerular. Aunque es necesario tener en cuenta las limitaciones de las pruebas de creatinina, el cuadro 19-2 es una guía básica para interpretar valores de creatinina sérica de tipo aleatorio.4

Significado clínico

Procedimientos analíticos

5.! sabe que la determinación de niveles de creatinina sérica _ nstituye un índice de utilidad para el funcionamiento re' principalmente respecto a la filtración glomerular, debía la constancia con que se forma y se excreta. Se ha ob.,;e;vado que las determinaciones de creatinina sérica son

La reacción de Jaffe que se desarrolló en 1886 es uno de los métodos que se utilizan para determinar el nivel de creatinina en orina, plasma o suero. En esta reacción se utiliza ácido pícrico en solución alcalina, el cual se combina con la creatinina y forma un tautómem rojo de picrato de creatinina. El

Cuadro 19-2. Interpretación de los valores de depuración de creatlnlna Valor de creatinina en suero

Interpretación

~

mg/100 mi (354 J.UnOIIL)

Reducción de la tasa de filtración glomerular a 15·20% de lo normal

~

mg/100 mi (707 J.UTlOIIL)

Reducción de la tasa de filtración glomerular a 6-1 0% de lo normal

Incrementos

a 3 mg/1 00 mVdía (88·265 J.UnOI/lJd)

Falta total de funcionamiento glomerular

<' mg/100 mVdfa (<88 J.UnOI/lJd)

El funcionamiento glomerular no ha desaparecido en su totalidad

...3mg/100 mVdfa (>265 J.UnOI/lJd)

Aumento de la liberación de creatinlna al plasma; se observa junto con necrosis muscular

37.. • QUIMICA CUNICA

Cuadro 19·3. Rangos de referencia para la creatlnlna sérlca Suero

Hombres adultos

Mujeres adultas

Creatinina*

0.9-1.5 mg/100 mi (80-133 ¡.¡moi/L)

0.8-1.2 mg/100 mi (71-106 ¡.¡moVL)

Creatinina (verdadera) Creatininat

0.6-1.2 mg/100 mi (53-1 06 ¡.¡moVL) 0.17-0.50 mg/100 mi (13-38 ¡.¡moVL)

0.5-1 .O mg/1 00 mi (44-88 ¡.¡moVL) 0.35-0.93 mg/100 mi (27-71 ¡.¡moi/L)

Creatinina

1.0-2.0 g/día (86-17.7 mmolldía)

0.8-1.8 g/día (7.1-15.9 mmol/día)

Creatina

0-40 mg/dfa (0-305 ¡.¡mol/día)

0-80 mg/dfa (0-609 ¡.¡mol/día)

El rango de referencia para la creatinina también se relaciona con el peso corporal total. El rango de referencia es de 21 a 26 mglkg de peso corporal/24 horas para varones adultos y de 16 a 22 mglkg de peso corporal/24 horas para mujeres adultas (cuadro 19-3). 2 El ejercicio excesivo y la dieta con alto contenido de carne incrementan la excreción de creatinina. En el cuadro 19-4 se indican los rangos de referencia para la creatinina en niños. Debido a la labilidad de la creatina y la creatinina, se aconseja analizar muestras frescas.

Orina

ACIDO URICO

*Incluye cromógenos inespecíficos. tNiveles elevados de creatinina que se observan en niños y mujeres 2 embarazadas.

problema más importante que plantea el método de Jaffe original es la reacción del reactivo con cromógenos distintos a la creatinina, incluyendo ascorbato, piruvato, acetona y glucosa. En la actualidad existen dos alternativas disponibles para mejorar la especificidad de la reacción: l. El reactivo de Lloyd (silicato de aluminio) elimina la creatina de un filtrado libre de proteína pero no se adapta con facilidad a métodos automatizados. 2. La determinación de la tasa de reacción es eficaz para reducir las sustancias que interfieren, aunque los niveles elevados de cetoácido alfa que se presentan en cetoacidosis diabética siguen ocasionando valores falsamente altos.

Se ha demostrado que la elevación de los niveles de bilirrubina causa falsa reducción de los valores. 1 Otra alternativa a la reacción de Jaffe para determinar creatinina es la introducción relativamente reciente de un ensayo enzimático. La siguiente reacción se lleva a cabo mediante una serie de pasos catalizados por la creatininasa, la creatinasa y la oxidasa de sarcosina: Creatinina + H20

Amidohidrolasa

Deflnlcl6n y origen

El ácido úrico es un producto de desecho que se deriva' de la oxidación de bases séricas. La conversión de purinas en ácido úrico se efectúa principalmente en el hígado. Casi todo d ácido úrico en el plasma (96.8%) se encuentra en forma de urato monosódico.

Metabolismo

Los uratos plasmáticos se filtran totalmente en los glomér. los. Tanto la resorción tubular proximal como la secrecit. tubular distal afectan el nivel de uratos que se excreta en d riñón. La depuración renal de uratos es inferior a 10% de .. filtrado, lo que indica que la mayoría de los uratos que J.1e.. gan a los túbulos se resorbe. La excreción urinaria de ácid. úrico constituye de dos terceras a tres cuartas partes de la acreción diaria de ácido úrico, aunque se ha demostrado qar los triglicéridos, los cuerpos cetónicos y el ácido láctico co~ ten por los sitios de excreción en los túbulos renales.7 El~ to del ácido úrico se secreta al aparato digestivo y es degradado por las enzimas bacterianas.

Creatina

de creatinina

Significado clínico Amidohidrolasa

Creatina + H 20 - - - - -

Sarcosina + urea

de creatina

Sarcosina + 0 2 -

Oxidasa - -- -

de sarcosina

La insuficiencia renal crónica avanzada produce un mento progresivo del nivel de ácido úrico en el plasma a la reducción de la depuración renal. La depuración de do úrico pyede ser mayor o menor que la depuración de nina de acuerdo con las tasas de resorción y secreción.

Glicina + Formaldehído + ~0 2 Cuadro 19-4. Rangos de referencia para creatlnlna en nlrw. Peroxidasa

H20 2 + Tinte -----~Tinte colorido + H2 0 Lente y Suit predicen que los análisis enzimáticos constituirán el método de elección ep el futuro porque son menos susceptibles a la interferencia de cetoácidos y antibióticos del tipo de las cefalosporinas.6

2 semanas a 12 meses

0.2-o.5 mg/1 00 mi (18-35 ¡.unoVL)

1-5 años

0.3-Q.6 mg/1 00 mi (26-53 ¡.unoVL)

6-12 años

0.5-o.S mg/100 mi (18-71 ¡.unoVL)

13-18 años

0.6-1.1 mg/100 mi (53-97 ¡.unoVL)

COMPUESTOS NITROGENADOS NO PROTEICOS Y FUNCIONAMIENTO RENAL 19 • 37!

Otros factores que afectan la excreción de uratos incluyen diversos fármacos que actúan sobre las vías de transporte; los diuréticos tiacídicos, el probenecid y la fenilbutazona incrementan la excreción de uratos. Los salicilatos a dosis bajas reducen la excreción de uratos y la incrementan a dosis altas. La reducción del volumen del líquido extracelular estimula la resorción de ácido úrico y por tanto reduce su excreción. La gota es una afección clínica que se caracteriza por hiperuricemia, depósitos de uratos insolubles en los tejidos, ataques recurrentes de artritis, nefropatía y nefrolitiasis. La gota puede ser primaria o secundaria. Se cree que la gota primaria se origina por un error congénito del metabolismo con respecto a la síntesis de ácido úrico o su excreción. Algunas manifestaciones secundarias de gota se observan en enfermedades renales azoémicas, en cuyo caso la hiperuricemia se debe a una reducción de la tasa de filtración glomerular y de la secreción tubular; también se observan manifestaciones tras el incremento de la producción de nucleoproteínas y el catabolismo celular, como ocurre en casos de leucemia y durante el uso crónico de fármacos quimioterapéuticos. En la enfermedad de Wilson y el síndrome de Fancony se observa reducción de los niveles de ácido úrico y probablemente se deba a defectos en los túbulos renales que produzcan un incremento de la excreción de uratos en orina. En el cuadro 19-5 se indican los rangos de referencia para ácido úrico.

Cuadro 19-5. Rangos ele referencia para ácido úrico (por el método ele fosfotungstato)

4.0-8.5 mg/1 00 mi en varones (0.24-0.48 J.UTIOVL) 2.7-7.3 mg/100 mi en mujeres (0.16-0.43 J.UTIOVL)

También se libera amoniaco en las reacciones metabólicas que se verifican en el músculo esquelético durante el ejercicio. Metabolismo

Las células del parénquima hepático utilizan amoniaco para producir urea. Significado clínico

A diferencia de otras sustancias nitrogenadas no proteicas, los niveles de amoniaco son independientes del funcionamiel1to renal. En consecuencia, no son útiles para estudiar las enfermedades renales. Los niveles de amoniaco se elevan en enfermedades hepáticas graves cuando el funcionamiento de las células del parénquima se ve gravemente afectado y no se recupera amoniaco de la circulación. El amoniaco se describe más a fondo en el capítulo sobre funcionamiento hepático (cap. 15).

Procedimientos analíticos La mayoría de los métodos para determinar ácido úrico se basan en el principio de que éste se oxida fácilmente a alantoína, la cual funciona como agente reductor en reacciones químicas. El método de Carraway se basa en la oxidación de ácido úrico y posterior reducción del ácido fosfotúngstico con azul de tungsteno, el cual se determina a 710 nm. Acido úrico + H 3PW 120 40 + 0 2

~

Acido fosfotúngstico

Alantoína + C02 + Azul de tungsteno Otros métodos utilizan uricasa para catalizar la adición de ácido úrico a alantoína con producción de peróxido de hidrógeno. Acido úrico

Uricasa

Alantoína + H202 + C02

La reducción de absorbancia se determina a 293 nm y ésta es directamente proporcional al contenido de ácido úrico de la muestra.

AMONIACO

Origen El amoniaco surge de la desaminación de aminoácidos que se efectúa principalmente" por la acción de enzimas digestivas y bacterianas sobre las proteínas en el aparato digestivo.

Procedimientos analíticos En el capítulo 15 se describe la metodología.

---~-------V ALORACION DEL FUNCIONAMIENTO RENAL La valoración del funcionamiento renal se divide en tres categorías. La primera es la valoración de la filtración glomerular. Es fundamental determinar la tasa de filtración glomerular porque esta función se correlaciona mejor con la capacidad de los riñones para preservar la composición de los líquidos del organismo. El segundo tipo de pruebas valora el flujo sanguíneo renal. Los riñones reciben la cuarta parte del gasto cardiaco, lo que se traduce a un flujo de 1 200 ml de sangre por lninuto. Para que los riñones conserven una homeostasis adecuada es necesario que el flujo sanguíneo sea suficiente. El último conjunto de pruebas se refiere al funcionamiento tubular. La determinación de este funcionamiento es más compleja que la de la filtración glomerular y el flujo sanguíneo renal debido a las diversas funciones que realizan los túbulos. La determinación del manejo renal de sustancias que normalmente secretan los túbulos, las pruebas de concentración y la determinación de niveles de sodio y microglobulina bet~ en orina ayudan a determinar anormalidades en este

376 • QUIMICA CLINICA

sistema. La valoración de proteinuria, microalbuminuria, hematuria y hemoglobinuria o mioglobinuria constituye una gran ayuda para determinar la integridad renal. A continuación se da una breve sinopsis del análisis de orina y el análisis citodiagnóstico para completar la sección de pruebas de funcionamiento renal. PRUEBAS DE DEPURACION

Las pruebas de depuración renal proporcionan información importante con respecto a la eficacia de los riñones para llevar a cabo sus funciones de excreción. 8 Se utilizan sustancias cuyo mecanismo de procesamiento renal es conocido para evaluar la eficacia del riñón para efectuar determinadas funciones (p. ej., filtración glomerular o secreción tubular). Las pruebas de depuración son las más precisas en la actualidad y permiten detectar daños glomerulares difusos de tipo leve a moderado. La depuración de una sustancia se define como el volumen de plasma del cual puede eliminarse totalmente determinada cantidad de sustancia a la orina por unidad de tiempo. Por ejemplo, la concentración de la sustancia A en sangre es 10 mg/100 mi y la cantidad que se excreta en orina en una hora es 900 mg. En un minuto se excretan 15 mg (900 mg/60 minutos), lo que corresponde a una tasa de depuración de 15/10 por 100 ml o sea que se depuran 150 mi de sangre de la sustancia A por minuto. La depuración de una sustancia depende de su concentración plasmática y de su tasa de excreción, lo que depende de la tasa de filtración glomerular y del flujo plasmático renal. Para que la depuración de una sustancia sea aproximadamente igual a la tasa de filtración glomerular es necesario que ésta se filtre con libertad y sin alteraciones cuando llega a los túbulos (que no experimente secreción, resorción, síntesis o degradación). La depuración de la sustancia X se calcula mediante la siguiente fórmula: Depuración (X)= U x VIP en donde U es la concentración de orina de X mg/100 ml; P es la concentración plasmática de X mg/1 00 ml, y V es el flujo de orina en ml/minuto. Depuración de lnullna

La inulina, un azúcar de polifructosa, cumple las condiciones de ser una sustancia que el riñón maneja de tal manera que su depuración es aproximadamente igual a su tasa de fil-, tración glomerular. La inulina se filtra libremente en los glomérulos sin secreción o resorción en los túbulos renales. La principal ventaja de la prueba de depuración de inulina es que ésta es una sustancia exógena y debe introducirse al organismo mediante canalización intravenosa. Por este motivo la prueba de depuración de insulina casi nunca se efectúa aunque sigue siendo un estándar invaluable para establecer rangos de referencia. Otra sustancia que permite obtener estimaciones casi idénticas de tasa de filtración glomerular a las de la inulina es el (1 25!) isotalamato y en algunas situaciones ya ha reem-

plazado a ésta. Permite obtener la misma información, pero se administra con mayor facilidad. ~Depuración de creatlnlna

Las pruebas de depuración de creatinina son las que se efectúan con mayor frecuencia para valorar la tasa de filtración glomerular. La variación de la creatinina en una persona de un día a otro es bastante baja. La creatinina se filtra con libertad en los glomérulos pero es una sustancia poco ideal porque hay una contribución baja a su excreción en orina procedente de secreciones tubulares. Debido a la secreción es probable que la tasa de filtración glomerular se sobreestime hasta en 15% en individuos normales si se basa en la depuración de creatinina. 9 En estados de proteinuria grave, la secreción de creatinina se incrementa en forma notable y la tasa de filtración glomerular puede sobreestimarse hasta en 100%. A medida que la tasa de filtración glomerular se aproxima a 1Omi/minuto la depuración de creatinina constituye una medida menos precisa de dicha tasa de filtración. 10 Uno de los problemas más significativos que su¿:ge al emplear la prueba de depuración de creatinina es que no se recolecte de manera correcta la muestra de orina de 24 horas. Muchas muestras de este tipo están incompletas a pesar de las explicaciones cuidadosas con respecto al método adecuado de recolección. Un método que se utiliza con frecuencia para determinar si la recolección se realizó de manera correcta consiste en determinar el contenido total de creatinina en orina, el cual debe corresponder aproximadamente a una producción de creatinina de 20 mg/kg/día. Otra fuente de error adicional con respecto a la prueba de depuración de creatinina es el análisis de Jaffe para creatinina, ya que en él no se distingue entre creatinina verdade.ra y cromógenos distintos a ella. Como estos cromógenos distintos a la creatinina son inestables muchos expertos consideran que debe efectuarse más de una determinación de creatinina sérica durante el periodo de recolección con el fm de reducir al mínimo las interferencias. La depuración de creatinina que se determina siempre debe corregirse para un área de superfice promedio de 1.73 m2 en adultos. El uso de este factor de corrección permite normalizar las diferencias en masa muscular de los individu~ La determinación del área superficial (AS) se toma de nomogramas publicados o se calcula mediante la fórmula de DuBois:11 AS =P(kg)0.425 x Jfl725 x 0.007184 en donde· P se expresa en kilogramos; para transformar libras a kilogramos se multiplica por 0.45; y Hes la altura ea centímetros; para transformar pulgadas a centímetros se multiplica por 2.54. La fórmula para depuración de creatinina (CC) que se deriva de la fórmula de depuración general y en la cual se aplica la corrección de área superficial es:

U~r V X+ X~~3 = CC (ml/minuto/ 1.73 m2)

COMPUESTOS NITROGENADOS NO PROTEICOS Y FUNCIONAMIENTO RENAL 19 • 377

Cuadro 19-6. Rangos de referencia para depuración de creatlnlna

Población Mujeres > 12 años Varones > 12 años Lactantes

Valor de depuración de creatinina 7Q-130 mi/minuto (0.67-1.25 mllsegundo/m 10

75-14Ó mllminuto

2

(0.72-1.35 ml/segundo/m2

12

2-30 días•

4Q-58 mi/minuto (0.39-0.56 ml/segundo/m2

1-6 meses•

57-97 mi/minuto {0.56-0.93 mllsegundo/m2

7-12 meses•

81-125 mi/minuto (0.78-1.20 ml/segundo/m2

Niños 2

1-3 años•

96-138 mi/minuto (0.92-1.33 ml/segundo/m

4-12 años•

122-154 mi/minuto {1.17-1.48 ml/segundo/m 2

• Valores corregidos para 1.73 m2 de área superficial.

en donde U= concentración de creatinina en orina (mg/100 ml); V= volumen de orina (ml); Pcr = concentración de creatinina plasmática (mg/100 ml); t =tiempo en minutos; AS = área superficial del paciente en metros cuadrados. La tasa de filtración glomerular alcanza un máximo durante la tercera década de vida. Después de los 30 años esta tasa se reduce 1 ml/minuto/año. 9 En el cuadro 19-6 se indican los rangos de referencia para depuración de creatinina. La creatinina sérica no muestra un incremento simultáneo, ya que la producción de creatinina disminuye con la edad debido a la reducción de masa muscular. El resultado final de esta relación es que los individuos de 20 a 90 años tienen un va1or relativamente constante de creatinina en suero. Algunos autores indican que es conveniente estimar la depuración de creatinina de manera rápida en la habitación del paciente, ya que así se obtienen valores muy próximos a la prueba de depuración de laboratorio. 11 Este va1or se obtiene aplicando la siguiente fórmula: (Edad-20) 98-16 20 ce (estimado)= _ _ _ _-=..:::e_ _ Pcr

t n donde Pcr = creatinina plasmática en mg/100 mi.

obtener una determinación más precisa del flujo sanguíneo renal. El p-aminohipurato (PAH) es una sustancia con tasa alta de extracción que se utiliza para estimular el flujo sanguíneo renal. También se utiliza yodopiracet y ortoyodoh, purato. La secreción tubular de PAH ocurre en el túbulo contorneado proximal con resorción despreciable. La depuración de PAH a concentraciones plasmáticas inferiores a 10 mg/100 ml es de cuatro a cinco veces más alta que la de inulina, lo que indica un tasa de extracción de 90%.4 La depuración normal de PAH es de 580 a 600 ml/minuto, lo que corresponde a un flujo plasmático renal de 650 a 730 mi/minuto. El flujo sanguíneo renal se calcula a partir del flujo plasmático renal (RPF) mediante la siguiente fórmula: RBF = RPF/(1 - Hct) La determinación de la depuración de PAH aporta datos de utilidad clínica cuando el mecanismo de secreción renal se encuentra intacto; no obstante, estos valores son menos confiables en casos de insuficiencia renal, ya que la tasa de extracción de PAH se modifica como resultado de factores independientes del flujo sanguíneo. Las pruebas de depuración de PAH también tienen limitaciones en casos de carga salina, en vasodilatación rena1 inducida por acetilcolina y durante estados de anuria. 4

Depurcclón de p-cmlnohlpurcto

:..os estudios de depuración también se utilizan para estable;:er la tasa del flujo sanguíneo renal (RBF). La cuarta parte ::el gasto cardiaco fluye a través de las arterias renales. Este :"ujo sanguíneo es regulado por la presión arterial y la resis:encia vascular renal. En condiciones normales los sistemas ..:e autorregulación mantienen un flujo sanguíneo renal relati'
PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO TUBULAR

Fenólsulfonftaleínc

La fenolsulfonftaleína (PSP) es una sustancia exógena que se emplea para evaluar el funcionamiento secretorio de los túbulos. Se inyecta PSP, que es un indicador de pH por vía intravenosa hasta establecer un nivel estable. La PSP se enlaza con la albúmina plasmática; por_tanto, muy poco tinte se filtra en los glomérulos. La mayotía de la PSP se secreta en los tú bulos (94% ). La excreción de PSP refleja el flujo plasmático renal y el funcionamiento tubular.

378 •

QUIMICA CLINICA

Cuando la función de secreción del riñón se encuentra intacta, de 25 a 50% de la cantidad que se inyecta se secreta y excreta en los primeros l5 minutos y 15 a 25% adicional en los siguientes 15 minutos.13 Los resultados de estas dos primeras recolecciones de orina tienen mayor significado diagnóstico. Una fuente potencial de error de esta prueba es la retención de orina durante la recolección de la muestra, lo que provoca interpretaciones incorrectas.

Mlcroglobullna beta2

Estudios recientes demostraron que los niveles séricos y en orina de microglobulina bet~ (B2M) son indicadores sensibles del funcionamiento excretorio renal. Estos niveles son de particular utilidad para diagnosticar el rechazo de aloinjertos renales, la nefrotoxicidad por ciclosporinas y la infección por citomegalovirus. La B2M, una proteína de 11 800 daltons está presente en la superficie de todas las células nucleadas. La molécula atraviesa los glomérulos pero normalmente se resorbe en el túbulo contorneado proximal y se cataboliza en las células del epitelio tubular. Se observa un incremento de la excreción urinaria de esta proteína cuando hay daños en la estructura tubular con reducción de la resorción en los túbulos. 14 Se detectan incrementos de los niveles de B2M sérica en pacientes sometidos a hemodiálisis. Se ha demostrado que la formación de depósitos de B2M en los tejidos provoca la amiloidosis inducida por hemodiálisis. 14 En pacientes con insuficiencia renal crónica, los niveles séricos de B2M aumentan paralelamente con los niveles séricos de creatinina. Tras efectuar un trasplante, los niveles séricos de B2M se correlacionan bien con una mejoría de la tasa de filtración glomerular. Aunque aÍJn se están evaluando los datos obtenidos en investigaciones, aparentemente la prueba de B2M será muy útil para vigilar el funcionamiento renal en el laboratorio, en particular después de efectuar trasplantes renales.

Pruebas de concentración

El agua es el principal componente del organismo humano y constituye cerca de 60% del peso del cuerpo. Por su capacidad para excretar orina concentrada o diluida en respuesta a las necesidades del organismo, el riñón mantiene el equilibrio del agua. Uno de los métodos más sensibles para detectar afecciones renales es valorar los mecanismos de concentración y di" lución renal. Para que la orina se concentre es necesario que la tasa de filtración glomerular sea adecuada, al igual que el flujo plasmático renal, la masa tubular, y que las células tubulares renales estén saludables para el bombeo de sal en contra de gradientes electroquímicos. 5 Es de gran importancia valorar la capacidad de concentración para el diagnóstico de enfermedades crónicas del parénquima difuso (p. ej., glomerulonefritis crónica, pielonefritis crónica). En realidad, las afecciones de este funcionamiento con frecuencia se manifiestan antes de que se detecten' modificaciones en otras pruebas.l5

Desde el punto de vista clínico, las afecciones de la capacidad de concentración se manifiestan por nicturia y poliuria, y la tasa de excreción urinaria diurna/nocturna se modifica de los valores normales de 3:1 a 4:1 hacia 1:1. Otras • causas no.renales de poliuria y nicturia incluyen diabetes sacarina, diabetes insípida, hiperparatiroidismo, insuficiencia cardiaca congestiva temprana, hipertiroidismo 15 y uso de diuréticos.5 Las dietas con bajo contenido de sal y de proteínas afectan la capacidad de concentración porque limitan la excreción de sal y urea, que normalmente constituyen la mayor parte de los solutos de la orina. 16

PESO ESPECIFICO (CONCENTRACION)

La prueba que se efectúa con mayor frecuencia para valorar la capacidad de concentración renal es el peso específicq¡ El análisis del peso específico generalmente se incluye en el análisis rutinario de orina. Aunque la evaluación de éste proporciona información importante con respecto a la utilidad del análisis de orina, en general tiene valor limitado para valorar la capacidad de concentración del riñón a menos ~ ue se realice con sumo cuidado. El peso específico es la relación del peso en gramos por mililitro de un líquido del organismo en comparación con el del agua. El peso específico para una muestra aleatoria
COMPUESTOS NITROGENADOS NO PROTEICOS Y FUNCIONAMIENTO RENAL 19 • 379

servación se confirma demostrando la interferencia en la prueba de proteínas con ácido sulfosalicílico (floculación pesada) y la posible aparición de los cristales del material de contraste de rayos X en el análisis del sedimento.

•

OSMOLALIDAD

La osmolalidad de la orina también se mide para valorar la capacidad del riñón para concentrarla o diluirla y está sujeta a menos interferencias que la concentración. La osmolalidad mide el número de partículas presentes por unidad de solución. La osmolalidad de la orina va de 50 a 1 200 mOsm/L según del estado de hidratación del paciente y del consumo de líquidos. El valor de 50 mOsm/L sugiere supresión máxima de hormona antidiurética (ADH), mientras que el valor de 1 200 mOsm!L sugiere un máximo de estimulación de ADH. La osmolalidad plasmática es el principal regulador de la liberación de ADH y una variación de 1% suprime o estimula la secreción de ADH. 11 A menudo la osmolalidad en orina se mide con base en el concepto de que el punto de congelación de una solución se abate por debajo del agua dependiendo del número de partículas en solución (abatimiento del punto de congelación). La principal ventaja de este método con respecto al peso específico es que no se producen interferencias notables debido a la temperatura de la orina o la presencia en el medio de glucosa, proteínas o tinte de contraste para rayos X. 4 La utilidad clínica de las determinaciones aleatorias de osmolalidad aumenta al llevar a cabo la determinación si:nultánea de la osmolalidad en suero y en orina. Esto permite calcular la relación entre la osmolalidad en orina y la osmo!alidad en suero, y por tanto la depuración osmótica. 1 La de?uración permite valorar hasta qué grado el riñón ha concentrado el filtrado glomerular (cuadro 19-7).

PRUEBA DE CONCENTRACION DE FISHBERG

La prueba de Fishberg es la que más se emplea para determi:lar la concentración. Se permite que el paciente ingiera úni~ente 200 rnl de líquido cuando toma alimentos por la tarde. A continuación debe pasar 14 horas sin ingerir líquidos. Se recolectan muestras de orina a las 10, 12 y 14 horas del -,eriodo de restricción de líquidos y se procede a medir la os~olalidad por el peso específico de la orina. El peso especí:ico de una o más de las muestras debe ser mayor a 1.024. ::..a osrnolalidad de la orina debe ser mayor a 900 mOsmlkg. :..os valores por debajo de estas cifras indican reducción de la :apacidad de concentración del riñón. Algunas causas de va:"Ores anormales incluyen enfermedades renales crónicas, daSos al epitelio de los túbulos, síndrome de choque o afecciones :!el suministro hemático tubular. La capacidad de concentra:ión del riñón es la última función que regresa a la normali.:ad después de daños renales (p. ej., glomerulonefritis aguda). ::Sta prueba es poco confiable en presencia de desequilibrio pave de agua o electrólitos•• dieta con bajo contenido de pro:dnas o de sal, enfermedad hepática crónica, embarazo o fal:.J de cooperación del paciente.

Determinación de sodio en orina La determinación de sodio en orina es útil para comprobar el funcionamiento de los túbulos,_especialmente para diferenciar la insuficiencia renal aguda prerrenal y la necrosis tubular aguda. Esta prueba también ayuda a determinar si la hidratación es adecuada. Es necesario que se conserve la capacidad de variar la excreción urinaria de sal en valores 100 veces mayores para preservar un volumen constante de líquidos y la osmolalidad. La excreción de sodio en orina depende en último término del volumen de líquido extracelular. El sodio retiene agua en el líquido extracelular porque es uno de los principales constituyentes iónicos. Cuando se ingiere exceso de sodio se produce expansión de volumen y se requiere un incremento de la excreción de sodio para preservar la homeostasis. Si se pierde sodio (por vómito o diarrea) se reduce el volumen y desciende la excreción de sodio en orina. En las disfunciones tubulares que acompañan a la necrosis tubular aguda, los túbulos renales no pueden conservar el sodio; esta afección se denomina desperdicio de sodio. Por otra parte, en colapso renal agudo prerrenal los túbulos son G_apaces de conservar el sodio y la excreción del mismo en orina se reduce.

PROTEINURIA La determinación de la proteinuria tiene una participación fundamental para valorar el funcionamiento renal. La proteinuria es un signo de advertencia de la mayoría de las enfermedades renales. 4 Aparecen proteínas en orina por seis causas distintas: 18 l . Cambio en la permeabilidad glomerular para las proteínas plasmáticas; ésta la causa más frecuente de proteinuria. 2. Cambios en la resorción tubular de proteínas plasmáticas que se filtran normalmente, que produce una excreción modesta de proteínas con pesos moleculares de 10 000 a 70 000 daltons. 3. Formación prerrenal y filtración en los glomérulos de paraproteínas o proteínas endógenas (p. ej., proteínas de Bence Jones, mieloma múltiple, rnioglobina en lesiones por aplastamiento o hemoglobina en reacciones hemolíticas de transfusión, productos de desintegración de fibrina en coagulación intravascular disemie~ adro 19-7. Utilidad clínica de las relaciones de orina:

·

osmolalldad en suero de tipo aleatorio1 Condición

Relación

Personas normales con consumo promedio de líquidos

1.0-3.0

Personas normales con restricción de líquidos

3.o-4.7

Pacientes con insuficiencia tubular renal tras la restricción de líquidos Pacientes con diabetes insípida tras la restricción de líquidos

<3.0

0.2-0.7

380 •

QUIMICA CLINICA

nada) que se denomina proteinuria de sobreproducción. 4. Incremento de las secreciones tubulares, generalmente proteínas de Tamm-Horsfall. 5. Liberación de tejido renal y productos tisulares. 6. Obstrucción de los vasos linfáticos renales que produce quiluria. El análisis por electroforesis y química inmunológica permite clasificar tres tipos de proteinurias. La presencia de grandes cantidades de proteínas de alto peso molecular, en particular las albúminas, indica lesiones en los glomérulos. La excreción de proteínas en las lesiones glomerulares puede Ser leve, moderada o excesiva, de acuerdo con la naturaleza de la afección. Se diagnostica síndrome nefrótico cuando la excreción de proteínas excede 3.5 gldía. La proteinuria tubular se caracteriza por excreción predominante de proteínas de bajo peso molecular que normalmente se resorben en los túbulos renales como B2M, microglobulina alf~. ribonucleasa, lisozima e insulina. La excreción de proteínas en afecciones tubulares casi nunca excede 2 gldía. Ocurre proteinuria tubular en casos de ácido tubular renal, síndrome de Fanconi, pielonefritis y enfermedad quística de la médula. 13 Se observa producción excesiva de proteinuria en un grupo de afecciones no renales en las cuales dicha sobreproducción se debe a exceso de producción y excreción de una proteína específica. Se considera que el análisis cuantitativo de proteína en orina es una de las determinaciones de proteínas más útiles en pacientes con enfermedad renal. La proteinuria baja o la ausencia de la misma en enfermedad renal declarada sugiere uropatía obstructiva, nefritis aguda o intersticial crónica o neuropatía asociada con hipercalcemia.4 En estos pacientes la afección del funcionamiento renal es potencialmente reversible. Se observa proteinuria intermitente o transitoria tras hacer ejercicio excesivo, o cuando el paciente tiene fiebre o tensión emocional y se considera proteinuria funcional ya que en estos casos no parece aumentar el riesgo de desarrollar insuficiencia renal. La excreción de proteínas se incrementa al doble o al triple de lo normal durante e inmediatamente después de periodos de tensión física y emocional. Se observa proteinuria postura! u ortostática en pacientes que experimentan aumento de la excreción de proteínas en posición erecta y excreción normal en posición recostada. Este tipo de proteinuria ocurre en la fase de recuperación de muchas afecciones de los glomérulos. También se observa en pacientes que no tienen enfermedad renal declarada. Se han obtenido resultados mixtos en estudios con respecto al pronóstico a largo plazo para pacientes con proteinuria ortostática, aunque la mayoría parece no desarrollar disfunción renal. La excreción diaria total de proteína casi nunca excede 1 g en estos pacientes. El análisis cualitativo o semicuantitativo de proteínas en muestras aleatorias de orina es un componente regular de las pruebas de orina. Las pruebas con dipstick se basan en el uso de un indicador. SÜ principal defecto es la falta de sensibilidad. A nivel de 30 mg/100 ml o más el dipstick es bastante confiable, pero por debajo de este nivel los resultados son

menos predecibles. En pacientes que excretan 300 mg de proteínas diarios en un volumen total de 1-500 mlla concentración de proteínas sería tan sólo 20 mg/100 ml. Este valor no se detecta cuando se utiliza el dipstick, aunque refleja un ~ivel anormal de proteinuria. La sensibilidad de esta prueba a las proteínas distintas de la albúmina también es poco confiable. Otros métodos clínicamente aceptables para determinar en forma semicuantitativa la proteinuria incluyen precipitación de proteínas con ácido sulfosalicílico o calor y ácido acético. Se producen reacciones falsas positivas con ácido sulfosalicílico en presencia de tolbutamida, uratos, hemoglobina, leucocitos, dosis masivas de penicilina, dextrán, salicilatos y tinte para rayos X. 15 Para una determinación más precisa de la proteinuria es necesario recolectar una muestra de orina de 12 a 24 horas'" efectuar una determinación cuantitativa del nivel de proteÍnas. Los rangos de referencia para proteínas totales en orlna en una muestra normal de 24 horas van de 20 a 150 mgldía. La glucoproteína Tamm-Horsfall que se origina en el tejido intersticial renal se excreta a razón de 25 mg/24 horas. 16 Casi todas las proteínas de la orina se originan en el ptasma y penetran a través de la membrana glomerular basal. Normalmente se excreta albúmina a razón de 1O mg/24 horas. 1 ~ Otras proteínas incluyen microglobulina alf~, B2M y proteína posgamma. Algunos de los métodos que se emplean con mayor frecuencia para probar cuantitativamente las proteínas en orina incluyen el de nitrógeno de Kjeldahl, el de biuret, el uso de ácido fosfotúngstico y el reactivo de Esbach, de ácido pícrico-ácido cítrico. Algunos autores recomiendan utilizar la relación de proteínas con respecto a creatinina de una muestra aleatoria de orina como método para valorar el grado de proteinuria. La principal ventaja de este método en comparación con la recolección de 24 horas es que no se producen efectos por recolección incompleta de orina, error bastante frecuente al obtener la muestra de 24 horas. No se recomienda utilizar las primeras muestras de la mañana para esta determinación debido a la variación de la excreción de proteínas en posición recostada respecto a posición verticaJ. 15 Una excepción a Jos valores de referencia convencionales para proteinuria es la diabetes sacarina en cuyo caso los niveles bajos de albuminuria suelen reflejar daño renal temprano. Este daño se invierte modificando el tratamiento según se requiera. La microalbuminuria es un indicador confiable del desarrollo posterior de nefropatía diabética declarada y mortalidad por enfermedades renales o cardiovasculares. La definición actual de microalbuminuria diabética es excreción de albúmina de 20 a 200 11g/minuto o 30 a 300 mg/24 horas que se observa por lo menos en dos de tres muestras que se recolectan en un lapso de seis meses. Aún se estudia la manera de determinar microalbuminuria en hiper· tensión, embarazo (estados preeclámpsicos, morbilidad ma·terna y mortalidad fetal), enfermedades renales o diabéticas y los efectos renales de diversos fármacos, hormonas o nefrotoxinas.19 La microalbuminuria se determina por ensayo radioinmunológico, nefelometría para determinación de -a tasa y prueba ELISA.

COMPUESTOS NITROGENADOS NO PROTEICOS Y FUNCIONAMIENTO RENAL 19 • 381

HEMATURIA El incremento de excreción de los eritrocitos en orina indica hemorragia en cualquier sitio del aparato urinario. La hematuria declarada, que produce orina de color rosado, rojo o• café, ocurre en infecciones del aparato urinario, cálculos re::Jales, tumores del sistema urinario, riñón poliquístico y glo:nerulonefritis posestreptocócica. La mayoría de los casos de !lematuria son de tipo microscópico. Es necesario confirmar una prueba positiva con dipstick para determinación de sangre mediante el examen de sedi:nento al microscopio. La detección microscópica negativa y el resultado de detección de sangre con dipstick positivo quizá indiquen hemoglobinuria o mioglobinuria. La presencia de cilindros eritrocíticos constituye eviden=ia definitiva de hemorragia del parénquima renal. Los cilin::Cos de hemoglobina, aunque no son tan específicos, también rugieren que la hematuria es de origen renal. En estudios re:ientes se utilizan los eritrocitos dismórficos como criterio ldicional para diferenciar hematuria renal de hematuria de la ::gión inferior del sistema urinario. Estos estudios se basan !'n que los eritrocitos que penetran a la orina a través de la --embrana basal glomerular o del epitelio de los túbulos se iOmeten a cambios intensos de tipo osmótico y de pH, de wanera que experimentan modificaciones definidas en su !paciencia en comparación con los eritrocitos de la región in:m or del aparato urinario. Cuando 80% de los eritrocitos en :Tina son dismórficos, se considera que la hematuria es re::.:tl.20 Esta determinación se efectúa durante el análisis mi:::oscópico de contraste de fase o por tinción de sedimentos ;e Papanicolaou o de Wright. Se han recomendado otros es::!dios con analizador hematológico para una determinación ~ precisa de la distribución del ancho de los eritrocitos. Se observa un incremento tras hacer ejercicio fuerte y en :-;Jisodios de fiebre aguda. Algunas enfermedades extrarrenarelacionadas con hematuria incluyen apendicitis aguda, ::,·erticulitis y tumores del colon, recto y pelvis. El nivel "normal" de eritrocitos varía de acuerdo con el !?O de sistema para microscopia de la orina y la concentraión de la muestra de orina, que se refleja en la gravedad es:ecífica. La mayoría de los estudios indica que es normal en_;:ntrar hasta tres eritrocitos por campo de alta potencia, -nque inclusive un eritrocito ocasional en presencia de ci..::xlros eritrocíticos debe considerarse patológico.

IOGLOBINURIA O HEMOGLOBINURIA : jando la prueba con dipstick en orina es positiva para sanen ausencia de hematuria en una muestra de orina fresca . : n gravedad específica mayor de 1.008, debe evaluarse al -ziente ya que es posible que tenga hemoglobinuria o mio; :.Obinuria. La presencia de hemoglobinuria puede indicar ::r:nólisis intravascular, que ocurre durante episodios de síndro::.e urémico hemolftico, púrpura trombocitopénica trombóti- hemoglobinuria nocturna paroxística, reacciones hemolíti...!3 a la transfusión o hemólisis debido a toxinas bacterianas !pticemia, veneno de serpientes o arañas, paludismo y que::.Muras graves). También s.e produce hemoglobinuria des-,_¿g de realizar ejercicio excesivo. La hemoglobina libre c:zrece en la orina cuando se satura la capacidad de enlace ;:~

de la haptoglobina plasmática. Las células de los túbulos renales metabolizan la hemoglobina, la ferritina y la hemosiderina; esta última se detecta en la orina mediante las pruebas con tinte de azul de Prusia. La mioglobina se produce tras la destrucción aguda de fibras musculares en caso de lesiones por aplastamiento, esfuerzo excesivo, convulsiones, hipertermia y quemaduras graves. Los pacientes con mioglobinuria experimentan elevación de los niveles de creatincinasa en suero. Para detectar mioglobinuria generalmente se utiliza la prueba de precipitación con sulfato de amonio.

ANALISIS DE ORINA El análisis de orina es una parte indispensable de cualquier valoración del funcionamiento renal. Cuando se ejecuta con cuidado, puede revelar enfermedades de todo el sistern; urinario. El análisis químico de orina (generalmente con dipstick) incluye determinación de pH, gravedad específica, análisis semicuantitativo de proteínas, sangre, nitritos y reacciones de esterasa de leucocito. Además, la determinación .¡:le glucosa, cetonas, urobilinógeno y bilirrubina proporciona información con respecto a enfermedades extrarrenales, que incluyen diabetes, obstrucción de Jos conductos biliares, o enfermedades hepáticas. La glucosuria en ausencia de hiperglucemia constituye evidencia de funcionamiento defectuoso de los túbulos. El examen físico de la orina es un análisis subjetivo en el que se determina el color y la apariencia de la misma. Esta prueba se completa mediante un examen al microscopio del sedimento urinario para valorar células, cilindros, cristales y microorganismos. El anális is de orina proporciona información muy valiosa con respecto a la salud del paciente; sin embargo, debe efectuarse con muestras frescas y con un sistema de análisis estandarizado para que los resultados sean más precisos.

ANALISIS DE ORINA CITODIAGNOSTICO Una de las principales desventajas de la microscopia de orina en campos brillantes es la falta de estandarización que prejuicia ligeramente la interpretación de los resultados. Este factor, junto con la dificultad para reconocer algunos constituyentes anormales de la orina sin efectuar tinción, en particular las células que recubren los túbulos renales, condujo a una técnica más especializada que se denomina análisis de orina citodiagnóstico. 20 Para efectuar este análisis se centrifuga la muestra de orina con el fin de separar el sedimento y despué,s se tiñe para Papanicolaou. A continuación el técnico evalúa los portaobjetos y efectúa un recuento del número de células~por 10 campos de alta potencia. La tinción para Papanicolaou permite diferenciar los leucocitos en neutrófilos, eosinófilos, linfocitos e histiocitos. También permite una valoración más fácil de los eritrocitos dismórficos. Se efectúa un recuento de células tubulares renales y se diferencian determinando si proceden del conducto recolector, del túbulo renal o de las secciones contorneadas de los túbulos renales, y se cuentan las células necróticas. Se diferencian los cilindros y se cuentan por lO campos de baja potencia. La eosina es el componente del tinte de Papanicolaou que permite dis-

382 • QUIMICA CUNICA

tinguir en forma confiable los cilindros de hemoglobina de Enfermedades glomerulares los cilindros granulares. El técnico también observa la presencia de cualquier otro elemento de importancia clínica, GLOMERULONEFRITIS como células infectadas por virus, bacterias y levaduras. Los antecedentes clínicos del paciente que obtuvo la enfermera o • En la glomerulonefritis se producen principalmente lesiones en los glomérulos; éstas tarde o temprano afectan el funel médico se utilizan para relacionar las observaciones con el cionamiento renal debido a la reducción de flujo sanguíneo a curso clínico. Todas las observaciones se llevan al patólogo través del sistema vascular peritubular. Por tanto, en casos para consulta e interpretación. avanzados de la enfermedad se observan daños estructurales El análisis de orina citodiagnóstico es de particular a los túbulos y vasos sanguíneos y al tejido intersticiaL La utilidad para vigilar a pacientes de trasplante renal con glomerulonefritis crónica es la causa más frecuente-de insuobjeto de detectar rechazo y disfunción. 20 También sirve ficiencia renal crónica, que requiere diálisis o trasplante renal. para valorar a pacientes predispuestos a disfunciones renaLa glomerulonefritis tiene diversas etiologías. Es de tipo les (p. ej., si padecen diabetes o lupus y a quienes presentan primario cuando el principal órgano afectado es el riñón, anormalidades en las pruebas de orina). No se recomienda pero también puede constituir una manifestación de alguna efectuar las pruebas en pacientes que no presentan síntoenfermedad sistémica o ser componente de diversas afecciomas o no requieran de técnicas de vigilancia especial. El nes hereditarias. Las principales características clínicas de procedimiento tarda un tiempo considerable y requiere las enfermedades glomerulares son: .. bastante experiencia del técnico ; por tanto es más costoso que el análisis de orina rutinario. Sin embargo, es muy val . Hematuria lioso para proporcionar al médico una evaluación de fun2. Proteinuria cionamiento renal sin recurrir a procedimientos más pene3. Oliguria trantes, como biopsia renal. ... 4. Azotemia 5. Edema 6. Hipertensión

-------APLICACIONES CLINICAS

ENFERMEDADES RENALES Aparentemente las etiologías de las disfunciones renales son muy diversas. Con frecuencia el paciente presenta un conjunto de síntomas clínicos que indican determinada afección renal. El laboratorio desempeña un papel muy importante para ayudar al médico a establecer el diagnóstico, el tratamiento y el pronóstico.

Enfermedad vascular

Una de las enfermedades más frecuentes del riñón es ocasionada principalmente por anormalidades orgánicas de los vasos renales, en particular de las arterias.21 La disfunción renal, que se evidencia por alteraciones morfológicas y funcionales, se debe principalmente a angostamiento u oclusión del sistema de arterias, que da como resultado reducción de la irrigación al parénquima renal. Las principales causas de enfermedad renal incluyen arterioesclerosis, trombosis, embolia y vasculitis. Algunos cambios clínicos que ocurren en enfermedades vasculares incluyen pérdida moderada de la capacidad de concentración, proteinuria leve y anormalidades ocasionales en el sedimento que se utiliza para análisis de orina. La tasa de filtración glomerular conserva valores normales o se reduce un poco .

Conviene recordar que las enfermedades glomerulares casi siempre son mediadas inmunológicamente con depósitos de complejos inmunitarios, como se observa en 70 a 80~ de los casos de glomerulonefritis. En contraste, con mayor frecuencia las enfermedades tubulares e intersticiales son ocasionadas por agentes tóxicos o infecciosos. Los complejos inmunitarios en glomerulonefritis provocan proliferación celular, infiltración de leucocitos y lesiones dentro de los glomérulos. Se observa formación de depósitos de complejos inmunitarios tras infecciones posestreptocócicas cuando el antígeno es ajeno al riñón. Esto contrasta con el síndrome de Goodpasture, en el cual el anticuerpo del complejo inmune que se deposita en el glomérulo se forma contra la membrana basal glomerular. En lupus eritematoso sistémico los daños al riñón son ocasionados por depósitos del complejo de DNA-anti-DNA en los glomérulos. Otras causas de lesiones glomerulares incluyen diabetes, amiloidosis, mieloma múltiple y síndrome de Alport. Este síndrome es una afección hereditaria que se caracteriza porque es posible detectarla en familias en generaciones sucesivas en forma de nefritis progresiva con daño glomerular, pérdidas auditivas ~ defectos oculares. El síntoma más frecuente es hematuria. SINDROME NEFROTICO

El síndrome nefrótico se caracteriza por proteinuria excesiva, mayor de 3.5 g/24 horas, hipoalbuminemia (generalmente inferior a 2.5 g/100 mi), edema, hiperlipidemia (a menud el colesterol sérico es superior a 350 mg/100 mi) y lipiduria. La nefrosis lipoide y la glomerulonefritis membranosa se presentan exclusivamente en caso de síndrome nefrótico, aunque este síndrome también se observa en pacientes con glomerulosclerosis segmentaría focal, glomerulonefritis membranC'proliferativa y lupus eritematoso sistémico. El síndrome ne-

COMPUESTOS NITROGENADOS NO PROTEICOS Y FUNCIONAMIENTO RENAL 19

:":ótico no implica que exista una sola enfermedad o etiolo~ sino más bien consiste en una serie de observaciones clí~cas.

La proteinuria excesiva (que puede ser superior a 10 • f.'l4 horas) con síndrome nefrótico es ocasionada por incre::ento de la permeabilidad glomerular, y la albúmina consti: e una proporción considerable de las proteínas que se ·erden. La nefrosis lipoide, o la enfermedad con cambios =inimos es más frecuente en niños. A pesar de las caracte- -· 'cas clínicas alarmantes, en general estos pacientes res- -::~den bien al tratamiento con corticosteroides. 15 La biopsia '"'!'C al de los pacientes con nefrosis lipoide revela una "fu4n" de los procesos de los podocitos sin e ngrosamiento de membrana basal. Los niveles de nitrógeno ureico sanguíy creatinina en suero suelen ser normales. Por otra parte, glomerulonefritis membranosa ocurre con mayor frecuen, en adultos. En la biopsia renal se observa engrosamiento - 'ilso de la pared capilar de la membrana basal glomerular y :::. la mayoría de estos pacientes progresa tarde o temprano a •:uficiencia renal. La hipoproteinemia, o niveles bajos de proteínas en sue- refleja pérdida de proteínas en orina en casos de síndronefrótico. El edema es secundario a la hipoproteinemia y ;.: ;¡roduce por reducción de la presión oncótica, ya que hace :zsar líquido por la fuerza al espacio intersticial. La hiperli~ .. mia se debe a estimulación de la síntesis de lipoproteíde baja densidad y de muy baja densidad en el hígado, ~"'.llldaria a reducción de los niveles de albúmina en suero. Las observaciones del sedimento de orina en pacientes síndrome nefrótico incluyen cuerpos grasos ovales, gode grasa libre y cilindros de grasa, con lipiduria secunda:! hiperlipidemia. Generalmente la hematuria es insignifi:z:::e, aunque cuando se observa sugiere lupus eritematoso '"mico. Los antecedentes de diabetes e hipertensión indisíndrome de Kimmelstiel-Wilson. Los antecedentes de ."einuria o hematuria sugieren glomerulonefritis crónica. 15

SINDROME NEFRITICO ~índrome nefrítico se caracteriza por la presencia de he·:ma con cilindros eritrocíticos y eritrocitos dismórficos, -:.:.Ie indica su origen renal. También se observa hipertende leve a moderada junto con proteinuria de moderada a -e. El patrón nefrítico se presenta en enfermedades inflamaglomerulares que incluyen glomerulonefritis poses•:a;:<J~e óc¡c:a, glomerulonefritis progresiva rápida, glomerufocal, síndrome de Goodpasture y nefritis por lupus.

o

383

tante de esta tasa cuando anteriormente era normal, constituye evidencia positiva. 16 Otra característica que indica insuficiencia renal aguda en vez de crónica es que d icha insuficiencia ocurre en ausencia de anemia. Para fmes de tratamiento, las afecciones que se asocian con insuficiencia renal aguda se clasifican como prerrenales, intrarrenales y posrenales.

INSUFICIENCIA RENAL AGUDA PRERRENAL

La insuficiencia renal aguda prerrenal se debe a reducción de suministro de sangre a los riñones. Esta reducción puede ser ocasionada por insuficiencia cardiaca con disminución del gasto o reducción del volumen vascular por agotamiento de sodio o hemorragia. Si la presión de la arteria renal desciende a menos Qe 60 a 70 mm Hg, la filtración glomerular se reduce y no se forma orina. Ocurren diversos grados de reducción de la tasa de filtración glomerular por encima de esta presión arterial, aunque el sistema autorregulador del riñón trabaja diligentemente para preservar el suministro de sangre al órgano. PoF definición, la insuficiencia renal aguda prerrenal se invierte con rapidez cuando regresan a la normalidad el suministro sanguíneo renal y el gasto cardiaco. Sin embargo, si el episodio de isquemia se prolonga, produce daños graves e n los túbulos renales, lo que da lugar a insuficiencia renal aguda intrarenaL El laboratorio clínico desempeña una función importante para diferenciar la insuficiencia renal aguda prerrenal de otras causas de insuficiencia renal aguda. Generalmente la relación nitrógeno ureico sanguíneo/creatinina se incre menta en la insuficiencia renal aguda prerrenal debido al aumento de resorción de urea. El examen rutinario de orina suele ser normal aunque ocasionalmente se observa proteinuria leve. El análisis de electrólitos en orina indica que el contenido de sodio es bajo, con frecuencia inferior a 5 mmol/L. La relación de creatina en orina con respecto a creatinina sérica normalmente es superior a 14:1.

E

~~6Cien1clarenalaguda

!:mino insuficiencia renal aguda incluye un grupo di verestados clínicos que se asocian con depresión aguda :uncionamiento renal. La insuficiencia renal aguda se con oliguria (en algunos casos anuria) y azotemia. :.ilicil diferenciar la insuficiencia renal aguda de la cróni:..a evidencia más fuerte de la primera ·se obtiene median..::.2 determinación de labonitorio de la tasa de filtración durante varios días o semanas. La reducción cons~

INSUFICIENCIA RENAL AGUDA INTRARRENAL

Existen diversas causas de insuficiencia renal aguda intrarrenal. La glomerulonefritis aguda y la vasculitis pueden ocasionarla. Sin embargo, la principal causa es la necrosis tubular aguda producida por lesiones isquémicas a los riñones debido al uso o presencia de sustancias nefrotóxicas. El laboratorio clínico es un recurso muy valioso para diferenciar insuficiencia renal aguda prerrenal de la intrarrenal (cuadro 19-8). El aspecto alentador de la necrosis tubular aguda es que la disfunción renal generalmente es reversible. Se produce insuficiencia renal aguda isquémica cuando se interrumpe el suministro de sangre al riñón durante más de 30 minutos . En este caso, cuando se corrige el volumen sanguíneo o el gasto cardiaco es probable que la función renal no regrese a la normalidad. El examen del sedimento de orina revela hematuria, células tubulares renales numerosas, y cilindros de células tubulares renales y desperdicios celulares. La proteinuria es baja, o no se observa. En estos pacientes el análisis de orina con dipstick en ocasiones no revela

38.4 • QUIMICA CLINICA Cuadro 19-8. Diferenciación de Insuficiencia renal aguda prerrenal e lntrarrenal en el laboratorio clínico Valores de laboratorio

Prerrenal

lntrarrenal

Relaciones de nitrógeno ureleo sanguíneo en suero/creatinina

Aumenta

Normal

Sodio en orina

Disminuye

Normal o elevado

Relación de creatinina en orina: creatinina en suero

>14:1

<14:1

Examen de orina

Normal

Anormal*

En uropatía o bstructiva el examen de la orina casi siempre es normal y con proteinuria mínima. Se observa hematuria y cristales en casos de cálculos renales o tumores. La presencia de cilindros de eritrocitos constituye rfuerte evidencia contra el diagnóstico de insuficiencia renal aguda posrenal. La detección de anuria casi siempre sugiere obstrucción.I 5

Enfermedades tubulolnterstlclales

*Incluye cualquiera de los siguientes: hematuria, proteinuria, células tubulares renales, cilindros patológicos, etcétera.

anormalidades. La concentración de sodio en orina se eleva de 40 a 70 mmol/L o más, lo que indica daños a los túbulos e incapacidad para conservar el sodio. Generalmente la relación de creatinina en orina con respecto a creatinina en suero es inferior a 14:1. La hemoglobinuria y la mioglobinuria también provocan insuficiencia renal aguda, en particular cuando ocurren junto con reducción del volumen de líquido extracelular y del aporte sanguíneo a los riñones. El análisis del sedimento de orina puede evidenciar numerosos cilindros pigmentados en estos pacientes. Otras sustancias nefrotóxicas incluyen diversos metales y iones, como cloruro mercúrico, uranio, plomo, oro, arsénico, fósforo, cromo, cadmio, bismuto y clorato. Algunos antibióticos son potencialmente nefrotóxicos y el grupo de aminoglucósidos (q ue incluye gentamicina y vancomicina) es el más notable. Gran parte de las investigaciones realizadas con anterioridad para valorar la nefrotoxicidad se efectuaron con tetracloruro de carbono. Otras sustancias nefrotóxicas orgánicas incluyen alcohol metílico y etilenglicol. También se sabe que diversos analgésicos, los medios de contraste renal y los antisépticos son nefrotóxicos. Es interesante e importante obser var que diversas sustancias son potencialmente tóxicas para los ri ñones, aunque esto depende de la dosis de administración. Con frec uencia, otros fac tores como deshidratación y reducción del aporte sanguíneo a los riñones, desempeñan una acció n deletérea en la lesión.

INSUFICIENCIA RENAL AGUDA POSRENAL

En todos los casos de insuficiencia renal aguda es necesario descartar la presencia de obstrucción que la provoque por reducción de la filtración eficaz en los glomérulos. 1 La obstrucción puede producirse en cualquier sitio, desde los cálices renales hasta la uretra. Cualquier obstrucción del riñón por encima de la vejiga debe ser bilateral cuando el paciente tiene dos riñones, ya que si uno solo de ellos funciona, basta para que se lleven a cabo las funciones renales. La atrofia de la próstata es la principal caus.a de obstrucción urinaria en hombres de edad. 21 La vejiga neurogénica y los cálcul os renales casi nunca son bilaterales.

Diversos factores químicos, bacteriológicos, inmunitarios y lesiones físicas al riñón provocan cambios que afectan principalmente el tejido intersticial y los túbulos. Estas afecciones se clasifican como nefritis tubulointersticiales. Clínicamente, las enfermedades que afectan los túbulos y el tejido intersticial se caracterizan por defectos del funcionamiento tubular. Esto da lugar a reducción de la capacidad de concentración de la orina, desperdicio de sal y disminución de la capacidad para excretar ácidos o defectos en la cápacidad de secreción en los túbulos renales. En las etapas crónicas de nefritis tubulo intersticial se óbservan defectos de los glomérulos que provocan proteinuria e hipertensión. La nefropatía por abuso de analgésicos es un tipo de nefritis intersticial crónica con necrosis de las papilas renales. La fenacetina (cuyo principal metabolito es el acetaminofén) desempeña un papel significa tivo en estos casos. Generalmente la enfermedad se presenta tras décadas de ingestión cró nica de analgésicos. La necrosis papilar. una complicación grave en la cual muere el tejido renal de la médula, en particular las papilas, también constituye un factor de presentación en pielonefritis, diabetes sacarina. obstrucción de los conductos urinarios y anemia de células falciformes. La pielonefritis es una enfermedad inflamatoria del riñón, especialmente de la pelvis renal. Su presentación clínica es similar a la de cistitis, con fiebre alta, frecuencia urinaria, dolor en los costados, disuria y dolor de espalda. El paciente puede presentar proteinuria aunque en general ésta es leve. La presencia de cilindros de leucocitos es diagnóstica de pielonefritis. El incremento del número de las células tubulares renales y otros tipos de cilindros, incluyendo cilindros de células epiteliales renales, hialinos y granulares, también ayuda para diferenciar la pielonefritis de la cistitis. Asimismo, los pacientes con pielonefritis presentan afecciones de la capac idad de concentración de la orina. Aparentemente hay varios factores que predisponen el desarrollo de pielonefritis; éstos incluyen obstrucción urinaria, introducción de sonda, reflujo vesicouretral. embarazo';' lesiones renales preexistentes y diabetes sacarina. El género y la edad del paciente desempeñan un a función importante. Los pacientes q ue reciben tratamiento para pielonefritis deben someterse a un análisis rutinario de orina y a cultivo de orina en base regular por lo menos durante dos años, ya que parecen más susceptibles a bacteri uria sintomática.21 La nefritis intersticial alérgica se produce tras reacciones adversas a fármacos terapéuticos, particularmente derivados de la penicilina. Desde el punto de vista clínico, el pa-

COMPUESTOS NITROGENADOS NO PROTEICOS Y FUNCIONAMIENTO RENAL 19 • 385 ~nte

presenta fiebre, erupción cutánea y eosinofilia con eoofiluria. La enfermedad renal se manifiesta por hematuria, teinuria leve, piuria sin bacteriuria y aumento de creatinisérica. • El mieloma múltiple también produce afecciones renacaracterísticas y las enfermedades tubulointersticiales son ~ionadas por complicaciones de los tumores o por el trax:llento. La hiperuricemia conduce a enfermedades renales tres mecanismos: nefropatía aguda de ácido úrico, nefro·a crónica de uratos y nefrolitiasis.

insuficiencia renal crónica equivale a la pérdida irreoe>ible de los nefrones. Se diagnostica cuando la tasa de filJ:rión glomerular se reduce significativamente durante tres A iris meses. Los síntomas de uremia por varios meses y la rvación de riñones de tamaño pequeño en radiografía -tituyen fuerte evidencia de insuficiencia renal crónica. -t.:\lS indicadores de cronicidad incluyen anemia, hiperfosfaW::::::a e hipocalcemia. 21 La evaluación del sedimento de ori!"n pacientes con enfermedad renal crónica con frecuencia ;;;- a cilindros anchos, cilindros con apariencia cerúlea y _or número de eritrocitos y leucocitos, con diversos grade proteinuria.4 La insuficiencia renal crónica es consecuencia de diverafecciones renales incluyendo glomerulonefritis, enfer~ renal poliquística, pielonefritis, nefritis hereditaria, · sclerosis y arniloidosis. Algunos rasgos clínicos que la distinguen incluyen azo- (evidencia de niveles notablemente altos de nitrógeno :o sanguíneo y creatinina en suero), acidosis, desperdije sodio, afecciones del metabolismo de calcio y fósforo, ·a, tendencia a la hemorragia, hipertensión, perturbaiónicas y disfunción neurológica. J

:nfecciones del conducto urinario se caracterizan por la de bacteriuria (u ocasionalmente funguria) y piuEJ procedimiento diagnóstico que se recomienda para a;:::;t,om:s del aparato urinario es documentación de bactemediante cultivo de orina. La cistitis es una enfermedad inflamatoria de la vejiga En el análisis del sedimento de orina se observa bacteriuria y hematuria. No deben observarse cilinpatológicos y proteínas, a menos que exista una afec~nal sobreimpuesta a la cistitis. Las pruebas del funcio~ renal deben ser normales.

~s.encía

.;asís renal es una enfermedad que se manifiesta por forde cálculos renales. Cuando se forman dichos cálcu:- el riñón, los uréteres o la vejiga, además de provocar :Qr sumamente fuerte, pueden infligir daños renales se::...a precipitación de cálculos renales, que se inicia en los -._..•v:. recolectores del nefrón, es favorecida por reduc-

ción del flujo de orina, orina concentrada, exceso de la excreción de calcio, ácido úrico, cistina o xantina, infecciones y presencia de sustancias en torno a las cuales pueden precipitarse las sales. Hasta 60% de la masa del cálculo puede ser un centro proteico. 14 Una de cada 1 000 personas ingresa al hospital debido a litiasis renal. 8 El análisis de orina tiene cierta utilidad para vigilar a los pacientes con litiasis renal. La determinación de pH es útil, ya que la excreción de orina ácida suele favorecer la formación de ciertos cálculos, es decir, cálculos de ácido úrico, mientras que la orina alcalina tiende a disolverlos. Se observa Jo opuesto en casos de cálculos de fosfato de magnesio y amonio, en pacientes con infecciones recurrentes del sistema urinario y en pacientes con orina persistentemente alcalina. La determinación de la gravedad específica, sangre y nitritos en litiasis renal ayuda para el control y de.. tección. Sesenta y cinco por ciento de los cálculos renales en pacientes de Estados Unidos son de oxalato y fosfato de calcio. Estas personas suelen tener hipercalciuria, que sólo se corrige mediante restricciones de Ja dieta.

TRASPLANTES Gracias al descubrimiento de la diálisis de mantenimiento fue posible prolongar la vida de muchos pacientes que sufrían enfermedades renales en etapa terminal. Las máquinas de diálisis bastan para eliminar los productos de desperdicio del organismo, controlando así los síntomas de uremia. No obstante, no sustituyen a los riñones, cuyas funciones van más allá de la eliminación de productos de desperdicio. Casi todos los pacientes que se someten a diálisis están anémicos, porque el riñón ya no fabrica suficiente eritropoyetina y requieren transfusiones sanguíneas y eritropoyetina artificial en forma de inyección para preservar un nivel adecuado de hemoglobina y hematócrito. Con frecuencia sufren de afecciones del sistema esquelético porque el metabolismo de fósforo y calcio es inadecuado. La hipertensión puede controlarse con fármacos antihipertensivos. El trasplante renal ofrece al paciente que se encuentra en la etapa final de una enfermedad una alternativa con respecto a la diálisis de mantenimiento. Se trasplanta un riñón de algún pariente vivo o algún donador muerto y si es viable y aceptado por el receptor, llevará a cabo las funciones que sus riñones enfermos ya no pueden realizar. El laboratorio clínico tiene una participación muy importante en la vigilancia de los pacientes de trasplante renal, con el fi~ de detectar signos de rechazo del injerto, infecciones virales, necrosis tubular aguda y otras causas de disfunción renal La vigilancia regular de los niveles de nitrógeno ureico sanguíneo y de creatinina en pacientes de trasplante es muy útil para evaluar la eficacia del órgano trasplantado para eliminar los productos de desperdicio del receptor. La prueba de depuración de creatinina se utiliza para valorar la tasa de filtración glomerular. Además, se dispone de muchas otras pruebas de laboratorio, incluyendo análisis de orina citodiagnóstico, citometría de flujo, niveles de microglobulina bet~ y nivel de ciclosporina para vigilar al paciente con injerto renal.

386 • QUIMICA CUNICA

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RESUMEN El presente capítulo sobre función y afecciones renales tiene el fin de ilustrar la importancia del laboratorio clínico, en P:rrticular el la~oratorio de química clínica, para el diagnóstico y tratamiento de las enfermedades renales. Las pruebas de compuestos nitrogenados no proteicos se utilizan para establece_r ~i el riñón es capaz de eliminar los productos de despe~~tcto. Las pruebas de depuración permiten la filtracwn glomerular, el flujo plasmático renal y el funcionamiento de los túbulos. Se efectúan pruebas de concentración y dilución para comprobar la capacidad del riñón para preservar la homeostasia del medio. Otras pruebas que desempeñan papeles importantes incluyen análisis de orina, análisis de orina citodiagnóstico, que es más especializado, y niveles de microglobulina beta2. A medida que los investigadores logran comprender mejor el funcionamiento del riñón, proponen pruebas más novedosas. El reto que afronta el laboratorio de clínica en esta época en que es tan importante analizar los costos y beneficios debido a la necesidad de controlar los primeros, es colaborar en la evaluación de los nuevos procedimientos de análisis para proporcionar mejores cuidados a los pacientes. Hay que recordar que algunas pruebas se hacen obsoletas, por ejemplo las pruebas de nitrógeno no proteico total para valorar el funcionamiento renal. El técnico de química clínica debe estar consciente además de que hay otras pruebas que desempeñan papeles fundamentales en la valoración del funcionamiento renal. Los ensayos hormonales, en particular los ensayos para aldosterona y hormona antidiurética, son de utilidad dependiendo del cuadro clínico del paciente. Como se mencionó antes, la evaluación de la anemia ayuda a establecer si la enfermedad es de tipo crónico. La pielografía intravenosa en el laboratorio de radiología permite visualizar el parénquima renal y el sistema recolector. La angiografía renal permite visualizar todo el sistema de aporte sanguíneo renal. La tomografía computadorizada evalúa el tamaño de los riñones y ayuda a detectar tumores y quistes. Las biopsias renales ayudan a establecer el diagnóstico de la enfermedad subyacente, el pronóstico y el tratamiento indicado.

valorar

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388 •

QUIMICA CLINICA

APLICACION DE CONCEPTOS 19-1 Una persona de 73 años con enfermedad crónica tenía funcionamiento renal marginal pero estable hasta que se le efectuó un procedimiento con tinte angiográfico. Posteriormente experimentó insuficiencia renal y se sometió a diálisis. Se obtuvieron los siguientes resultados de laboratorio tras el procedimiento con tinte angiográfico. Recuento de leucocitos Recuento de eritrocitos HGB HCT Na+ K+

cr HC03-

Nitr6geno ureico sanguíneo Creatinina Glucosa Creatinina en orina Volumen de orina en 24 horas Análisis de orina Químico Microscópico

7 OOO/mm3 4.12 millones/mm3 10.8 g/100 ml 33% 133 mmol/L 5.9 mmoi/L 96 mmol/L 25 mmol/L 48 mg/lOOml 6.7 mg/100 ml 146 mg/100 ml 67 mg/100 ml 750ml

1 +proteína Recuento de eritrocitos Recuento de leucocitos

3-6/campo de alta potencia 3- 6/campo de alta potencia

l. ¿Qué datos de laboratorio son indicadores del funcionamiento renal?

2. ¿Cuál es la relación nitrógeno ureico sanguíneo:creatinina de la paciente? ¿Está aumentada, disminuida o es normal?

3. ¿Cuál es el significado de que la relación nitrógeno ureico sanguíneo:creatinina aumente o disminuya?

4. ¿Para cuál de los siguientes procesos es útil medir b creatinina? a. Filtración glomerular b. Resorción tubular c. Secreción tubular d. Mecanismo de concentración

5. ¿El valor de creatinina es un índice sensible del func\_onarnientoglomerular? 6. Sugiera otra prueba que sea un indicador más sensib~ de la tasa de filtración glomerular que la creatinina. ~

7. Calcule la depuración de creatinina. Diga si es normal o está incrementada o reducida.

8. ¿Qué nivel de ácido úrico es probable que tenga lapaciente? 9. Indique el significado de las siguientes sustancias para valorar el funcionamiento renal: a.PAH b.PSP 10. Explique de qué manera el análisis de orina citodiagnóstico puede ayudar a valorar la afección renal de esta paciente.

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APITULO

20 Electrólitos

Susan Cockayne

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE • Indicar los dos principales compartimientos para ~quldos corporales y sus porcentajes relaHvos. • Definir la osmolalidad y describir el efecto de las partículas con actividad osmótica en los líquidos corporales. • Calcular la brecha osmolal y explicar el significado clínico de un Incremento de la misma. • Definir un electrólito. • Enumerar los principales electrólitos en el líquido extracelular e Intracelular. • Explicar el concepto de electroneutralid..Jd. • Indicar en qué sitio de la célula se encuentra cada uno de los siguientes electrólitos, su rango de referencia, su principal función fisiológica y mecanismos regulatorlos: Sodio Potasio Cloruro 31carbonato Magnesio

• Describir la activación y el funcionamiento del sistema renlna-anglotenslna. • Describir la acción de hormona antldlurétlca en el mantenimiento del equilibrio normal del agua. • Indicar las causas y síntomas de las siguientes afecciones de electrólitos: Hlponatremla Hlpernatremla Hlpopotasemla Hlperpotasemla Hlpocloremla Hlpercloremla Hlpomagnesemla Hlpermagnesemla

• Explicar el significado clínico de la prueba de cloruros en sudor. • Explicar el concepto de la brecha de aniones, calcularla y describir qué afecciones la Incrementan o reducen. • Describir el mecanismo del hierro y su regulación e Indicar los rangos de referencia. • Explicar las causas y síntomas de deficiencia de hierro y sobrecarga de hierro.

390 • QUIMICA CUNICA

• Enumerar las pruebas de laboratorio para valorar el estado del hierro y explicar su significado cnnico. • Describir para cada uno de los siguientes analitos, los procedimientos analíticos, Incluyendo los principios, la recolección de muestras y las fuentes de error: Sodio Potasio

Cloruro Bicarbonato Magnesio Osmololldad Hierro y recuento sanguíneo total de hierro Ferrltlna

CONTENIDO DEL CAPITULO CONTENIDO TOTAL DE AGUA DEL ORGANISMO OSMOLALIDAD ELECTROLITOS Sodio Regulación Hlponotremla Hlpernatremla

En personas saludables, el medio interno del cuerpo se preserva en un estado de homeostasis en el cual las propiedades químicas y físicas de los líquidos del organismo son relativamente constantes. Como el c uerpo intenta preservar la homeostasis, existe un complicado balance entre el agua del organismo y los constituyentes químicos específicos de las células, o electrólitos. Este equilibrio homeostático se mantiene gracias a mecanismos que se regulan con gran precisión y evitan grandes fluctuaciones de estas sustancias. Gracias al control tan preciso, una modificación en la composición de agua o electrólitos se refleja en otros constituyentes o da como resultado algún cambio en ellos. En el presente capítulo se describe la composición de agua y electrólitos del organismo, las funciones específicas de los electrólitos, los procesos de regulación para preservar la homeostasis de electrólitos y agua, y las afecciones que provocan desequilibrio de electrólitos y agua.

----·---CONTENIDO TOTAL DE AGUA DEL ORGANISMO

Potasio Regulación Hlpopotasemla Hlperpotasemla

Cloruros Hlpocloremla Hlpercloremlo Cloruros en suero

Bicarbonato Brecha de aniones Electrólitos en orina

Magnesio Hlpomagnesemla Hlpermagnesemia

Hierro Regulación Deficiencia de hierro Sobrec argo de hierro

PROCEDIMIENTOS ANALITICOS Sodio y potasio Cloruros Dióxido de carbono total Magnesio Osmolalidad Hierro y contenido total de hierro en sangre Ferritina RESUMEN

El contenido total de agua del organismo constituye de 50 a 60% del peso del cuerpo en varones adultos y de 45 a 50lk en mujeres adultas. El contenido inferior de agua e n estas últimas se debe principalmente al incremento del porcentaje de tejido adiposo, que tiene menos agua. El agua total del organismo se divide en dos compartimientos principales: líquido intracelular y líquido extracelular. El líquido del compartimiento extracelular se divide además en intersticial e intr<.vascular. El líquido intracelular, que se encuentra en el interior de las células, constituye cerca de 66% del total de agta del cuerpo y el líquido extracelular constituye el restantt 33%. El líquido intersticial se encuentra en torno a las células y está separado del líquido intracelular por la membrana celular, mientras que la pared capilar separa ei líquido intersticial del compartimiento intravascular. Las moléculas de agua son capaces de desplazarse eu forma aleatoria a través de una membrana permeable. Si• embargo, .·la presencia de solutos, principalmente electrólitos, en cualquiera de estos compartimientos del agua ejerce presión osmótica y suele retenerla en dicho compartimientc La presión osmótica es el principal determinante de la distribución del agua entre los compartimientos principales. La concentración de electrólitos varía en los diversos compartimientos. La abundancia de K+ en el líquido intracelular, de Na· en el líquido extracelular y de proteínas en el plasma, contnbuye en gran parte a la presión osmótica. Las variaciones e11 las concentraciones de estos solutos provocan cambios en :a di stribución del agua entre los diversos compartimientos.

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OSMOLALIDAD

La osmolalidad es una medida del número de partículas disueltas (moléculas o iones) en una solución. Las principales sustancias que contribuyen a la osmolalidad del suero son sodio y cloruros, ya que son las principales partículas libres en el líquido extracelular. Los términos osmo/alidad y osmolaridad con frecuencia se confunden. La osmolalidad se mide en osmoles por kilogramo de agua y la osmolaridad en osmoles por litro de solución. El volumen total que se expresa en osmolalidad es por tanto 1 kg de agua más el pequeño volumen que ocupan los solutos, mientras que la osmolaridad representa un volumen total de 1 L. La diferencia entre ambas mediciones es despreciable al tratarse de líquidos biológicos, por la baja concentración de solutos en el líquido extracelular. La osmolalidad plasmática total se expresa en miliosmoles (111 000 osmol) y va de 275 a 295 mOsmlkilogramo. Las partículas con actividad osmótica ejercen presión osmótica, que ayuda a retener los líquidos en el compartimiento en el cual se encuentran aquéllas. La solución de osmolalidad más alta tendrá más partículas y menos agua por Yolumen unitario que una solución de menor osmolalidad. La reducción de la concentración de sodio o clururos produce una osmolalidad inferior a la normal y como resultado el agua se desplaza del compartimiento extracelular al intracelular para recuperar el equilibrio osmótico. Las variaciones de osmolalidad plasmática de tan sólo 1 a 2% estimula mecanismos de control que responden para restaurar la osmolalidad normal. Un incremento de la osmolalidad plasmática estimula los osmorreceptores del hipotálamo y genera la sensación de sed, que conduce a la ingestión de agua. La glándula hipófisis posterior también secreta hormona antidiurética (ADH) cuando la estimula el hipotálamo. La ADH actúa sobre el nefrón en los túbulos distal y contorneado e incrementa la cantidad de agua que resorben los riñones. El res ultado final es un sistema estrictamente controlado que evita cualquier desviación notable del contenido de agua del organismo. Además de las contribuciones del sodio y el cloruro, las concentraciones de los compuestos orgánicos de bajo peso molecular glucosa y urea contribuyen al nivel de osmolalidad plasmática, aunque este aporte es menor en comparación con el de los electrólitos. Como estos compuestos son casi los únicos que contribuyen a la osmolalidad plasmática, se han diseñado diversas fórmulas para calcular la osmolalidad a partir de la concentración de los mismos. La fórmula que se usa con mayor frecuencia es:

p osm

= 1 86[N +] •

a

+

[glucosa] 18

+

[nitrógeno ureico sanguíneo] 2.8

en donde [Na+], [glucosa] y [nitrógeno ureico sanguíneo] son las concentraciones plasmáticas de sodio, glucosa y nitrógeno ureico sanguíneo en inmol/L y mg/100 ml, respectivamente. Al restar la osmolalidad que se calcula del valor de

ELECTROLITOS 20 • 391

osmolalidad que se determina, se obtiene un valor generalmente inferior a 10 mOsmlkg, que se denomina brecha osmolal (brecha osmolal = osmolalidad medida - osmolalidad calculada). Un incremento de la brecha osmolal indica la presencia de partículas con actividad osmótica en plasma, que no se han tenido en cuenta en los cálculos. La brecha osmolal > 1OmOsmlkg con frecuencia es producida por alcoholes como etanol, metano!, isopropanol o etilenglicol, o puede ser ocasionada por otros solutos, como triglicéridos o proteínas en altas concentraciones. Cuando la brecha se incrementa el médico debe sospechar la presencia dé cualquiera de estas sustancias, particularmente la ingestión de alcohol. Un incremento. en la brecha de >30 mOsm/kg indica la presencia de sustancias con actividad osmótica en cantidad suficientemente alta para producir un mal pronóstico. Por tanto, el cálculo de la brecha osmolal es una herramietrfa analítica de gran utilidad.

------ELECTROLITOS

Por definición, los electrólitos son sustancias cuyas moléculas se disocian en iones cuando se encuentran en solución. Un ion es un átomo o grupo de átomos con carga eléctrica. Los electrólitos con carga positiva se denominan cationes; los que tienen carga negativa son aniones. Los principales cationes del cuerpo son Na+, K+, Ca2+ y Mg2+. Los principales aniones son CI-, HC03-, HPOi-. SO/-. ácidos orgánicos y proteínas. La composición electrolítica del agua de los diversos compartimientos del organismo es diferente. Algunos electrólitos son principalmente intracelulares y otros predominantemente extracelulares. Sin importar las diferentes concentraciones, en cada compartimiento hay un estado de electroneutralidad. El número total de cationes está equilibrado con un número igual de aniones. La distribución de electtólitos en líquido extracelular e intracelular se ilustra en las figuras 20-1 y 20-2. Las concentraciones de electrólitos generalmente se expresan en términos de su reactividad como miliequivalentes por litro de suero o plasma (meq/L) en vez de por peso, como mg/100 mi. El sistema de miliequivalentes es útil para calcular el equilibrio de electrólitos. Un meq(l/1 000 equivalente) de cualquier catión se combina con 1 meq de cualquier anión. La concentración de cationes en un litro de plasma es la misma que la concentración de aniones cuando se expresa en miliequivalentes. Cada litro de plasma tiene 154 meq de_cationes y 154 meq de aniones. Esta relación no se conserva cuando la concentración se expresa en mg/100 ml. Otra expresión que se utiliza para concentración de electrólitos es milimol/L (mmol/L), que corresponde al Sistema Internacional de Unidades.

SODIO El sodio es un catión que predomina en el líquido extracelular. Su concentración va de 136 a 145 mmol/L. Su principal

392 • QUIMICA CUNICA

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ANIONES (154 meq/L)

Distribución de electrólitos en el líquido extracelular. (Tomado de Stroot VA, Lee CAB, y Barrett CA: F/uids and Electrolytes: A Practica/ Approach, 3rd edition. Philadelphia, F.A. Davis, 1984, p. 14.)

función es preservar la distribución normal de agua y la presión osmótica en el plasma. Por su actividad osmótica, las modificaciones del contenido de sodio en el organismo se reflejan en cambios del volumen plasmático o los provocan. Si se pierde sodio del plasma, la osmolalidad plasmática disminuye; para tratar de igualar la osmolalidad entre los compartimientos de líquidos, penetra agua a las células, lo que resulta en una disminución del volumen plasmático. En contraste, una carga excesiva de sodio hace que la osmolalidad plasmática aumente. Una respuesta fisiológica a la carga de sodio es la concentración de agua en el riñón para que se recupere la osmolalidad plasmática normal, lo que ocasiona un incremento del volumen plasmático. Por tanto, se observa que el contenido total de Na+ del organismo y el agua del cuerpo están muy relacionados. Otras funciones del sodio incluyen su participación para preservar el equilibrio acidobásico (por el mecanismo de intercambio Na+-H+ en el nefrón) y la excitación de nervios y músculos. Regulación

El consumo de sodio en la dieta es de alrededor de 100 a 200 mmoUdía. El sodio se absorbe activamente en el intestino delgado, aunque en último término los riñones son los que regulan el contenido de sodio. El sodio se filtra en los glomérulos y la mayor parte de la .resorción del sodio filtrado (70%) ocurre en el tú bulo contorneado proximal mediante

proceso de transporte activo. El resto de la resorción de sodio se lleva a cabo en el asa de Henle y en el túbulo contorneado distal, en donde existe regulación hormonal. Los riñones tienen capacidad para resorber hasta 99% del sodio que filtran cuando es necesario. La orina que se excreta en casos tan extremos está prácticamente libre de sodio. La regulación de la resorción de sodio en el túbulo contorneado distal depende principalmente de la hormona aldosterona. Esta es una hormona mineralocorticoide que se secreta en la corteza de las glándulas suprarrenales y es importante para preservar el equilibrio de electrólitos. En presencia de aldosterona, se eleva la resorción de sodio en el túbulo distal, seguida por agua. Par~. preservar un equilibrio normal de cationes y aniones, conforme el sodio se resorbe se produce una excreción de K+ y H+. Cuando hay deficiencia o ausencia de aldosterona es imposible que se lleve a cabo la resorción máxima de Na+, y éste se excreta en la orina y se retienen K+ y H+. La secreción de aldosterona depende del sistema reninaangiotensina. En el nefrón existe un grupo de células especializadas que en conjunto se denominan aparato yuxtaglomerular. Este aparato se encuentra en el punto en que e túbulo contorneado distal y la arteriola aferente del glomérulo están más cercanos (véase la fig. 18-3). El aparato yuxtaglomerular consta de células yuxtaglomerulares que recubren la arteriola aferente y células de la mácula densa que recubren la porción primaria del túbulo contorneado distal.

ELECTROUTOS 20 • 393

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ANIONES 205 meq/L

Flg. 20.2. Distribución de electrólitos en el liquido intracelular. (Tomado de Stroot VR, Lee CAB, y Barret CA: Fluids and électrolytes: A Pracacaf Approach, 3rd edition. Phlladelphia, F.A. Davis, 1984, p. 31.)

Estos grupos de células activan el sistema renina-angiotensi::Ja mediante un mecanismo de percepción de presión. Las :nodificaciones en la presión del volumen sanguíneo en cir:ulación o las modificaciones de las concentraciones de sodio en la arteriola aferente las percibe el aparato yuxtaglo:nerular como distorsiones de la elongación o presión de las ?aredes arteriolares. Cuando se percibe esta variación de la t longación se activa el sistema renina-angiotensina. La reducción extrema del volumen extracelular, como :.:x:urre en casos de insuficiencia cardiaca, cirrosis o síndrome ::efrótico, disminuye el flujo sanguíneo renal a través de la :meriola aferente. El aparato yuxtaglomerular percibe la re::::ucción de presión y secreta renina, una enzima proteolftica ~e actúa sobre su sustrato en circulación que se denomina mgiotensinógeno, una globulina alfa-2 que el hígado secre:.:.. La renina toma 10 aminoácidos del angiotensinógeno y :nrma angiotensina l. Esta se transforma en su forma activa, !n angiotensina II, mediante una enzima convertidora que ;,epara dos o más aminoácidos cuando la sangre circula por !l pulmón. La angiotensina II es la sustancia que actúa sobre J corteza suprarrenal para estimular la secreción de aldoste:Jna. La angiotensina II también es un potente vasoconstric~ que incrementa la presión arterial sistémica. Cuando se :;.ecreta aldosterona, ésta ejerte sus efectos sobre el túbulo :ontorneado distal provocando retención de Na+ y agua para

expandir el volumen extracelular. El aparato yuxtaglomerular percibe la expansión de volumen resultante como un incremento de presión o elongación y suspende la producción de renina. El efecto final del sistema renina-angiotensina es regresar a la normalidad la concentración de sodio y el volumen sanguíneo en circulación. Al efectuarse la resorción de Na+, se excreta K+ y H+. Por tanto, la secreción de aldosterona produce concentración de Na+ y pérdida de K+ y H+. En contraste, un aumento en el consumo de Na+ expande inicialmente el líquido extracelular y el aparato yuxtaglomerular lo percibe como un incremento de presión, lo que provoca una reducción de la secreción de renina y aldosterona. Por tanto este efecto permite que se excrete el exceso de Na+ para restaurar la normalidad del volumen extracelular. En la figura 20-3 se presenta un diagrama del sistema renina-angiotensina. Otro mecanismo adicional importante para prese'fvar el equilibrio normal del agua es la acción de la ADH o vasopresina. La ADH es muy importante para la excreción de agua en los riñones. Es una hormona polipeptídica que se sintetiza en el hipotálamo y se almacena en el lóbulo posterior de la hipófisis, de donde se secreta como respu~sta al estímulo adecuado. La ADH incrementa la permeabilidad de los conductos recolectores al agua, lo que hace que se incremente la resorción de agua renal y la excreción de orina concentrada. En ausencia de ADH la resorción de agua se reduce y se producen grandes volúmenes de orina diluida. Los dos principales estímulos para la secreción de ADH son el incremento de la osmolalidad plasmática y la reducción del volumen sanguíneo en circulación. Un incremento

,¡. Volumen plasmático en circulación

Aparato { yuxtaglomerular

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Posición erecta Hemorragra Diuréticos Restricción de sal Edema

Renina

Angiotensinógeno -----:l~ Angiotensina 1 1

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Enzima convertidora

Angiotensina 11

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Corteza suprarrenal

Flg. 20-3.

~

i

Aldosterona ~ Hiperpotasemia

i

Resorción de Na

i

Volumen plasmático en circulación

Sistema renina-angiotensina-aldosterona.

394 •

QUIMICA CLINICA

.J. Volumen plasmático en circulación o

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Osmolalidad plasmática

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Secreción de ADH

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t Ingestión de agua t Resorción renal de agua

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Volumen plasmático en circulación

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J.. Osmolalidad plasmática

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.t. Secreción de ADH V

.J. Sed Flg. 2o-4.

ContrOl ae secreción de ADH.

de osmolalidad plasmática de tan sólo 2 mOsm es percibido por los receptores del hipotálamo y da lugar a un incremento en la producción y secreción de ADH. En la figura 20-4 se presenta un diagrama de los efectos del ADH sobre el volumen sanguíneo. en circulación. Existe otro factor que influye en la concentración de Na+. El péptido natriurético auricular (PNA) es una hormona polipeptídica que se produce en la aurícula cardiaca y desempeña cierta función en el equilibrio de líquidos y electrólitos. El PNA actúa sobre el riñón para favorecer la excreción de Na+ y agua, incrementando la tasa de filtración glomerular y reduciendo la resorción de Na+ en el túbulo proximal. Aparentemente se libera de manera específica como respuesta a hipervolemia persistente, mecanismo que se observa en casos de insuficiencia renal crónica, para favorecer una diuresis y natriuresis rápida. 1

La hiponatremia por agotamiento se refiere a afecciones en las cuales hay una verdadera pérdida del contenido total de sodio del organismo, mientras que la hiponatremia dilu; ional implica descenso de la concentración de sodio debido a los efectos de hidratación excesiva. La hiponatremia artifactual se refiere a errores analíticos que indican una concentración baja falsa de sodio y con frecuencia se denomina seudohiponatremia. La hiponatremia por agotamiento puede resultar de pérdidas renales o no renales. Las pérdidas renales se deben al uso de diuréticos y al hipoaldosteronismo. Los diuréticos son de utilidad para tratar el edema porque bloquean la resorción de Na+ o e¡- en el nefrón, lo que reduce la excreción urinaria de Na+ y agua. El hipoaldosteronismo es una afección del eje reninaangiotensina-aldosterona que se debe a deficiencias en la secreción de aldosterona o renina. En el hipoaldosteronismo primario hay deficiencia de aldosterona debido a un defecto de su síntesis en el interior de la corteza suprarrenal; por la deficiencia de aldosterona se pierde sodio y sus aniones en la orina. El hipoaldosteronismo secundario se refiere a unª producción deficiente de aldosterona debida a deficiencias de renina por daños al aparato yuxtaglomerular. Sin una producción adecuada de renina no se estimula la producción de aldosterona y no se resorbe Na+ de manera adecuada. La enfermedad de Addison es una deficiencia adrenocortical por destrucción del tejido renal, casi siempre d~ tipo autoinmunitario. Se produce deficiencia de hormonas mineralocorticoides y glucocorticoides y como resultado es imposible que se efectúe la máxima resorción de sodio. El sodio se pierde del organismo por fuentes no renales como las pérdidas gastrointestinales asociadas con diarrea o vómito. También se pierde sodio cuando se daña la piel por traumatismos o quemaduras graves.

Cuadro 20- 1. Causas de hlponatremia

De agotamiento

Pérdidas renales

Pérdidas no renales

Hlponatremla

El término hiponatremia significa contenido plasmático anormalmente bajo de Na+. Se observa cuando la concentración plasmática de Na+ es <136 mmol/L. Refleja la relación de Na+ con respecto al volumen plasmático y no da datos directos acerca del contenido total de Na+ del organismo. Por tanto la hiponatremia se presenta cuando hay niveles bajos, normales o altos de Na+ total en el organismo y cuando el volumen de líquido extracelular disminuye, es normal o se expande. Existen diversas clasificacioncts de la hiponatremia; en el cuadro 20-1 se presenta un sjstema conveniente que la clasifica en hiponatremia de agotamiento, dilucional o artifactual.

Diuréticos Hipoaldosteronismo Primario Secundario Enfermedad de Addison Gastrointestinales Diarrea Vómito Piel Quemaduras Traumatismos

Dlluclonai

SIADH Edema generalizado

Insuficiencia cardiaca congestiva Cirrosis Sfndrome nefrótico

Hipergiucemia Artlfactual (seudohiponatremla)

Hiper1ipidemia Hiperproteinemia

ELECTROLITOS 20 • 395

dad. Casi siempre desaparecen al corregir la hiponatremia, La hiponatremia dilucional resulta de afecciones en las pero es probable que se produzcan deficiencias neurológicas que aumenta la proporción de agua con respecto a sodio a nipermanentes, en especial cuando la concentración de Na+ es veles más altos de lo normal, por lo que en apariencia la concentración de sodio' desciende. Una causa de la hiponatremia • <110 mmol/L. También se observa debilidad muscular debido a alteraciones del proceso de despolarización. El tratamiento dilucional es el síndrome de ADH inadecuado (SIADH). Se para la hiponatremia es administrar manito} hipertónico o soproducen cantidades excesivas de ADH sin importar la oslución de NaCl para favorecer la diuresis osmótica. molalidad plasmática y las necesidades de agua del organismo. El aumento de ADH produce una mayor retención de agua que da lugar a hipoosmolalidad leve e hiponatremia. El SIADH puede ser ocasionado por diversas afecciones clíniHlpernatremla cas, en particular tumores malignos con producción ectópica de ADH, perturbaciones del sistema nervioso central y lesioLa hipernatremia ocurre cuando la concentración de Na+ nes craneales que dañan los osmorreceptores del hipotálamo. plasmático es superior a 145 mmol/L. La hipernatremia pueSe observa edema generalizado en pacientes que experide deberse a pérdida de agua o aumento del sodio. En el cuamentan un incremento notabl~ del sodio total en el organisdro 20-2 se describen las causas de la misma. mo. También se presentan graves defectos de la excreción de Generalmente la hipernatremia se debe a que se ~erde agua, de manera que la retención de agua es proporcionalmás agua que sodio. Las pérdidas frecuentes de agua suelen mente superior a la retención de sodio y da lugar a hiponatreocurrir en el aparato digestivo a consecuencia de vómito o diamia y edema. Con frecuencia esto se observa en las últimas rrea y por sudoración excesiva, como en caso de fiebre o ejercietapas de enfermedades como insuficiencia cardiaca congescio. tiva, cirrosis y síndrome nefrótico. Las pérdidas hormonales de agua que se produ<;,e n en la La glucosa, cuando está presente a altas concentraciones diabetes insípida se deben a deficiencia absoluta o relativa en plasma, ejerce una fuerza osmótica significativa y provode la secreción de ADH. En ausencia de ADH los conductos ca desplazamiento del agua hacia el interior de las células recolectores no resorben agua de manera adecuada y se exhasta que se recupera el equilibrio osmótico. El incremento cretan grandes cantidades de orina a diario. La pérdida de de agua extracelular reduce la concentración de sodio. Se esagua incrementa la osmolalidad plasmática, estimula el centima que el Na+ plasmático se reduce 1.6 mmol/L por cada tro de la sed y la persona ingiere agua. Sin embargo, si la inincremento de 100 mg/100 ml de glucosa sanguínea. 2 giere en cantidades inadecuadas es probable que desarrolle La hiponatremia artifactual o seudohiponatremia se prehipematremia e hiperosmolalidad. La diabetes insípida es ocasenta en afecciones en las cuales el volumen plasmático (que sionada por causas hipotalámicas o nefrogénicas. El tipo hinormalmente contiene 93% de agua) contiene cantidades signipotalámico se debe al daño de los osmorreceptores y reducción 5cativas de componentes no acuosos, como triglicéridos y de la producción de ADH y la diabetes insípida nefrogénica proteínas. El aumento de los niveles de triglicéridos o proteíes ocasionada por insuficiencia renal, ya que no hay una res:.as reemplaza cierta cantidad de agua y como el Na+ se enpuesta adecuada a la producción de hormona antidiurética. <:uentra confinado a los espacios acuosos, aparentemente el La hipernatremia debida a aumento de sodio se produce ~ontenido de Na+ desciende, cuando en realidad se mantiene en casos de ingestión aguda o administración de soluciones :.ormal. No se observan signos o síntomas de hiponatremia. hipertónicas de NaCI o NaHC0 3. Con frecuencia se produce Se produce seudohiponatremia por elevación de triglicéridos hipernatremia tras las venoclisis de NaHC03 para contrarres:n enfermedades como diabetes sacarina, síndrome nefrótico y tar la acidosis metabólica durante paro cardiaco. :o.lgunos tipos de cirrosis hepática. Sin embargo es necesario El hiperaldosteronismo primario (síndrome de Conn) se ; ue el nivel de triglicéridos sea de 1 500 mg/100 m1 o más alto asocia con hiperfuncionamiento de la glándula suprarrenal ;ara provocar un desplazamiento significativo de agua del que produce exceso de aldosterona. Este exceso incrementa la resorción de Na+ y de la excreción de K+. :::r ganismo. La hiperproteinemia que se produce en mieloma :núltiple y otras disproteinemias rara vez provoca seudohipo::,¡¡tremia. La hiponatremia casi nunca da lugar a síntomas clínicos Cuadro 20-2. Causas de hipernatremia :uando el nivel plasmático es> 125 mmol/L. Cuando se pro::ucen síntomas, suelen ser resultado del desplazamiento inPérdida de agua Pérdidas Vómito ::acelular de agua para igualar la presión osmótica entre el gastrointestinales Diarrea :ompartimiento intracelular y el extracelular. En general los Sudoración excesiva Fiebre :::Dtomas se deben a disfunción neurológica conforme el Ejercicio !:gUa penetra a las células cerebrales y ocasiona que se dilaDiabetes insípida Hipotalámica , n. Cuando la concentración plasmática de Na+ desciende a Nefrogénica =:enos de 125 mmol/L, el paciente experimenta náusea y ma.:star general. A niveles de 11 Oa 120 mmol/L se observa dolor 1ngestión/venoclisis .:e cabeza, letargo y ofuscación. A niveles <110 mmol/L se pre- Ganancia de sodio Hiperaldosteronismo Primario (síndrome ~ ntan síntomas más graves, ~omo convulsiones y coma. La deConn) ~vedad de los síntomas neurológicos se relaciona directaSecundario ::.ente con la rapidez con que desciende el Na+ y la osmolali-

396 •

QUIMICA CLINICA

Los síntomas de hiponatremia son principalmente neurológicos y se deben al desplazamiento del agua del interior de las células hacia el plasma para igualar la osmolalidad. La deshidratación de las células cerebrales da como resultado disfunción neurológica, con síntomas que van desde el letargo y debilidad muscular hasta manifestaciones más graves, como convulsiones, coma y muerte. Al igual que en la hiponatremia, la gravedad de los síntomas se relaciona con la rapidez y el grado de elevación de la concentración de Na+ y la osmolalidad plasmática. El tratamiento tiene el objetivo de corregir gradualmente el estado de hiperosmolalidad por administración oral o intravenosa de líquidos.

POTASIO El potasio es el principal catión intracelular del organismo. Noventa y ocho por ciento del K+ del cuerpo se ubica en el interior de las células y el restante 2% en el líquido extracelular. Esto produce una concentración muy diferente de K+ en los líquidos intracelular y extracelular. La concentración intracelular de K+ es 150 mmol/L, en comparación con la concentración plasmática de K+ de 3.5 a 5.0 mmol/L. La bomba activa de Na-K-ATPasa, que se localiza en la membrana celular, bombea Na+ hacia el exterior de la célula y K+ hacia el interior, para preservar una concentración extracelular alta de Na+ y una concentración intracelular alta de K+. 1 El potasio tiene dos funciones fisiológicas principales. Desempeña un papel importante en el metabolismo celular porque participa en la regulación de muchos procesos celulares. Cuando se produce desequilibro de K+, se afectan diversas funciones celulares. El potasio también es importante para la excitación neuromuscular. No sólo es importante la concentración sérica de K+, sino también la relación entre su concentración intracelular y extracelular, que es el principal determinante del potencial de membrana en reposo a través de la membrana celular. El potencial en reposo permite que se genere el potencial de acción necesario para el funcionamiento neural y muscular normal. Por tanto, la reducción excesiva de la concentración de K+ en plasma altera dicha relación y produce arritmias cardiacas y parálisis muscular. Regulación El balance extracelular de K+ se preserva en gran parte gracias a los riñones. El consumo diario normal de K+ es de 80 a lOO mmol. El K+ de la dieta se absorbe en el intestino delgado y se filtra en los glomérulos. El K+ que se filtra se resorbe casi en su totalidad en el túbulo contorneado proximal.' Como se dijo antes, la resorción de Na+ en el túbulo contorneado distal debe equilibrarse con la excreción de otros cationes, que son K+ y H+. Por tanto la excreción de K+ en orina depende en parte de la cantidad de Na+ disponible para resorción, así como de la concentración de aldosterona en circulación. El riñón es menos eficaz para conservar K+ que Na+. Aun en estados de deficiencia de K+ el riñón continúa excretando una pequeña cantidad del rnismo. 3 Los niveles altos de K+ estimulan directamente la producción de aldosterona sin activar el sistema reni~a-angiotensina4 (véase la fig. 20-3). El efecto del incremento de aldosterona es favorecer

la excreción urinaria de K+ para mantener una concentración plasmática normal del mismo. f

Hlpopotasemla La hipopotasemia se produce cuando el nivel de K+ en plasma es <3.5 mmol!L. En el cuadro 20-3 se describen sus causas. La penetración de K+ al músculo esquelético y a las células hepáticas depende en parte de la insulina. 1 Se produce exceso de excreción de insulina cuando se consumen muchos carbohidratos, en particular en casos de hiperalimentación intravenosa, y dan como resultado hipopotasemia transitoria. En la alcalosis se intercambia H+ por K+ a través de la membrana. Como hay, deficiencia de H+ en el ,líquido extracelular durante la alcalosis, el H+ del interior de la célula pasa al líquido extracelular y el K+ penetra a la célula .gara preservar el equilibrio de cationes. Este desplazamiento extracelular de K+ da lugar a hipopotasemia. Se estima que la concentración plasmática de K+ disminuye 0.6 mmol/L por cada incremento de 0.1 unidades de pH durante perturbacio;. nes acidobásicas. 1 El hiperaldosteronismo primario también se denomina síndrome de Conn. La mayoría de los casos se debe a tumores de las glándulas suprarrenales, que originan producción excesiva de aldosterona. A su vez esta última aumenta la excreción renal de K+. El hiperaldosteronismo secundario resulta de la estimulación de la producción de aldosterona por el sistema renina-angiotensina. (Véase la descripción en hiponatremia.) Los estados edematosos, como cirrosis y síndrome nefrótico, con frecuencia se asocian con hiperaldosteronismo secundario.s Se forma edema con la disminución resultante de volumen plasmático. El aparato yuxtaglomerular detecta la reducción de volumen plasmático conforme la sangre fluye por la arteriola aferente. Esto estimula el sistema reninaangiotensina y en consecuencia produce hiperaldosteronismo. Los diuréticos que actúan en el túbulo contorneado proximal incrementan el flujo de filtrado de orina a través del túbulo inhibiendo la resorción de NaCl. La secreción de potasio y su excreción final mejoran debido al aumento de la tasa de flujo. La ingestión crónica de grandes cantidades de orozuz produce el síndrome de seudohiperaldosteronismo. El orozuz contiene un compuesto, el ácido glicirrícico, que actúa en los túbulos renales en forma similar a la aldosteroCuadro 20-3. Causas de hlpopotasemla -del consumo celular

lncremen~o

Exceso de insulina

Pérdidas renales

Alcalosis Hiperaldosteronismo

Primario Secundario

Diuréticos Ingestión de orozuz (seudohipopotasemia)

Pérdidas gastrointestinales excesivas

Vómito Diarrea Abuso de laxantes

ELECTROLITOS 20 • 397

na. Favorece la secreción de K+ y H+ y la retención de Na+. pales causas de hiperpotasemia ya que los riñones son la única vía significativa para la eliminación de K+. El hipoaldosAlgunos tabacos para masticar están tratados con orozuz y teronismo también produce menor capacidad de los riñones también producen dicho síndrome. para excretar K+; la insuficiencia r.enal crónica en general no La hipopotasemia es un hallazgo frecuente en pacientes con vómito persistente o succión nasogástrica, debido a que • se asocia con hiperpotasemia significativa a menos que la tasa de filtración glomerular sea menor de 15 a 20 mmol/mise pierde K+ en el vómito. 1 Además, cualquier afección en la nuto.6 Como se desarrolla insuficiencia renal crónica con el que exista diarrea prolongada puede provocar hipopotasetranscurso del tiempo, el organismo utiliza mecanismos de mia. En general las pérdidas de K+ en heces son despreciaadaptación extrarrenal para prevenir la hiperpotasemia. bles, pero su importancia clínica aumenta en casos de diarrea o uso excesivo de laxantes. La seudohiperpotasemia es un fenómeno que ocurre in vitro cuando se libera K+ de los eritrocitos, leucocitos o plaLos síntomas que presenta la hipopotasemia se relacioquetas durante la coagulación.6 Se observa en pacientes que :lan con los niveles de reducción de K+ en el músculo, el tienen recuento de leucocitos superior a 100 000fmm3 o re:Uncionamiento renal y la conducción ,cardiaca. Los niveles · ajos de K+ aumentan el potencial de membrana en reposo, cuento de plaquetas superior a 500 OOO/mm3 . También se observa en pacientes con anormalidades de las membranas :educen la excitabilidad muscular y provocan debilidad musde los eritrocitos. Los valores de potasio en estas afecciones =ular y parálisis. Los síntomas de debilidad muscular como :alambres, parestesia y tetania no se manifiestan hasta que la pueden ser hasta de 7 a 9 mmol!L. 1 La seudohiperpotasxmia ¡:oncentración de K+ desciende a menos de 2.5 rnmol/L. 1 Sin se detecta comparando la concentración de K+ en una mues! mbargo, la aparición de los síntomas depende también de tra de suero y otra de plasma heparinizado del paciente. En tros factores, como la concentración de calcio, el pH y la general el valor en suero es de 0.2 a 0.3 mmol/L más alto que el valor plasmático debido a la coagulación normal. 6 Las ·elocidad a la que se desarrolla la hipopotasemia. En casos :::uís graves puede producirse la muerte a consecuencia de indiferencias superiores a la anterior sugieren seudohiperpotai1lficiencia respiratoria. La hipopotasemia también altera disemia. Como la insulina facilita la penetración de K+ en las células musculares y hepáticas, una deficiencia de ella inhibe ersas funciones renales, incluyendo la tasa de filtración glola entrada y contribuye a la acumulación extracelular de K+. =erular y la capacidad de concentración, y da lugar a síntomas ;e poliuria. Los síntomas de hiperpotasemia se asocian con debilidad muscular y conducción cardiaca anormal. Las concentraciones de K+ que exceden 7 .O mmol/L constituyen una urooflperpotasemla gencia médica. 7 La hiperpotasemia reduce el potencial de membrana en reposo de las células, lo que da lugar a debili:.._:¡ hiperpotasemia se produce cuando la concentración dad muscular o parálisis. Los efectos cardiacos de la hiper:~asmática de K+ es mayor a 5.0 mmol/L. En el cuadro 20-4 potasemia son graves y pueden producir paro cardiaco. ~ indican las principales causas de hiperpotasemia. El consumo mayor de potasio en la dieta es una causa ~o frecuente de hiperpotasemia y la enfermedad no ocurre CLORUROS 1 menos que exista alguna otra afección simultánea, como -:!lapso renal, que evite la excreción de K+. El incremento de El cloruro es el principal anión extracelular del organismo y descomposición de tejidos con liberación de K+ intracelusu concentración va de 99 a 109 mmol/L. Con pocas excep.:r también provoca hiperpotasemia. Algunos ejemplos de ciones el metabolismo normal del cloruro está muy relacio~strucción de tejidos de este tipo son accidentes en vehícunado con el de Na+. Por su asociación con el Na+, las princi:-s motorizados o lesiones por aplastamiento. También hay pales funciones del CI- incluyen la preservación del equilibrio -_as de K+ en tejidos dañados durante procedimientos quide líquidos y de la presión osmótica. Los niveles de cloruro -=gicos. en general varían en proporción con los de sodio en caso de En condiciones de acidosis, el H+ se desplaza al interior cualquier modificación del contenido de agua del organismo. las células a fin de aumentar el pH plasmático y se expulCualquier cambio desproporcionado en el contenido de CI, K+ con un incremento consecuente de los niveles de K+ de con respecto al de Na+ es atribuible a alteraciones del equili~ximadamente 0.6 mmol/L por cada reducción de 0.1 brio acidobásico en el organismo. El cloruro también es im;dades de pH. El colapso renal agudo es una de las principortante para preservar un equilibrio normal de aniones y cationes, ya que se intercambia con el bicarbonato (HC0 3- ) en Cuadro 20-4. Causas de la hlperpotasemla procesos conocidos como desplazamiento de cloruros (fig. 20-5). El eo2 se acumula en las células de los tejidos como aaemento del consumo de K+ producto del metabolismo celular normal. Se difunde al exaaemento de la lisis celular terior de las células de los tejidos y penetra al plasma, en Acidosis a.leraclón del consumo donde se disuelve en una pequeña cantidad. Sin embargo, la Deficiencia de insulina :elu lar mayor parte del co2 se difunde descendiendo por un graclones de la excreción Colapso renal diente de concentración que empieza por H2C03 . La enzima -en al Hipoaldosteronlsmo anhidrasa carbónica cataliza esta reacción. El H2C03 se disoLeucocitosis (> 100 OOO/mm3) cia en H+ amortiguado por la hemoglobina y en el interior de 3 Trombocitosis (>500 OOO/mm ) la célula su concentración se eleva aún mas que la concentrat-lemólisls ción extracelular, por lo que se difunde hacia el exterior de

398 • QUIMICA CUNICA

Cuadro 20·5. Causas de hlpocloremia Pérdidas gastrointestinales Plasma Eritrocito

_Anhldrasa carbónica

'buemaduras Pérdidas renales

Vómito prolongado Succión nasogástrica Diuréticos Alcalosis metabólica

renales excretan CI- con la subsecuente reducción de s u concentración en suero. Hlpercloremla La hipercloremia se produce cuando el nivel de e¡- es >109 mmol/L. En el cuadro 20-6 se indican las causas de la misma. Las afecciones que producen hipernatremia también producen hipercloremia. Sin embargo, la elevación de elcuando los niveles de Na+ son normales se debe a perturbaciones acidobásicas, que dan lugar a acidosis metabólica con reducción de Heo3-. En estos casos, para preservar una concentración normal de aniones se retiene CI- y se prodóce hipercloremia. El bicarbonato de sodio se pierde del aparato digestivo por vómito prolongado y por acidosis tubular renal, en cuyo caso la resorción del bicarbonato en los túbulos renaies se reduce.

Flg. 20.5. Desplazamiento de cloruros. Los iones cloruro se intercambian con el bicarbonato a medida que el dióxido de carbono se transporta y amortigua en el eritrocito. (Tomado de 11/ustrated Textbook of Clínica/ Chemistry, 2F, por William J. Marshall. Gower Medícal Publlshlng, London, UK, 1992.)

la misma. Para preservar la electroneutralidad, el CI- fluye al interior de la célula y se intercambia por HC03-. Este proceso se denomina desplazamiento de cloruros. La dieta promedio diaria contiene de 70 a 200 mmol de cloruros en forma de sales de sodio o potasio. Los cloruros de la dieta se absorben en el intestino delgado. La regulación de la concentración de cloruros se relaciona pasivamente con el Na+ en el túbulo contorneado proximal y se produce más resorción en el asa de Henle.

Hlpocloremla Se produce hipocloremia cuando el nivel de e¡- en suero es <99 mmol/L. En el cuadro 20-5 se indican las causas de hipocloremia. Normalmente las pérdidas digestivas de CI- son despreciables. Sin embargo, como existe e¡- en el contenido gástrico asociado con H+ para formar He!, la pérdida de contenido gástrico por vómito prolongado o succión nasogástrica suele inducir hipocloremia. El uso o abuso de diuréticos que favorecen la excreción renal de Na+ también promueve la excreción renal de ei-, porque está asociado con Na... En la alcalosis metabólica hay un exceso de iones Heo3- . Para compensar la acumulación de cargas negativas debidas a los aniones HC0 3- , los túbulos

Cloruros en suero Una variante de la determinación de cloruros que tiene significado clínico es el análisis del contenido de cloruros en suero: la prueba de cloruros en suero. Esta se efectúa en niños recién nacidos y pacientes pediátricos para diagnosticar fibrosis quística. Esta enfermedad es una afección generalizada de las glándulas exocrinas que se caracteriza por secreciones mucosas excesivas. El moco es rico en glucoproteínas que precipitan y obstruyen los conductos de los órganos. La principal característica clínica de la enfermedad se debe a obstrucción de los pulmones y de las vías respiratorias superiores, que da lugar a insuficiencia respiratoria La fibrosis quística se hereda como rasgo recesivo y afecta aproximadamente a uno de cada 2 000 niños de raza blanca en Estados Unidos y la frecuencia de los portadores es de uno por cada 20.8 Una característica de la enfermedad que sirve para establecer el diagnóstico es que se manifiesta un patrón anormal de electrólitos en el sudor, un aumento de los niveles de Na+ y Cl-. La concentración de cloruros en suero se considera como el parámetro más confiable y uno de los que se determina con mayor frecuencia. Las concentraciones normales de cloruros en suero son <40 mmol/L. En pacientes pediátriCuadro 20-6. Causas de hipercloremla Deshidratación Acidosis tubular renal Acidosis metabólica

Diarrea prolongada Pérdida de NaHC03 Intoxicación con salicilatos

l

l

ELECTROLrTOS 20 • 399

:os con fibrosis quística, los niveles de cloruros en suero son

:.e 60 a 160 mmol/L. Aunque no es específico para fibrosis ~Jística,

en general el valor de cloruros en suero superior a

-J mmol/L se considera diagnóstico de dicha afección.

Generalmente el suero se obtiene mediante un procedí- • =-iento de iontoforesis de pilocarpina. La sudoración se in.:Xe aplicando una corriente que se genera mediante electro;.JS en algún área de la piel, por ejemplo el antebrazo. El s:::dor se recolecta en un cuadro de gasa y se ·eluye el conte.ñio de cloruros del mismo para efectuar la determinación. .:ha alternativa es determinar el contenido de cloruros en su:cr directamente mediante un electrodo ion selectivo que se :cloca en el sudor acumulado. IICARBONATO

:::1 bicarbonato (HC03-) constituye la segunda fracción de eones más importante en el líquido extracelular. Es el prin~ componente del C02 total en plasma. Su concentración ~ suero va de 22 a 28 mmol/L. El bicarbonato funciona ::mo un componente importante del sistema amortiguador ~bonato-ácido carbónico y, como tal, actúa con prontitud ::ora amortiguar cualquier cambio repentino en el pH sanguíxo. También sirve como forma de transporte para el C02 se produce mediante procesos metabólicos en los tejidos ..!ega a los pulmones para ser exhalado. La concentración z bicarbonato se regula principalmente en los riñones por .m:remento o reducción de la resorción tubular, para preserla homeostasia acidobásica. La reducción de niveles plasmáticos de HC03- da como ~ultado una afección acidobásica que se denomina acidosis 111:-:tabólica, mientras que los niveles más altos producen al::imis metabólica. En el capítulo 21 se describen otras caude estos desequilibrios acidobásicos, por tanto, no se deaquí el significado clínico de los mismos. Sin embargo, ::oncentración de HC03- forma parte importante del perfil =:npleto de electrólitos, ya que los niveles de HC0 3- y Ctlen variar en forma recíproca para que el organismo pre..e:-.-e su electroneutralidad normal.

E. ;:uerpo existe en un estado de electroneutralidad en el cual ;urna de cationes es igual a la de aniones. Sin embargo, en la ~nninación rutinaria de electrólitos sólo se evalúan los ni•es de Na+, K+, Cl- y HC0 3- . Como no se determinan tolos iones, existe discrepancia matemática entre los valede los aniones y los cationes que se miden, y esto se «::Qmina brecha de aniones. Dicha brecha generalmente se ..:ula con alguna de las fórmulas siguientes:

=

lor de 8 a 16 mmoi/L representa la contribución de los aniones que no se miden: proteínas, fosfatos, sulfatos y ácidos orgánicos. Excluyendo el error de laboratorio en la determinación de electrólitos, una variación en la brecha de aniones implica un cambio de los aniones o cationes que no se miden (K+, CA2+, Mg 2+). Desde el punto de vista clínico el cálculo de la brecha de aniones es de utilidad en afecciones del equilibrio acidobásico y se describe en ese capítulo. Sin embargo, este cálculo también es útil como método económico para control de calidad en el laboratorio y se realiza en diversos analizadores automáticos de electrólitos. La anormalidad más frecuente es un aumento de la brecha de aniones. En el cuadro 20-7 se indican los mecanismos que incrementan dicha brecha. Es muy raro observar un incremento de la brecha de aniones debido a reducción de los cationes que no se miden y como consecuencia de hipopotasemia, hipocalcemia e hipomagnesemia, por las concentraciones relativamente"'bajas de estos cationes en relación con el sodio. La magnitud de la reducción que se necesita para provocar una brecha anormal de aniones no es compatible con la vida, a menos que los tres cationes que se determinan se reduzcan de m~mera simultánea.9 La brecha de aniones se incrementa en este tipo de afecciones debido al aumento de Na+ o a la reducción en el anión que se determina para compensar la pérdida de los cationes que no se miden . La acumulación de los diversos tipos de ácidos inorgánicos, como fosfato o sulfato, que se producen en casos de colapso renal y la acumulación de ácidos orgánicos por acidosis láctica o cetoacidosis son las causas más frecuentes del incremento de la brecha de aniones. Para controlar la acumulación de estos aniones que no se determinan, se reducen los aniones medidos, Ct- y HC03-, lo que provoca un incremento de la brecha de aniones. La ingestión de sustancias tóxicas como metano!, etilenglicol y salicilatos, conduce a la acumulación de diversos aniones como formato y salicilato, que producen en gran parte incremento de la brecha de aniones. Las dosis altas de antibióticos como penicilina o carbenicilina contienen Na+ y un anión asociado, lo que provoca una reducción de los aniones que se determinan. La hiperalbuminemia casi nunca ocurre clínicamente con excepción de una elevación transitoria tras aplicar venoCuadro 20· 7. Causas de Incremento de la brecha de aniones Reducción de los cationes no medidos Aumento de los aniones no medidos

12-20 mmoi/L Error de laboratorio

Como el K+ es un catión·de tipo intracelular su contribu... es baja, y con frecuencia se omite de los cálculos. El va-

Uremia (fosfato, sulfato) Acidosis láctica Cetoacidosis Ingestión de sustancias tóxicas M etanol Etilenglicol Salicilatos Dosis altas de antibióticos Incremento de la carga proteica neta Sobreestimación de sodio Subestimación de cloruros o bicarbonatos

400 • QUIMICA CLINICA

Cuadro 20-8.

Causas de reducción de la brecha de aniones

Incremento de los cationes no medidos Reducción de los aniones no medidos Error de laboratorio

K+, Ca2+, Mg2 + Paraprotefnas Hipoalbuminemla Dilución Subestimación del sodio Sobreestimación de e¡- o HC03-

clisis con albúmina o deshidratación aguda. Por tanto, aunque en teoría es posible, la reducción de la brecha de aniones debida a incremento de la carga neta de proteínas casi nunca se observa.9 Los errores de laboratorio debidos a sobreestimación de Na+ o subestimación de CI- o HC0 3- son una posibilidad que es necesario descartar antes de considerar que la anormalidad tiene base fisiológica. La reducción de la brecha de aniones se observa con mayor frecuencia que el incremento de la misma. En el cuadro 20-8 se indican los mecanismos que la producen. Con poca frecuencia se encuentra reducción de la brecha de aniones debida a hiperpotasemia, hipercalcemia o hipermagnesemia, ya que los valores extremos que se necesitan para compensar la brecha de aniones ponen en peligro la vida. Se observan aniones anormales como lgG en algunas gammopatías y asumen cargas positivas al pH fisiológico y se comportan como cationes. El cloruro se retiene para compensar las cargas y esto produce una reducción de la brecha de aniones.9 La reducción de la brecha de aniones debida a hipoalbuminemia posiblemente sea la causa más frecuente de esta anormalidad. La reducción de los aniones proteicos se compensa con un incremento de los aniones que se miden. Las afecciones como síndrome nefrótico, cirrosis o hemorragia grave a menudo producen hipoalbuminemia. La dilución del líquido extracelular también reduce la brecha porque se produce una reducción proporcional en la concentración de sodio. Otras posibles causas de reducción de la brecha de aniones son errores de laboratorio para determinar Na+ y afecciones que contribuyen a seudohiponatremia. De manera similar, la sobreestimación de CI-, ya sea debido a interferencias como bromuros o a errores de laboratorio, también reduce la brecha y debe considerarse con cuidado como posible causa de la anormalidad.

Electrólitos en orina

La determinación de niveles de electrólitos en orina tiene válor diagnóstico limitado, debido a diversos factores que influyen en la excreción urinaria de electrólitos. Las variables como consumo en la dieta, estado de hidratación, estado hemodinárnico, postura, equilibrio acidobásico, fármacos y enfermedades son determinantes de las concentraciones de electrólitos en orina. 10 Sin embargo, cuando se consideran con cuidado esta~ variables, los niveles de electrólitos en orina proporcionan información útil en ciertos medios clínicos. Se han establecido rangos de r6ferencia para determinaciones de electrólitos en muestras de orina de 24 horas, aunque aún no se establecen rangos de referencia para muestras aleato-

rías o· frescas. Los valores de sodio en orina van de 40 a 220 mmol/24 horas. Los valores de potasio en orina van de 25 a 150 mmol/24 horas. • El Na+ urinario en una muestra .fresca o aleatoria es una prueba útil para diagnóstico diferencial de hiponatremia, cuando dicho diagnóstico no se deduce por otros métodos. Cuando el Na+ en suero se reduce, la respuesta renal normal es conservar el sodio, lo que se manifiesta por un nivel urinario bajo de Na+. Por tanto, cuando el funcionamiento renal es normal, los niveles urinarios de Na+ <20 mmoi/L generalmente sugieren pérdidas extrarrenales, por ejemplo a través del aparato digestivo, que explican la hiponatremia. En contraste, los valores de Na+ en orina >20 mmol/L y los niveles séricos de Na+ bajos sugieren pérdidas renales de Na+ debido a que el riñón es incapaz de conservarlo. Los niveles de potasio en orina tienen aplicación más limitada que los de Na+ en orina, pero ayudan a evaluar la hipopotasemia inexplicable.9 El nivel de K+ en orina <10 mm01/L refleja una respuesta renal normal para conservar K+ y por tanto sugiere otras pérdidas de K+, incluyendo pérdidas gastrointestinales o consumo inadecuado. El valor de K+ en orina > 10 mmol/L indica pérdidas renales debidas a fl\ctores como tratamiento con diuréticos, alcalosis, exceso de aldosterona o enfermedades renales. Las determinaciones de K+ en orina también constituyen un índice indirecto de la actividad de mineralocorticoides en forma de la relación urinaria de Na: K. La relación normal es 2:1 y el nivel de Na+ en orina corresponde al doble del nivel de K+ en orina. En casos de hiperaldosteronismo, la relación se invierte y es aproximadamente de 1:40, lo que indica aumento de resorción de Na+ y excreción de K+. En casos de hipoaldosteronismo la relación puede ser hasta de 10: l. El control de K+ en orina sirve para detectar la tendencia crónica al desequilibrio de K+ antes de que se reduzcan los niveles de K+ en suero. La evaluación de CI- en orina sólo se aplica para estudiar la alcalosis metabólica persistente. Un nivel de e¡- en orina <10 mmol/L indica pérdidas de tipo gástrico o inducidas por diuréticos, mientras que el valor de e¡- en orina >10 mmol/L indica pérdidas renales.

MAGNESIO

El magnesio es el segundo catión más abundante en el líquido intracelular. Cerca de 31% del magnesio total del organismo se encuentra en el líquido intracelular y hay un 67lfr adicional en los huesos. 11 El restante 1 o 2% se encuentra en el suero, en donde su concentración va de 1.5 a 2.5 meq/L (0.075 0.96 mmol/L). Aproximadamente 35% del magnesio sérico está enlazado con proteínas, y el resto se encuentr:l como iones libres o complejos de bajo peso molecular. E magnesio tiene diversas funciones en el organismo. El magnesio intracelular desempeña un papel importante en la fisiología celular y cataliza diversas reacciones enzimáticas que participan en la transferencia, almacenamiento y utilizaciór: de energía. Las reacciones en las que participa el trifosfato de adenosina (ATP) son activadas por magnesio. Este últimc también participa en el metabolismo de carbohidratos, gmsas, ácidos nucleicos y proteínas.

a

ELECTROUTOS 20 • 401

Cuadro 20-9. Causas de hlpomagnesemla Afecciones del consumo o Intestinales

Pérdidas renales excesivas

Absorción Desnutrición Síndromes de malabsorción Diarrea Alcoholismo Diuréticos Hiperaldosteronismo Hiperparatiroidismo primario

'

La dieta diaria normal aporta aproximadamente 25 meq de magnesio, un valor ligeramente superior a los requerimientos diarios. Se estima que una porción considerable de la población norteamericana consume cantidades de magnesio inferiores a las ideales. 12 Muchos factores que regulan el metabolismo del magnesio son desconocidos. Los riñones conservan el magnesio cuando hay deficiencia del mismo. Se cree que la aldosterona controla la excreción renal de magnesio de manera similar a la del potasio. 13

Hlpomagnesemla

La hipomagnesemia ocurre cuando la concentración de magnesio es <1.5 meq/L. La hipomagnesemia sintomática generalmente se presenta con niveles <1 meq/litro. Es difícil que se produzca una deficiencia de magnesio debido a restricciones en la dieta. Sin embargo, la desnutrición prolongada o las venoclisis con líquidos que no contienen magnesio provocan hipomagnesemia. La deficiencia de . :nagnesio es relativamente frecuente en pacientes hospitalizados. 12 En el síndrome de malabsorción se excreta magne5io en heces en forma de jabón. La diarrea también produce ;>érdidas de magnesio a través del aparato digestivo. El alcoholismo es otra causa frecuente de hipomagnesemia debido a =onsumo crónico inadecuado de alimentos. La causa más general de pérdidas renales excesivas de :nagnesio es la terapéutica con diuréticos. También se produ.:en pérdidas renales como resultado de la producción excesiYa de aldosterona, que favorece la secreción de magnesio, y ~n hiperparatiroidismo primario en el cual la hormona paratiroidea (PTH) inhibe la resorción de magnesio en el túbulo ;enal. Los síntomas de hipomagnesemia incluyen manifesta:iones psiquiátricas y neurológicas, como depresión mental _ confusión, alucinaciones, convulsiones y debilidad muscu' l f con signos de tetania. Las manifestaciones cardiovascula:es de deficiencia de magnesio tienen importancia clínica :;x>rque se producen arritmias cardiacas graves. La deficien:ia crónica de magnesio se ha relacionado con un incremen;o en la tasa de aterosclerosis y alteración de los lípidos en ;.angre. 12 La evidencia también sugiere que las deficiencias 5e magnesio se asocian con otras anormalidades cardiacas, ~e van desde ataques isquémicos transitorios hasta infarto miocardio. 14 La importancia del magnesio para prevenir y _-atar las enfermedades cardiovasculares recibe cada vez ma-or atención, lo que ha contr\buido al mayor número de soli:itudes de análisis de magnesio en el laboratorio. 14 El trata:::iento consiste en administrar sales de magnesio, de las cuales

la más frecuente es el sulfato de magnesio. La hipomagnesemia previene la acción de la PTH en los huesos, provocando hipocalcemia secundaria. Cuando esto ocurre, es necesario administrar súplementos de calcio para corregir las deficiencias.

Hlpermagnesemla La hipermagnesemia se produce cuando la concentración de magnesio en suero es >2.5 meq/L, aunque en general no se presentan síntomas hasta que el valor excede 4 meq/L. En el cuadro 20-10 se explican sus causas. La causa más frecuente de hipermagnesernia es insuficiencia renal con la consecuente afección de la concentración de magnesio. Se produce intoxicación con magnesio por ingestión de los diversos antiácidos comerciales que contienen sales de magnesio o la de grandes cantidades de Iehhe de magnesia, un agente catártico. Los síntomas de hipermagnesemia se deben a los efectos tóxicos del magnesio sobre el sistema nervioso central y en el funcionamiento cardiaco. Los niveles de magqesio de 5 a 7 meq/L ocasionan somnolencia y depresión del c~ntro respiratorio, y se produce coma a niveles altos, de 10 a 15 meq!L.l 3 El paro cardiaco ocurre a niveles de 15 a 20 meq/L. El aumento de los niveles de magnesio suprime la liberación de acetilcolina y bloquea la transmisión en la unión neuromuscular.1 2 La toxicidad por magnesio se trata mejorando el funcionamiento renal o mediante diálisis.

HIERRO Las trazas de hierro son fundamentales para los seres humanos y otros organismos vivos. Este elemento funciona como parte integral de la hemoglobina, la mioglobina, el citocromo, y otras enzimas respiratorias se enlazan con el oxígeno y facilitan su transporte. El contenido total de hierro del organismo es aproximadamente 4 a 5 g, de los cuales 66% se encuentra en la hemoglobina. Un 4% adicional se encuentra en la mioglobina y en las enzimas del sistema de los citocromos que contienen hierro. El restante 30% está en diversos sitios de almacenamiento, principalmente bazo, hígado y médula ósea. Sólo 0.1% del hierro total del organismo circula en el plasma enlazado con la proteína de transporte transferrina y su concentración es de 50 a 130 J.Lg/100 mi en mujeres y de 60 a 150 J.Lg/100 mi en varones.

Regulación La dieta diaria promedio en Estados Unidos contiene 10 a 20 mg de fiierro, principalmente en forma de proteínas que contienen hem. En general el cuerpo absorbe sólo de 5 a 10%, lo que proporciona el requerimiento diario de 1 a 2 mg de hieCuadro 20- 10. Causas de hlpermagnesemla Insuficiencia renal Intoxicación con magnesio

Antiácidos Leche de magnesia

~02

• QUIMICA CUNICA

ELECillOUTOS 20 • 403

ABSORCION DE HIERRO HIERRO EN lOS ALIMENTOS

3

(Fe

t

+

(Fe2') UNIDO A HEM

') NO UNIDO A HEM

- -- - -

lUMEN

Alimentos

Acido ascórbico

pH (pérdidas por descamación)

Fe3' -APOFERRITINA

CELUlA DE lA MUCOSA

•

FERRITINA HEMOSIDERINA

PlASMA

" .-""""'"'"'00

o MEDUlA OSEA - - - -

~ HGB

Flg. 2G-6. Absorción de hierro.

se absorben de la dicta. La recirculación del hierro lllklltll In mnyor parte de los 20 mg que se requieren a diario J'~IQ 1" critrupoyesis normal. Sin embargo, la cantidad de lth·uu 1111c >e nbsorhc varia considerablemente de acuerdo 11111 1" l'lllllll{ldción de la dieta y otros factores. La absorción ti• lolrttu urucrc en el duodeno y se incrementa hasta un 20% • 11 1 • t~•h" 1h· dd1cicncia de hierro y durante el desarrollo y • lonthnc~/11, runntlui:IS necesidades de hierro son mayores. 1lltlrno1olc 1~ tlicta existe unido con hem o separado de 1 lllolrttoo uuloh\ ni he m se encuentra principalmente en la In '""'lool•llln y 1~ nolualubin:l y se absorbe de manera dirwa ro IIHI - 1h 1"' 1~ luln ~ ole In mucosa intestinal (fig. 20-6). El loi• "" "" 11111tl11 ni loo'ni 'e rnrucntm en nlimcntos como ver'""''' \' In~ 1111, 111 lt•lnl~ 1lc hillróxido férrico. El hierro de l.c.11. t• ,1).. ~""~~~~ 111 h•1onn fruu~a (Fc1'); el hierro de l• •lit t~ tll" 1U~ 111 lo•1m~ ltouo·~ (k") tlche reducirse prime'" 1 lloh•l lllt tPII - to•loloo 1'1 d,lol¡l n'rt\1hil'o y lns condicioloo • •• ioiH• clo lo¡•oollllloltO l• •llh n lnt'lllli111 cMn ltducción y 11111 llooollo1~ ¡ol• ••o 11i\n ( lloo• l~t IIIIC~ nr11lnn t llllltJ ngcnle~ hh•l•orn.loooo 1 y '' tluoon '" ~h1u1•líln tlr hlr11u 1111 unido al 1"'"' 1"' oillnl••• y lt~•IHII" '1"'' tnnllruruo'lrllll' nlinocnlo~. 1111 IIUC

incluyendo los cereales, inhiben la reducción del hierro, lo mismo que los antiácidos y antibióticos. 15 . Una vez que se reduce a forma ferrosa, cerca de 5 a 1~ del hierro de la dicta penetra a las células de la mucosa. El resto se pierde en las heces. Se desconoce el mecaniSlllO exacto de absorción del hierro, pero parece estar mediado por transportadores. El con!rol de la absorción de hierro RSÍde a nivel de la mucosa intestinal; la homeostasis del hierro no se regula mediante excreción. . Al penetrar a lns células de la mucosa el hierro se o:ud;' de nuevo a la forma férrica (FeJ•) y se almacena en la pro1e1· na apofcrritina para constituir las reservas de hierro. El principal complejo de almacenamiento se denomina ferritina. Es1a es la principal proteína de almacenamiento de hierro que se encuentra en todas las célulns del organismo. Sin el])- · bargo, los sitios de almacenamiento más imponanres son!~ células del sistema reliculocndolelial y del hígado. La fernuna está formada por una capa de apoproteína en torno a un centro de hidrofosfato férrico y puede contener hasta 4 iX)) átomos !le hierro.' 6 Las isofcrritinas procedemes de diferenrcs tejidos se separan mediante métodos cleclroforflicos que:

se basan en que su composición de aminoácidos es di~ere~tc. Mientras la ferritina es una proteína_ soluble, la hemos1_dcrma una forma insoluble de reservns ontracelulares de h1erro y ~bablemente representa la desnaturalización ~e 1~ molécu· la de fcrritina. Se observan gránulos de hcmosJdenna en los tt'idos tras efectuar un revelado específico para el hierro, ~ejemplo con revelador de azul de Prusia. Aunque la mayor parte de la ferritina se encuenlra en los tejidos, hay un pequeño porcentaje en plasma~ en donde ~u concentración es proporcional a la concenlfaCJÓn en ~1 leJI· do. Por tanto, la determinación de los ni ~eles de femlma sérica es una indicación directa de la canudad de reservas de hierro. La concentración de ferritina en suero _es de 20 a 300 nglml en varones y de 1Oa 120 ng/ml en mujeres. Las concentraciones inferiores a 10 ng/ml son una caracterfsuca de _; la anemia por deficiencia de hierro. Cuando el organismo requiere hierro para incorporarlo a · )as moléculas que lo contienen, éste se libera de la fcrrit ina, . penetra al plasma y se enlaza con la proteína de lransporw, · · transferrina. Esta última es una globuhna beta que se smteuza en el hígado. La 1ransfcrrina se enlaza con hierro en forma ftrrica (Fl+) y lo transporta a los tejidos que lo reqmeren, principalmente el hígado y la médula ósea. La molécula de transferrina normalmente sólo está saturada a 30'k con hierro enlazado. El porcentaje de saturación de transferrina aumenta o disminuye según las reservas de hierro del organismo. Después de que la transferrina aporta su hierro de enlace alos precursores de eritrocitos que fabrie~n hemoglobma en forma activa, recircula para transportar mas h1erro. Los critrocilUs más viejos son englobados por los macrófagos en el bazo y otros órganos. y allí ci hierro se libera del catabolismo de la molécula de hcmoglobma. La can11dad de hierro que queda en libertad es aproximadamenre ~O mg. cantidad necesaria para la síntesis diaria de hemoglobma. El hierro que se libera de la hemoglobina permanece lempora~­ mente en las células del sistema reticuloendotehal. Despues deja con lentitud dichas células y se enlaza con la uansferri. ;· na, que Jo recircula para que se incorpore a las células en de. sarrollo.

Deficiencia de hierro

La deficiencia de hierro se produce cuando la cantidad de hierro que se absorbe resulta inadecuad~ para cubrir las necesidades del organismo. La concenllacJón de h1crro en suero es de <40 ~g/100 mi. Se considera que la anemia_por deficiencia de hierro es la causa más frecueme de anem1a a novel mundial.11 Afecta a personas de cualquier edad. pero con mavor frecuencia se observa en niños y mujeres en edad rePioductiva, en particular durante el embarazo. En el cuadro 20-11 se indican los factores que con frecuencia provocan anemia por deficiencia de hierro. . -- El consumo inadecuado es una causa poco comun de de. f~eiencia de hierro en adultos, a menos que esté acompañado de otros factores. Los síndromes de di anea crónica y malablorción conducen a deficiencia de hierro debido a las afe~­ ciones en la absorción intestinal. Las etapas de la vida que se asoci;m con mayore~ ne,elidades de hierro sun en general las fas~s d~ cre.-oonoenl
Cuadro 20·11. C<Mos de la deficiencia de hierro Reducción de la disponibilidad

Consuno inadecuado Diarrea aónica Malabsorci6n

Aumento de los requerimientos

Desarrollo Lactancia

Niñez ---..:.

Adolescencia Mujeres premenopáusicas

Embara2o Hemorragia crónica

Menstruación excesiva Ulce13 gástrica

Hemorroides Varices esofágicas Gastritis

Enfermedades crónicas

Infecciones Enlermedades inflamalorias Enfermedades malignas

lactancia, la niñez y la adolescencia, y los años que anteceden a la menopausia. Asimismo, el embarazo incrementa los requerimientos de hierro. . La pérdida crónica de hierro por hemorrag1a es el factor causal más frecuente en adultos que desarrollan deficiencia de hierro. Las causas características de pérdida crónica de sangre incluyen menstruación excesiva, úlcera péptica, hemorroides, varices esofágicas y artritis debida a ingestión de salicilatos. En lns mujeres, la hemorragia menstrual probablemente sea la causa más frecuente de pérdidas de hierro. Se pierde un promedio de 17 mg de hierro durante un período menstrual normaln No obstante, en los varones adultos cuando se descubren deficiencias de hierro sugieren hemorragia oculta, por lo general, del ap~to digestivo. . Las deficiencias de hierro tamb1én se relaciOnan con diversas enfermedades crónicas. Estas incluyen infecciones de larga duración, enfermedades inflama10rias como artritis reumatoide y otras enfermedades de la colágena, asf como afecciones malignas.I1 Aún no se sabe con claridad por qué se producen niveles bajos de hierro en suero en estos cosos, pero se ha postulado que las afecciones alteran la producción de eritropoyetina, lo que da lugar a reducción de la eritropoyesis. A pesar de los niveles bajos de hierro en suero. aumentan parcialmente lns reservas del mismo, debido_
ElECTROUTOS 20 • 405

oiOf • QUIMICA CUNICA

La capacidad total de enlace de hierro es una determinación directa de la cantidad de transferrina. Mide la capacidad de la transferrina para enlazarse con el hierro cuando está totalmente saturada con él. Su concentración e~ de 250 a 450 )lg/100 mi. El porcentaje de saturación de transferrina determina el grado de enlace que existe entre los sitios de unión de esta molécula con el hierro sérico. Los porcentajes de saturación normales son de 20 a 50%, y el más común es 30%. La capacidad total de enlace del hierro (CTEH) y el porcentaje de saturación son medidas útiles, junto con los niveles de hierro en suero, para diferenciar las diversas causas de deficiencia de hierro. Durante la anemia por deficiencia de hierro debida a causas distintas a las infecciones crónicas, los niveles de transferrina se incrementan como resultado del aumento de la síntesis de protefnas, con el fin de transportar más hierro a los tejidos que carecen de él. Como se incrementa la producción de transferrina pero se agotan las reservas de hierro, el porcentaje de saturación de transfcrrina se reduce. El porcentaje de saturación se calcula mediante la siguiente fórmula: Porcentaje · de saturact'ón de trans ~emna · = CTEH Fe x 100 Por tanto, las observaciones clásicas de laboratorio en casos de anemia por deficiencia de hierro son reducción de ferritina, reducción de hierro sérico y disminución del porcentaje de saruración con incremento de la capacidad total de enlace del hierro. En la deficiencia de hierro debida a infecciones crónicas, innamación y enfermedades malignas, el nivel total de enlace del hierro se red'tice. La transferrina actúa como proteína reactiva negativa en fase aguda en estos casos; en consecuencia, su síntesis se reduce y su catabolismo aumenta, lo que contribuye a la disminudón de los valores. Los síntomas de deficiencia de hierro se desarrollan en proporción al grado de deficiencia. Con frecuencia los pacientes no presentan síntomas. A medida que la deficiencia se agrava, las manifestaciones clínicas incluyen fatiga, dolor de cabeza y palidez. En ocasiones se observa un t~tomo del apetito que se denomina pica, que consiste en el deseo de ingerir sustancias como tierra, barro o hielo. Finalmente se observan otras anormalidades, incluso úlceras en la lengua o boca )' adelgazamiento de las uñas que adoptan apariencia cóncava (coiloniquia). El síndrome de Plummer-Vinson acompaña a una anormalidad en la cual se ocluye parcialmente la apertura del esófago, lo que produce la sensación de que los alimemos se adhieren a la garganta. El tratamiento usual para la verdadera deficiencia de hierro es administrar este elemento en forma de sulfato ferroso. Sin embargo, para que el tratamiento sea completo es necesario efectuar un diagnóstico conciso de la causa, con el fin de corregirla.

Sobrecarga de hierra

El incremento de la absorción de hierro se produce porque aumenta la cantidad variable de hierro en la dieta o se incrementa la absorción a nivel intestinal. En el cuadro 20-12 se indican las causas más frecuentes de sobrecarga de hierro.

Cuadro 20-12. CaU$0$ de la sobrecarga de hleno

Incremento de la absorción .1

Incremento de la destrucción de erhrocltos Erltropoyesls Ineficaz

Hemocromatosis primaria Hemosidarosis )ntoxicación con hierro Dietéticas Por med'1C81Tlentos Por transluslón Talasemia Anemia sid91obláslica

cuadro 20-13. Vatlaclones de contenido de Fe en suero, contenido total de hleno en sangre, porcentaje de saturación y fenilino sérico en algunas enfermedades Contllllido total de Fe en suero

hierro en sangre

Porcentaje de sahxaclón

Ferritina sérica

Anemia por daliciencia de hierro

!

Embarazo

l

t t l N,l N, l l

l l ! t i i

l ! N, l t t N, t

Enfermedad

Deficiencia crónica de hierro

!

HamoCIOJll8tosis primaria Anemia hemotilica Tatasamia beta

t t t

! • <~smnuye, h

aumenta;

N=r<>nnal.

La hemocromatosis primaria es una afección metabólica

de origen genético que produce incremento en la absorción de hierro. Como hay un defecto en el mecanismo que controla la absorción de hierro, dicha absorción se produce en fonna continua, aunque se desconoce el defecto metabólico exacto. El hierro se acumula en los tejidos, provoca daños y fibrosis en ellos y conduce a la insuficienci' de los diversos órganos. Los síntomas clásicos de hemocromatosis primaria ineluyeo diabetes sacarina, hiperpigmentación y cirrosis hepática. Debido a la combinación de estos síntomas, la afección con f~ cuencia se denomina diabetes bronceada. Las células del parénquima hepático, del pánlTeas y del corazón son las más afectadas por el exceso de deposición de hierro en la hemocromatosis primaria. La afección es 1Oveces más frecucnlc en varones que en mujeres y en general sus síntomas no se manifiestan hasta los 40 o 60 años de edad, aunque el defec- . to está presente desde el nacimiento. La acumulación progresiva de hierro produce anormal~ dades características de laboratorio que incluyen incremento del nivel sérico de hierro, aumento de la saturación de transferrina, con frecuencia mayor de 90%. aumento de los niw les de fcrritina sérica y capacidad total de enlace del hieno norma1 o reducida. La prueba definitiva para diagnost~ hemocromatosis primaria es una biopsia hepática a partir de · la cual se efectúa una estimación histoqufmica de los tejidos. La ingestión excesiva de hierro durante varios años tani- · bién puede producir los rasgos patológicos de hemocromatosis. Una afección que se denomina siderosis Bantú se obstfva entre la población bantú de Africa. Los daños a los tejido! que resuhan por incremento de la absorción de hierro se de-. ben a la ingestión de alimentos y bebidas preparados con utensilios de cocina que contienen hierro. Aunque es poco frecuente, la hemocromatosis puede de· sarrollarse por la administración prolongada de hierro medicinal. Las dosis >30 mg/kg son tóxicas y las dosis >250 mg.tl. pueden ser fatales. La sobrecarga de hierro en transfusiones genera depósitos de hierro en las células del retículo endotelial en vez de las células del parénquima. por tanto el daDo. resuhante es menos grave. Las afecciones crónicas de la eritropoyesis contribUYel a la formación de depósitos secundarios o adquiridos de hierro en los tejidos. Es1as afecciones incluyen defectos en Lt síntesis de hemoglobina y eritropoyesis ineficaz, como talasemia v anemia sideroblástica. El-tratamiento para la hemocromatosis primaria consiste . en eliminar el exceso de hierro del organismo y tratar los él- ·

ganas afectados. El hierro del cuerpo se elimina mejor mediante flebotomía de 500 mi una o dos veces por semana, durante dos a tres años. El progreso de la eliminación del hierro se vigila mediante la determinación periódica de los niveles de ferritina sérica. Los agentes quelantes, como desferrioxamina, ayudan a reducir las reservas de hierro, aunque son menos eficaces que la flebotomía. En el cuadro 20-13 se presenia-un resümen de los cambios de los parámetros en ciertas afecciones.

·~-----PROCEDIMIENTOS ANALITICOS SODIO Y POTASIO . El método de referencia para determinar las concentraciones . de Na+ y K• es la absorción atómica. Sin embargo, en casi ' · todos los análisis clínicos se utiliza la espectrofotometría de emisión de flama o electrodos ion-selectivos. Los principios de la espcctrofotometría de emisión de flama se describen en el capítulo 5. Los electrodos ion-selectivos se basan en el principio de · poteoeiometría, en el cual se produce un cambio de voltaje entre un electrodo de referencia y un electrodo indicador, .. que es proporcional a la actividad del ion que se mide. Los electrodos ion-selectivos para medir sodio tienen una mem. braoa de vidrio sensible a los iones sodio y que excluye · otros cationes. Los electrodos ion-selectivos para potasio utilizan una membrana de valinomicina que elimina eficazmente el Na• y otras interferencias de iones. Los métodos de electrodos ion-selectivos se clasifican en directos e indirectos. En los directos no se requiere diluir la muestra. La actividad del ion se determina en la solución Plasmática en la cual están disueltos los iones, en vez de en el volumen total, por tanto los sólidos totales como lípidos o Pmtefnas carecen de efecto en la determinación de electrólitos cuando su concentración es alta. En los métodos indirectos es necesario diluir la muestra. Como el paso de dilución se · basa en el volumen total de la muestra, incluyendo el volumen que ocupan los sólidos totales, en estos métodos se pro-

ducen interferencias por afecciones como hiperlipidemia e hiperproteinemia. Los rangos de referencia para electrodos ion-selectivos son aproximadamente 7% más altos que para espectrofotometría de emisión de flama o métodos indirectos con electrodos ion-selectivos, ya que sólo se analiza el agua del compartimiento plasmático.18 El agua plasmática representa 93% del volumen total. Es posible determinar Na• y K• en suero, plasma, sangre entera, orina y otros líquidos del organismo. Cuando se utiliza plasma, el aQticoagulante debe ser heparina de litio ya que la heparina sódica invalida la valoración de Na•. Se separa el suero y el plasma de las ctlulas en las tres primeras horas para evitar fugas del K• de las células. Cualquier grado de hcmólisis provoca elevación falsa de los valores de K+. Las muestras hemolizadas se rechazan o se anota esta observación en el reporte cuando es imposible obtener otra muestra. Las muestras de suero son estables por lo menos durante una semana a temperatura ambiente o en rcfrigeración. 18 En el cuadro 20- 14 se indican los rangos de referencia para los electrólitos que se determinan. Cuadro 20-"· Rangos de tefettncla Orina

Analito

Suero

OsmolaiKiad

275-295 JIIOsm.l
300-900 mOsnv\g

Sod'IO

13&-145 JMiOtll.

Potasio

3.5-5.0 mmoiA.

41)..220 mmotl24 horas 2!'r150 mmotl24 horas

Cloruro BicaJbonato Magnesio Hierro

99-109 mmoiA. 22-28 mmoiA. 1.5-2.5m~

5G- 1 30 ~¡¡1100mi

(mujeres) mi (varones) 250-450 ~g/1 00 mi

60-150~glt 00

Contenido total de hierro en sangre Porcen1aje de saturación Farrilina

20%-50% 1G-t20nglm(m~es)

Zo-300 nglm (varones)

[I[CillOUlOS 20 • All1

406 • QUIMICA CUNICA

ClORUROS

ro es estable en suero, plasma, orina y otros lfquidos por lo menos durante una semana a temperatura ambiente, de refrigeración o de congelación.

Para el análisis clínico de cloruros generalmente se emplea la titulación mercurimétrica, la titulación coulométrica-amperométrica, los métodos calorimétricos o electrodos ion-selectivos. En los métodos de titulación mercurométrica de DIOXIDO DE CARBONO TOTAl Schales y Schales, se utiliza Hg(N03)2 para titular un filtrado de ácido túngstico libre de proteínas en presencia del-in- dicador difenilcarbazona (DPC). La reacción se lleva a cabo El dióxido de carbono total se determina en tres formas qufcomo indica la siguiente ecuación micas principales: col en solución, compuestos carbaminados y bicarbonato (Hcon. El ácido carbónico (H1COJ y los iones carbonato (C03-) contribuyen en baja proporción_ Como la principal fracci ón es HCO¡ con frecuencia se utili2 Hg • + DPC --+ difenilcarbazona mercúrica za el C01 total para indicar la concentración de HC03. En la mayoría de procedimientos analíticos todas las Los iones mercúricos libres se combinan con el CJ- para formas de dióxido de carbono se transforman a C01 gaseoso formar HgCI2 insoluble. Tras la titulación total del CJ- el exacidificando la muestra. A continuación la cantidad del gas ceso de Hg1• se combina con DPC para formar un complejo que se forma se mide por diversos métodos. En el método de azul violáceo que indica el punto final de la titulación. referencia se utiliza el microgasómetro de Natelson, que La principal limitación de este método es la dificultad mide la presión gaseosa a medida que se libera C01. En los de detectar el punto final que varia de uno a otro técnico y se métodos espectrofotométricos se ut~iza un indicador de pH, hace difícil de discernir por la presencia de proteínas, bilirru-- -como rojE ~~ !:;~1 , que produce un cambio de color conbina, hemólisis y lipemia. 18 forme el C02 gaseoso liberado se difunde a través de una Un método calorimétrico que se utiliza con frecuencia y membrana de silicón, reduciendo el pH de la solución amorpuede automatizarse emplea tiocianato mercúrico o férrico. · tiguadora que lo recibe. 11 2Cr + Hg(SCN)l --+ HgCh + 2(SCNr

COz + ácido--+ COz gaseoso

3(SCNr + Fel+ --+ Fe (SCN)J

C02 gaseoso ~

COz disuelto, ! pH

de~(jc6o

Los iones tiocianato son desplazados del Hg por los iones cloruro. A continuación, el tiocianato libre se combina con los iones férricos para formar tiocianato férrico, un complejo de color rojo que se cuantifica espectrofotométricamente a 525 nm. La titulación coulométrica-amperométrica es otro método que se utiliza con frecuencia para analizar CJ-. Se emplean dos circuitos eléctricos; el circuito coulométrico genera iones plata mediante un electrodo de plata. Los iones plata reaccionan con CJ- y forman AgCI, un complejo insoluble. En el circuito del indicador arnperométrico se emplean dos electrodos adicionales que detectan el aumento de corriente a medida que se acumula Ag+ libre tras la titulación completa del CJ- en solución. La detección del aumento de corriente dispara un circuito de relevo que detiene la generación de Ag• y apaga un cronómetro. La cantidad de CJ- en solución es proporcional al tiempo que se requiere para generar suficiente Ag• para titular el Cl-_ La precisión metodológica depende de que los electrodos estén limpios; es necesario limpiarlos periódicamente para evitar acumulaciones de HzSLos electrodos ion-selectivos para análisis de Cl- se emplean cada vez más, ya que estos electrodos se incorporan con facilidad a analizadores automatizados. En estos electrodos generalmente se utiliza un elemento sensor de cloruro de plata-sulfuro de plata. lB Los cloruros se determinan en suero, plasma heparinizado, orina o sudor. En todos los métodos para análisis de Cl" rnterfiercn otros haluros. La interferencia de haluros que tiene mayor significado clfnico se debe al bromuro que se encuentra en ciertas preparaciones farm acéuticas. El ion cloru-

W + indicador de pH --+cambio de color En otros analizadores se emplea el método enzimático para medir espectrofotométricamente la concentración de HC03- . En este tipo de reacción, la carboxilasa de fosfoenolpiruvato (PEPC) cataliza la reacción de HC0 3_ y fosfoenolpiruvato (PEP) para producir oxaloacetato. A continuación· el oxaloacetato se reduce a malato frente a la deshidrogenasa málica (MDH), con subsecuente oxidación de NADH --+ NAD'. La disminución de absorbancia se determina a 340 nm. HCO¡- + PEP --+ oxaloacetato + Pi Oxaloacetato + NADH + W --+ malato + NAO+ También se han adaptado electrodos ion-selectivos para la determinación total de C01. El cambio de pH se determina mediante un electrodo en vez de por espectrofotometría. a medida que el col gaseoso que se libera se difunde a tra\is de la membrana de silicón y produce un cambio de pH en la solución amortiguadora. Pueden emplearse muestras de suero y plasma heparinizado. Es necesario observar cienas precauciones para el aná.lisis de C01 total. La muestra debe manejarse en forllla anaeróbica para evitar desprendimiento de col a la atrnósfe· ra. El suero o plasma centrifugados son estables por vari()'i días si se tapan bien y se refri geran. Los tubos expuestos a contacto con la atmósfera pierden apro~imadamente de 4 a 6 mmoiJL transcurrida una hora.l8.19

MAGNESIO El método preferencial para los análisis de magnesio es absorción atómica. El diluyente contiene lantanio y estroncio para enlazarse con el fosfato y evitar la formación de compuestos de magnesio-fosfato que no son susceptibles de medición. Otra alternativa es detenninar el magnesio por tluorimetría y espectrofotomctrfa. La calmagita forma un complejo colorido con magnesio que se mide por espectrofotometrfa. El EGTA incrementa la especificidad evitando la interferencia del CA2•. El uso de calcefna y 8-hidroxiquinoleína permite realizar análisis fluorométricos sensibles.11 La muestra de elección es suero no hemolizado. En general las muestras de plasma no son aceptables debido a la acción quelante de los anticoagulantes. Como el magnesio está presente en mayor concentración en los eritrocitos, la hemólisis da valores falsos elevados del nivel de magnesio. Es necesario separar de inmediato el suero de las células para evitar que escape magnesio al suero.

OSMOLAliDAD Cienas propiedades de las soluciones, que se denominan propiedades coligativas, se relacionan con el número total de '-- panículas en solución. Cuando la osmolalidad de la solución varía, las propiedades coligativas t~mbién se modifican en relación con ella. Por ejemplo. al elevarse la osmolalidad, la presión osmótica y el punto de ebullición de la solución aumentan, mientras que otras propiedades coligativas, como el punto de fusión y la presión de vapor de la solución, disminuyen. Un mol de un soluto no disociado. como glucosa, abate el punto de congelación de 1 kg de agua 1.85s•c. En consecuencia, la presión de vapor desciende 0.3 mm Hg, mientras que el punto de ebullición aumenta 0.52'C. Esta cantidad de soluto no disociado produce una solución 1 molar, o 1 osmol. En contraste, 1 mol de solución de electrólito, como NaCI, se disocia en dos partkulas cuando se coloca en 1 kg de agua y por tanto las propiedades coligati,·as varían por un - factor igual al número de panfculas disociadas oue en el caso del NaCI son dos. P0r tanto. al disolver 1 mol de NaCI en 1 kg de agua se obtiene una solución de 2 osmoles. La unidad convencional para medir la osmolalidad es el miliosmol (mOsm/kg) ya que los líquidos fisiológicos tienen una osmolalidad relativamente baja. Para determinar la osmolalidad en el laboratorio se utili- zan las propiedades coligativas de los lfquidos biológicos. Con frecuencia la osmolalidad se mide en función del abatimiento del punto de congelación de la muestra mediante instrumentos que se denominan osmómetros. Otros osmómetros miden el abatimiento de la presión de vapor. Para utilizar un osmómetro que mide el abatimiento del punto de congelación, se introduce una muestra de suero u orina a un baño de enfriamiento controlado, para que se sobrecnfríe más allá del punto de congelación, a - ?•C. Después se hace vibrar con rapidez la muestra para liberar el calor de fusión que queda atrapado durante el enfri amiento rápido. Al liberarse el calor de fusión la muestra alcan1.a el punto de congelación y la temperatura se determina mediante una sonda de termistor insertada en la mucstm. El grado de ;¡batimiento del punto de conge-

loción con rcspct10 al del agua pura es direclllmente propon:ional al número total de partfculas en solución, u osmolalidad.

HIERRO Y CONTENIDO TOTAl DE HIERRO EN SANGRE Existen varios métodos para detenninar el hierro en suero y los niveles totales de hierro en sangre. Sin embargo, en cada procedimiento se emplean ciertas reacciones con variantes debido a los distintos reactivos que se utilizan en cada una de ellas. A continuación se da un resumen de las reacciones más frecuentes con ejemplos de los reactivos que se utilizan. Fe en suero 3 l. Liberación del Fe • del complejo de transferrina por exposición al ácido a.HCI b. H2S04 c. Acido tricloroacético (TCA) 2. Separación de Fe3+ y proteínas a. Precipitación de proteínas b. Las proteínas quedan en solución sin interferir con el análisis. 3. Reducción de Fe3• a Fe2• a. Acido ascórbico b. Hidrazina c. Acid'o tioglicólico d. Hidroxilamina 4. Reacción de Fe2• con un cromógeno a_ Batofenantrolina b. Diftnilfcnantrolina c. Ferrocina d. Tripirdiltriazina (TPZ) Es necesario separar el hierro del complejo proteico y reducirlo a f cl+ porque el cromógeno sólo reacciona con hierro en estado reducido. Contenido total de hierro en sangre En los siguientes pasos se ilustra el procedimiento general para determinar el contenido de hierro en sangre. l. Saturación de la transfcrrina con exceso de Fe3+ a. Citrato férri co de amonio b. Cloruro férrico 2. Eliminación del exceso de Fe3• no enlazado a. Resina de intercambio iónico b. Quelante de hierro (MgC03) 3. Determinación convcocional de hierro en el sobrcnadante

La muestra de elección para determinación de hierro Y contenido total de hierro en sangre es el suero que, de prefereocia, se recolecta en un tubo de color ámbar con tapón tratado específicamente para eliminar cualquier traza de contaminación con hierro. Las muestras que se obtienen en ayunas Y por la mañana permiten la valoración más precisa del estado del hierro, ya que los niveles de hierro experi men~an variaciones diurnas. por lo cual las muestras que se obt1cnen .por la tarde muestran reducciones hasta de 30%. Las muestras hcmolizadas no son adecuadas debido al contenido de hierro de lus eritrocitos. El material de vidrio que se emplea para el análisis de hierro debe lavarse con ácido para eliminar las


trazas de contaminación con hierro y se utiliza agua bidestilada para la preparación de reaclivos. El suero centrifugado es estable durante una semana a temperaiUras de refrigeración, tanto para análisis de fiierro COmO para COnlenido total de hierro en sangre.

FERRmNA Los métodos para determinar ferritina en suero se basan en las reacciones antígeno-anticuerpo e incluyen ensayos radioinmunométricos (IRMAs), ensayos radioinmunológicos y técnicas EUSA. Estos métodos proporcionan la especificidad necesaria para detectar con precisión las pequeñas canlidades de ferritina en suero. La muestra de elección es suero. En cienos ensayos radioinmunométricos se presenta un problema que se conoce como el efecto Hook de alias dosis. Las concentraciones altas de ferritina (>JO 000 nglml) reducen el rccuemo radiactivo produciendo valores falsos bajos de ferritina, la cual puede encontrarse en el rango normal. Para detectar el efecto Hook, los niveles de ferritina en suero generalmente se corren con dos diluciones.

------RESUMEN

Los electrólitos son importantes para determinar el estado de hidratación del organismo y desempeñan un papel fundamental en la homeostasia de líquidos, el funcionamiento neuromuscular y el equilibrio acidobásico. Las concentraciones de electrólitos individuales varían entre Jos compartimientos y los líquidos intracelular y extracelular, pero la concentración total de aniones dentro de un compartimiento es igual a la concentración total de cationes. Así, existe un estado de neutralidad eléctrica en los compartimientos de líquidos. Algunos electrólitos, principalmente el sodio, son regulados por un control hormonal preciso. El sistema renina-angiotensina-aldosterona y la ADH son los principales mecanismos de regulación del sodio y la homeostasia de líquidos. Las afecciones de estos sistemas y del funcionamiento de cienos órganos provocan trastornos de electrólitos y los síntomas asociados. . Las pruebas de laboratorio que se emplean para valorar el equilibrio de electrólitos incluyen determinación de Na•, K•, CJ- y HC03- en suero. Ocasionalmente se lleva a cabo la determinación de Na•, K• y CJ- en orina. Con frecuencia se efectúa la determinación de la osmolalidad de suero y orin·a JUnto con la de electrólitos para valorar mejor la homeostasis de líquidos. La determinación de cloruros en sudor de recién nacidos ayuda al diagnóstico de fibrosis quística. Con frecuencia las afecciones de electrólitos se acompañan de discrepancias matemáticas en la concentrdción de los aniones Ycationes que se determinan, lo que recibe el nombre de brecha de aniones. El cálculo de la brecha de aniones es útil como un método económico para control de calidad en el laboratorio, así como para ayudar a detectar y clasificar las doversas anormalidades de electrólitos.

ElECTTlOUTOS 20 • A09

Las trazas de hierro son el principal determinante de la capacidad de transpone de oxígeno de la hemoglobina. Su concentración se controla mediante un mecanismo de transpone que regula la cantidad de absorción de hierro en las células de la mucosa-intestinal. Las pruebas de laboratorio que se emplean para valorar el estado del hierro incluyen hierro en suero, contenido total de hierro en sangre, porcentaje de saturación de transferrina y ferritina.

[ APLICACION DE CONCEPTOS 20·1

Un empleado postal de 62 años de edad ingresa a la sala de urgencias debido a confusión mental. Su familia piensa que ha estado enfermo,durante. cuatro meses. Ha perdido 11.3 kg a causa de anorexia crónica y presenta tos crónica y no productiva. Hace aproximadamente JO días que está muy irritable y se compona en forma irracional. Durante Jos dos últiReferencias mos días experimentó confusión y desorientación. Se obtuvieron los siguientes datos de laboratorio duran). Rose BD: C/iuical Physiology of Arid-Basr and - - te eJ ingreso del pacieme: Elecrrolyte Disorders. 2nd ed. New York. Me- - .. Graw-Hill , 1984. . 2. Goldberg M: Hyponatremia. Med Clin North Am 114 mmolll (136-146) Na 65: 247-451. 1981. K 4.7 mmolll (3.5-5.1) Cl 85 mmolll (98-106) 3. Marshall WJ: Jl/usrrated Texr!Jook of Clinical HCO¡18 mmolll (22-28) Chrmisrry. Philadelphia. JB Lippincott, 1988. Glucosa 90 mg/100 mi (0.5-1.2) 4. Maxwcll MH. Klecman CR: Clinica/ Disorders of Proteínas totales 6.1 g/100 mi (6-8) Fluid and Electrol\'le Me~abo/ism . 3rd ed. New Osmolalidad 245 mOsmlkg (285-295) York, McGraw-HiÍI. 1979. Na en orina 117 mmoV24 horas (25-125) 5. Mazzaferri EL: Endocrino/ogy: A Reuiew o/CiiniOsmolalidad urinaria ca/ Endocrinology. Medica) Examination Publish(24 horas) 663 mOsmlkg (300-900) ing Company. 1980. 6. DeFronzo RA. Bia M, Smith D: Clinical disorders of hypcrkalemia. Annu Rcv Med 33: 52 l-554, l. ¿Qué resultados son anormales? 1982. 7. Weatherall DJ. Ledin~ham JGG, Warrell DA: Ox2. ¿Cuál es la anormalidad de laboratorio más cvidcme? ford Texrbook of Medicine. 2nd ed. Oxford. England, Oxford Medica] Publications. 1987. 3. Enumere las causas de hiponatremia. 8. LeGrys VA: Cystic Fibrosis: Recent diagnostic devclopments. Laboratory Management. Novem4_ Calcule la brecha de aniones. Diga si es normal, se ha ber: 43-49. 1986. incrementado o se ha reducido. 9. Oh MS. Carroll HJ: The anion gap. N Engl J Med 297: 814-817, 1977. S. Diga cuatro de los principales compuestos (hormonas, 10. Winter SD: Measurement of urine electrolytes: enzimas) que participan en la regulación de agua y elecClinical significance and methods. Crit Rev Clin trólitos. Lab Sci, 14: 163- 187. 1981. 1l. Schrier RW: Renal and Elecrrvlwe Disorders. 3rd ed. Boston. Little Brown. 1986: 12. Elin RJ: Magnesium metabolism in hcalth and diseasc. Dis Mon 34: 176. 1988. 13. Goldberger E: Primer of IVarer. Electro/l're. and Acid-Bnse Syndromes. 6th ed. Philadelphia. Lea & Febiger, 1980. 14. Toffaletti J: Mg may pla)' role in CHD. Clinical Chemistry News 16: 15-16. 1990. 15. La Bounty LA: lron metabolism and thc idcntification of iron deficiency and anemia. Journal of Medica] Technology 3: 81-84. 1986. 16. Bronner F, Coburn JW: Disorders of mineral metabolism. Ncw York. Academic Press. 1981. 17. Harrison TR: Principies of lntmwl Medicine. 12th cd. Ncw York. McGraw-Hill. 1991. 18. Pesce AJ. Kaplan LA: Mnhods in Clinitlll Clrrmisrry. St. Louis. CV Mosby. 1987. 19. Tietz NW: Fundamentals of Clinical Ch~mistrY· 3rd ed. Philadclphia. WB Saundcrs. 1987.

6. ¿Qué relación existe entre el sodio en suero y la osmolalidad del suero? 7. ¿Es congruente la excreción de sodio en orina del paciente con el valor de sodio en suero? 8. ¿Es congruente la osmolalidad de la orina con la osmolalidad del suero? Tras tres días de restricción de líquidos, la osmolalidad del suero se e!evó a 266 mOsmlkg y el sodio en suero se elevó a 123 mmoi/L. La osmolalidad en orina fue de 358 mOsmlkg y la excreción de sodio en orina de 24 horas sé redujo a 5 mmolllitro. Otros análisis bioquímicos arrojaron los siguientes datos: Disminución de renina Disminución de aldosterona Incremento de hormona antidiurética

' de las siguientes afecciones provoca la hi9_ Indique cuál ponatremia en este caso. a. Aldosteronismo primario b. Insuficiencia suprarrenal primaria c. Diabetes insípida d. SIADH e. Seudohiponatremia 10. Sugiera una explicación para los síntomas del paciente con base en los datos del laboratorio. 11. Explique el efecto de la ADH en Jos valores de sodio y la osmolalidad.

fiSIOlOGIA ACIOOIIASICA 2t • • ti

Acidosis metobóllco Alcdosls metob61co

Acidosis resplrotooa Alcalosis respiratorio Atecciol1es ocldobóslcas mixtas

• Describir la manero adecuado de oblener muestras y su manelo poro el análisis de los parámetros ocldob6slcos. Incluir los precauciones poro evitar resultados erróneos. • Describir el procedimlenlo, los principios y los portes que componen los siguientes tipos de determinaciones: Detenmoclón del pH por potendometrio pC()¡ con electrodos Seveflnghous Detenn!noción de p()¡ por omperometrio

Kathleen McEnerney

•

• Explicar lo aplicación de lo determinación tronscutóneo de gases sanguíneos.

CONTENIDO DEL CAPITULO

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE • Definir los slgulenles términos relacionados con ácidos y bases: Acldo Base Base Conjugado Base fuerte Acldodébl pH

• Definir una solución amortiguadora y explicar su función poro preservar &1 equilibrio acldobósico. • Reposar los siguient&s leyes de los gases: LeydeBoyle Ley de Charles Ley de Goy·Lussoc Ley general de los gases LeydeDdton LeydeHervy • Describir ellnlercomblo de gases en los pulmones y los te1idos. • Describir los procesos de ventilación y respiración así como su relación con el Intercambio de gases en el organismo. 4t0

• Explicar qué factores afectan el transporte de oxígeno. • Explicar el significado de lo curvo de disociación de oxígeno y qué !actores afectan lo disociación del oxígeno. • Explicar el mecanismo de amortiguación de los siguientes sistemas amortiguadores: Blcorbonoto/ócldo c01b6nlco Hemoglobloo Fosfato Proteiros

• Definir la ecuación de Henderson-Hosselbalch Y relacionar su significado con lo interpretación de los efectos del sistema amortiguador de blcorbonototácldo carbónico. • Definir y describir el desplazamiento lsohídrlco Y el desplazamiento de cloruros. • Describir lo regulación respiratorio y renal del equilibrio ocldobásico. • Describir y discutir los causas de los siguientes afecciones ocldobásicos, los parámetrosde loboraforio que permllen evaluarlos, los mecanismos de compensación y el tratamiento adecuado en codo coso:

PRINCIPIOS GENERALES Acldos y bases AguaypH Soluciones amortiguadoras Leyes de los gases lnlercamblo de gases VenHioclón Respiración Regulación de la respiración Factores que afectan el transporte de oxígeno CURVA DE DiSOCIACION DE OXIGENO factores que afectan la disociación de oxígeno Curva de disociación de oxígeno y transporte de oxígeno SISTEMAS AMORTIGUADORES Slst&ma amortiguador bicarbonato/ácido corbónico Sistema amortiguador de hemoglobina Sistema amortiguador de fosfatos Sistema amortiguador de proteínas REGULACION DEL EQUILIBRIO ACIDOBASICO Regulación resplraforla Regulación renal Excreción de ócldos por Intercambio de No' /H' Reclamación de bicarbonato Formación y excreción de amoniaco AfECCIONES DEL EQUILIBRIO ACIDOBASICO Brecha de aniones Acidosis metabólico compensación

Erectos cinlcos Observaciones de loborolooa

Tratamiento Alcalosis metabólica Compensación Electos cinlcos Observoclqles de loboratorlo--

Trotamlento Acidosis respiratoria Co~nsoclón

Electos clínicos Observaciones de laboratorio

Tratamiento Alcalosis resplraforlo Cornpensoctón Efectos clínicos

Observodonesde loborotorlo Tratamiento Alecciones ocidob6sicos mixtas OBTENCION VMANEJO DE MUESTRAS Sangre arterial Sangre venoso Sangrll'copllar Precauciones para lo obtención y manelo de muestras para determinación de gases sanguíneos Blcarbonafo Electo de lo allura TECNICAS ANAUTICAS Potenclometria Determinación de pC02 Determinación de p02 Determinación tronscutánea Control de calidad Nomogromas RESUMEN

---f-----PRINCIPIOS GENERALES

ACIDOS YBASES El aspecto más crítico de la fisiología humana es la capacidad del organismo para preservar la homeostasis o equilibrio fisiológico. La homeostasis se logra en gran parte mediante los sistemas de amortiguación del cuerpo, que balancean las sustancias ácidas y básicas para preservar el pH fisiológico. Sólo con el pH adecuado se llevan a cabo las reacciones químicas que producen energía para el organismo y por tanto es necesario comprender la na111rnleza de los ácidos y bases Y ~ón1o se c1¡uilibran .

412 • QUIMICA CUNICA

Un ácido es un producto químico que cede iones hidrógeno en solución. El hidrógeno (H) es un elememo simple que contiene un protón en el núcleo y un electrón en su única órbita. Por tanto, el ion hidrógeno (W) es simplemente un protón nucleico. Los ácidos ceden o donan iones hidrógeno por lo cual también se denominan donadores de protones. Se representan por el término HA. que indica que un hidrógeno (H) está combinado con un elemento químico o compuesto (A). Por ejemplo, el símbolo para el ácido clorhídrico, que contiene hidrógeno y cloruro (CJ-) es HCJ y el sfmbolo del ácido sulfúrico, que contiene hidrógeno y un grupo sulfato (HS04-) es H2S0 4• En una solución de ácido en agua (H20}, el ácido se disocia en un hidrógeno con carga positiva (W) y un anión con carga negátlva (A-). En realidad, Jos protones se unen. individualmente con moléculas de agua y fonnan iones hidronio (H 30•), pero por convención estos iones se representan como W. El hidrógeno puede "donarse• a otra sustancia química. Los ácidos también se definen como cualquier molécula o ion capaz de aceptar un par de electrones.

HA + H:O +-+ 2W + A- + OHUna base es un producto qufmico qué acepta iones hidrógeno, es decir se combina con protones, o que puede ceder un ion hidroxilo, esto es, donar un par de electrones. Por ejemplo, el hidróxido de sodio (NaOH) es una base que se disocia en solución formando un sodio con carga positiva (Na•) y un grupo hidroxilo con carga negativa (OH-). El grupo hidroxilo acepta un pr01ón (W ) para formar agua y, por tanto, se dice que NaOH es una base.

FISIOlOGIA ACIDOBASICA 21 • 413

tose disocia con facilidad en agua y cede W. Los ácidos clorhídrico y sulfúrico son ejemplos de ácidos fuertes. Un ácido débil tiene alta afinidad hacia el hidrógeno y en con- secuencia libera su ion hidrógeno con menos facilidad en solución. Tanto el ácido acético (CH3COOH), que sólo está disociado al 1% en solución, como el amonio (NH •) son ácidos débiles. Una base fuertt se disocia fácilmen~e para ceder iones hidroxilo y una base débil tiene alta afinididad hacia el OH-.

AGUAYpH El agua pura se: disocia llébilmemc en iones hidrógeno y iones hidroxilo.

La actividad (o concentración)tde los iones hidrógeno en solución determina la acidez de la solución. En equilibrio, la concentración de iones en agua ([W) x [OH-)) es ]()·14 moles por litro (MiL). Como el agua está formada por cantidades iguales de iones hidrógeno e hidroxilo, la concentración de iones hidrógeno en agua pura es de J0-7 M. La actividad del ion hidrógeno se expresa como el logaritmo negativo (en base JO) de la actividad de la solución. Esta expresión se denomina pH, que quiere decir "potencial de hidrógeno". La concentración de iones hidrógeno del agua es l l'r1 M y el pH es - log(IQ-7) o 7.0.

pH = - log IH")

Cuando se disuelve un ácido en agua, el ion negativo (A-) que se disocia del W se llama base conjugada, ya que puede aceptar iones hidrógeno y actúa como base. Muchas sustancias bioquímicas del organismo humano son proteínas formadas por aminoácidos que contienen grupos prostéticos que actúan como donadores o aceptares de protones. Dos de los grupos prostéticos más importantes son los grupos carboxilo y amino. El grupo carboxilo se representa •omo R--COOH, en donde R es cualquier aminoácido. Los grupos carboxilo se consideran ácidos porque se disocian en R--Coo- y W , y el H' es el protón que puede donarse. Cuando se produce la disociación, R--COo- es la base conjugada Otro grupo prostttico es d grupo arnino R- NH2• Esta forma puede aceptar un hidrógeno para formar R-NH¡'. La forma R- NH 3• puede donar un ion hidrógeno. R-NH2 es la base conjugada y R- NH3• es el ácido. . Cualquier ácido o base se disocia en agua total o parCialmente en los iones que lo componen. La cantidad de disociación se relaciona en forma directa con la fuerza de los ~c~dos o base~ y éstos se caracterizan por dicha fuerza. Un ac1do fuerte llene poca afinidad hacia el hidrógeno, por tan-

Como el ácido es un producto qufmico que aporta W a la solución, los ácidos tienen [W] mayor de JQ-7 M y pH inferior a 7.0. Por el contrario, las bases tienen concentraciones de iones hidrógeno inferiores a lQ-7M y pH, más alto de 7.0. Mientras más bajo es el pH, mayor es la actividad de los iones hidrógeno y más fuerte el ácido. Cada unidad de pH indica una diferencia 10 veces mayor de concentración de iones hidrógeno. El líquido cxtracclular humano, incluyendo la sangre entera, tiene pH levemente alcalino, de 7.35 a 7.45, y con· centración de iones hidrógeno de 35 a 45 nanomoles por litro (nmoiJL). Otros lfquidos del organismo van desde el lf· quido más ácido, el jugo gástrico con (H•] de 0. 13 M, hasta el más alcalino, el jugo pancreático con (H1] de 3 x 1Q-1 1\1. La concentración de iones hidrógeno en los lfquidos dd organismo es muy baja en comparación con otros iones como el potasio (4 mmol/L) o el sodio (140 mrnol/L). Jndu· so las variaciones pequeñas en la concentruci(ln de iones hi· drógcno ejercen un efecto considerable en los procc~os fisiológicos. Por tanto, hay varios mecanismos p;ua cc¡uilihrar el pH in YiYo. Estos incluyen soluciones amortiguador;¡s que neutralizan los ácidos y bases fuertes. rcgulnción rcspirntnrla de la concentración de oxfgeno y di(•xidu de embono, y gulación renal de la excreción de sal.

1,.

SOLUCIONES AMORTIGUADORAS Una solución amortiguadora protege al cuerpo reduciendo Jos cambios de pH que se producen por la adición de ácidos 0 álcalis. Con frecuencia está formada por un ácido débil (W) y su base conjugada (A-). La solución amortiguadora actúa como base si se le agrega ácido y como ácido si se le agrega base. Cuando se le agrega un ácido fuerte, parte de los iones hidrógeno adicionales se combinan con la base conjugada del amortiguador en vez de quedar libres en la solución. Por tanto, el incremento de [W) es inferior al que se producirla si no hubiera un amortiguador presente y el pH varía menos. Cuando se agrega una base fuerte a una solución :unortiguadora, la fonna ácida del amortiguador libera iones hidrógeno, lo que limita la reducción de concentración de iones hidrógeno libres y preserva el pH. Comúnmente los ácidos se generan en los procesos metabólicos durante la descomposición de carbohidratos, grasas, protcfnas y ácidos nucleicos. Todos estos subproductos de ácidos metabólicos deben amortiguarse y excretarse cuando sea necesarjo. _ __ · Los ácidos (HA) se forman-a pá!líf'ilesu"'ase conjugada (Al y iones hidrógeno (H•).

Esta reacción es reversible en equilibrio y la velocidad de la reacción hacia la derecha y hacia la izquierda es igual. La relación entre las concentraciones de los productos de ambas reacciones es constante. y se representa como K, y es la constante de disociación o de ionización. Esta constante varía directamente según la fuerza del ácido y mide la facilidad con que se liberan iones hidrógeno de los ácidos. Mientras más alta es K•• más fuerte es el ácido y mayor tendencia tiene a disociarse en iones.

K,

IH' ][A -)

=[HA)

Reordenando:

Esta última ecuación se denomina ecuación de Hcnderson-Hasselbalch y se describe posterionnente en este capítulo. El pK, es el logaritmo negativo de K,. la constante de ionización. Es el pH en el cual la especie protonada (HA) y la deprotonada (Al se encuentran a la misma concentración. La ecuación de Henderson-Hasselbalch indica que una solución de pH es igual al pK más ellog de la rtlaci6n de la concentración de una base conjugada sobre la concentración de su ácido asociado. La capacidad amortiguadora máxima de la solución se logra cuando (A-] es igual a [HA], de manera que la relación [Ali[HA) es 1 (lo que da un logaritmo de cero) y pH = pK. Cuando se añade un ácido o base fuerte a una solución a su capacidad amortiguadora máxima. la relación [Alf[HA] es l , pero como esta relación es una función logarítmica, el pH cambia muy poco hasta que se añaden cantidades bas1an1e grandes de ácido o base fuerte para modificarla de manera suslancial. Las soluciones amortiguadoras son de gran efrcacia para resistir los cambios que se encuentran a ±2 unidades de pH del pK. En los seres humanos las soluciones amortiguadoras son más eficaces cuando tienen un pK cercano a 7.4. Las soluciones amortiguadoras importantes incluyen la hemoglobina con pK de 7.2, el fosfato con pK de 6.8 y el bicarbonato con pK de 6.1. El sistema de ácido carbónico-bicarbonato es importante, ya que es susceptible a regulación respiratoria y renal, se valora con facilidad en el laboratorio clínico y Jos compuestos que participan son abundantes.

LEYES DE LOS GASES La regulación respiratoria es un componente importante del equilibrio acidobásico. La cantidad de dióxido de carbono y oxígeno en la sangre afecla la acción amortiguadora necesaria para mantener un pH estable. Una de las propiedades de los gases es que ejercen presión cuando se encuentran en un recipiente; esta presión afecta la función de los gases en la amortiguación de ácidos. Para comprender la participación de la respiración en la regulación del equilibrio acidobásico, primero es necesario repasar varias leyes de los gases. La ley de Boyle dice que cuando la masa y la temperatura de un gas son constantes, cualquier cambio de volumen (V) es inversamente proporcional al cambio de la presión (P) que ejerce el gas; es decir, el volumen del gas varía inversamente con la presión que éste ejerce sobre el recipiente que Jo contiene. V

X

1/p

. Tom~ndo el logaritmo negalivo:

- log [Ji' ] = - log Como - log [11 '1

IHA]

K, - log lA-¡

=pH y - log K,= pK se tiene que:

pH

[A "] = pK + log IH A)

La ley de Charles establece que el volumen de un ga~ ideal a presión constante l'arfa directamente con su tempera· tura absoluta. V o: T Al combinar las leyes de Boylc y de Charles >e o¡hlit' lll' la ley general de los gases.

4t4 •

IISIOt.OGlA ACIOOI!ASICA 21 • 415

QIJIMICA CLINICA

o

P = (nRT)IY

PV = nRT

v es el volumen en litros que ocupa el gas. Tes la tem·

=

efecto significativo en la regulación respiratoria del equili· brio acidobásico en relación con sus presiones parciales. INTERCAMBIO DE GASES

peratura en grados Kelvin (0°C 273.16°K), n es el número de moles del gas, R es la constante de los gases YPes la pre· La función de Jos pulmones es aportar oxígeno a la sangre y sión. Las unidades en que se mide la presión (P) son milfme· - eTiminanlióxido del:arbono de ella. El sistema circulatorio y tros de mercurio (mm Hg) o torr, en honor de Torricelli el pulmonar trabajan en concierto para lograr este objetivo. quien inventó el barómetro. Un torr es In60 de la presión El oxígeno de la atmósfera se inhala por la nariz y la boca y atmosférica normal o la presión necesaria para soportar una penetra a tos pulmones. En este sitio, se difunde a los capila· columna de mercurio de 1 mm de altura a o•c en condiciores pulmonares y viaja a través de la circulación enlazado nes 'de gravedad estándar. La unidad del sistema SI para la con la hemoglobina de los eritrocitos y se distribuye a los te· presión es el pasea! (Pa) o el kiiOJla.~cal (kPa) Y 1 mm Hg = jidos de todo el cuerpo. El oxígeno se utiliza en los ttjidus 133.3224 Pa.t La ventaja de las unidades del sistema SI es para catabolismo de carbohidratos, grasas y proteínas con que una atmósfera de presión (760 mm Hg) es aproximada· formación posterior de dióxido de carbono y agua como promente igual a 100 kPa, pero las unidades que se emplean con duetos de desecho. A medida que se libera oxígeno de la más frecuencia son mm Hg. Por tanto, la ley general de los sangre a Jos tejidos, la hemoglobina recoge dióxido de car· gases dice que la presión de un gas es inversamente propor· bono. Los eritrocitos que contienen C02, regresan al corazón cional a su volumen y directamente proporcional a la tempe- y Jos capilares pulmonares en donde este gas se difunde a los ratura y al número de moles de gas en un volumen dado. pulmones y se exhala. El sistema ~ consumo de oxígeno y La ley de Gay·Lussac establece que cuando la presióJL ..-..JiberacióJ) de d.i.ÓJlÍ.!iQ. de carbono está muy relacionado con se mantiene constante, una variación de volumen produce las presiones parciales de cada gas en la sangre y depende de una va.riación proporcional de temperatura. muchos otros factores incluyendo buena ventilación y respiración.

yrr =

constante VENnLACION

Ln lty de Dulton dice que la presión total que ejerce una mezcla de gases ide:~les es la suma de las presiones de cada gns en la mezcla. La presión de cualquier gas se llama presión parcial y se representa como "p" como en p0 2, que es In presión. p;trciul del oxígeno. La presión parcial de cualquier gns en un volumen dado depende del número de moles de dicho gas en ese volumen y de la temperatura, pero es in· dependiente de la presencia o ausencia de otros gases en el mismo volumen.

P=lp La presión barométrica es la suma de las presiones parciales de Jos gases atmosféricos, que están formados por 20.93% de oxígeno, 0.03% de dióxido de carbono, 79.~% de nitrógeno y un porcentaje bajo de otros gases inertes. Si se conoce la presión barométrica se puede calcular la presión parcial de cada gas en la atmósfera. La presión parcial es de suma importancia ya que la acción del gas depende de la presión que ejerce. Normalmente la cantidad de gas se expresa como presión parcial en vez de como porcentaje de la presión atmosférica. Aunque la presión parcial mide la cantidad de gas en la fase gaseosa, esta medición se extiende a la cantidad de gas en un lfquitlo, incluyendo el plasma y la sangre entera. Este principio se basa en la ley de Henry, que establece que la cantidad d: gas soluble disuelto en un líquido es proporcional a la presión parcial del gas por encima del líquido. Tanto el oxígeno como el dióxido de carbono en sangre ejercen un

La ventilación es el proceso mecánico para desplazar aire hacia adentro y hacia afuera del conducto respiratorio. La respiración es un intercambio de gases entre Ja atmósfera y el organismo. La ventilación consiste en ventilación total, ventilación de espacio muerto y ventilación alveolar. La ventilación total incluye todo el aire de los pulmones. Durante la inhalación, el diafragma y Jos músculos intercostales se contraen incrementando el volumen de la cavidad torácica, se jala aire al interior de la na.riz y la boca, pas2 por la faringe, la tráquea, los bronquios y Jos bronquiolos hasta llegar a Jos conductos alveolares y los alveolos. Estos últimos son pequeños espacios de aire con paredes delgadas y ampliamente irrigados con capilares; en ellos se produce el intercambio de gases entre Jos pulmones y la sangre. Los al· veolos tienen una superficie de absorción de 50 a 100m2. La ventilación alveolar se refiere a los alveolos en contacto con Jos capilares pulmonares que llevan a cabo el intercambio de gases. . El espacio muen o es cualquier pane del aparato resptra· torio que no panicipa en el intercambio de gases (es dectr, todo ello con excepción de los alveolos). Hay aproximada- · mente !50 mi de espacio muerto de ventilación en los pul· mones. Durante la exhalación, el rechazo o resistencia de Jos tejidos elásticos de Jos pulmones y del tórax comprime el aire para que salga de los pulmones, y el diafragma y los músc~· Jos intercostales ~e relajan reduciendo el volumen de la cal'l· dad torácica. La exhalación generalmente es pasiva. pero la exhalación activa se lleva a cabo contrayendo los músculOS abdominales y forzando el diafragma contra lns pulmones para expulsar aire.

Los alveolos están recubiertos de una delgada capa de tensoactivo. La tensión superficial de Jos alveolos favorece que se colapsen durante la exhalación, y eltensoactivo per· mite que las paredes de los alveolos aumenten nuevamente de tamaño cuando se inhala aire. En Jos pulmones fetales este tensoactivo está inmaduro y su madurez se estima con base en la relación de lecitina!esfingomielina en el líquido amniótico. La ventilación total depende de la cantidad de aire que los pulmones son capaces de contener, la viabilidad de las vías respiratorias, el funcionamiento muscular y la elastici· dad de Jos tejidos pulmonares y torácicos. Los pulmones tie· nen una capacidad normal de 2 300 ±500 mi de acuerdo con el tamaito del organismo, su postctón y el ejercicio.

RESPIRACJON La respiración es el intercambio real de gases entre la at-

mósfera y el organismo. La respiración externa es el intercambio de oxígeno por dióxido de carbono que se efectúa entre los alveolos y Jos capilares pulmonares. La respira· cióo interna es el consumo de oxígeno y desprendimiento de dióxido de carbono que se verifica en las células de Jos - tejidos. El intercambio de gases depende de gradientes de presión; Jos gases se difunden del área de mayor presión a la de menor presión. El aire atmosférico con presión barométrica de 760 mm Hg contiene oxígeno con p0 2 de 158 mm Hg y dióxido de carbono con pCO, de 22.8 mm Hg. El aire que se inhala se satura con vapor de agua al pasar por las membranas mucosas húmedas y este vapor contribuye a la presión total. El aire que se inhala, al llegar a Jos alveolos tiene una p02 de aproximadamente 100 mm Hg, una pC02 de 36 mm Hg y una presión parcial de vapor de agua de 47 mm Hg. La sangre venosa en Jos capilares pulmonares tiene una p02 de 40 a 50 mm Hg y una pC02 de 40 a 44 mm Hg, Por tanto, existe un gradiente para que el oxígeno se difunda de una ..:.._p0 2 más alta en los alveolos a una p0 2 inferior en Jos capilares pulmonares y para que el dióxido de carbono se difunda de los capilares hacia Jos alveolos. A medida que el oxígeno se difunde hacia los capilares, la sangre se anerializa y la p02 sanguínea aumenta, hasta que alcanza un equilibrio con la p01 alveolar aproximadamente a 100 milímetros de mer· curio. La pCO, del aire que se exhala es aproximadamente 100 veces más grande que la del aire que se inhala. Como el C01 es muy soluble en agua, el intercambio de dióxido de carbono se lleva a rubo con mayor rapidez y eficacia que el intercambio de oxígeno. El dióxido de carbono se expulsa de los capilares pulmonares en los alveolos porque el CO, tiene una tasa de difusión de JO a 20 veces más alta que la de oxí· geno aunque sólo haya un gradiente de presión pequeño (aproximadamente 4 mm Hg) entre Jos capilare~ y Jos aireolos. La pCO, del plasma arterial se reduce ha~ta que alcanza ti equilibrio "con b pCO, de los alveolos. En la MtpcrfiCIC tic 1;1, ~él ula' de los rcjidos, la pO, de la lln~rc a 100 mm llp es muy ~u¡ocriur a la p(), tic la ~Üpcrfi· tie cclulat. de ?Ommll¡·. y el nd¡¡rntl ' C thhÍnclr nl intctitu de la' c~Juln,, El 1'1 :uhcntc ,le ptnt(ln t'utrc 1.1 p('() l tic In

Cuadro 21-1. Pres16n parcial de pe, y pC02 en atm6slera,

alveOlOs y 1011gre ve1101a en la superficie celulal Sitio

Almósfern Alveolos

p0:2 en mm Hg

pCOzenmmHg

158

22.8

• 100

---~36..-

Sangrevenosa

4(}-S()

41}-44

Supelficie celular

20

50-55

sangre (35 a 44 mm Hg) y la pC02 de la superficie celular (50 a 55 mm Hg) no es tan notable. Aunque el dióxido de carbono se difunde hacia el interior de los capilares procc· dente de los pulmones, menos de 8% de la carga diaria de C02 se transporta como C02 disuelto. El C02 gaseoso se conviene con eficacia en otras formas moleculares en el tO· rrente sanguíneo para su distribución y excreción. Por tanto, el C0 1que procede de Jos tejidos y pasa n la sangre sólo re· quiere de un gradiente bajo de pC02• En el cuadro 21· 1 se presenta un resumen de Jos valores de p02 y pC0 2 en la atmósfera, los alyeolos y la sangre venosa, y en la superficie celular.

REGULACION DE LA RESPIRACION El oxígeno y el dióxido de carbono en sangre se controlan por el ajuste de la frecuencia y profundidad de la ventilación y de la respiración. Esta regulación depende de quimiorrccep· tares centrales que se encuentran en la médula y quimiorre· ceptores periféricos en la arteria carótida y el arco de la aorta. Ambos conjuntos de quimiorreceptores actúan regulando el intercambio gaseoso de oxígeno y dióxido de carbono. Se produce hiperventilación cuando hay una demanda urgente de oxígeno. Durante la hiperventilación se libera más dióxido de carbono y se inhala más oxígeno, por lo que la pCO, de los alveolos desciende y la p02 de los mismos aumenta. La hipoventilación hace descender la pC02 alveolar. de manera que se retiene más oxígeno in vivo. La hipoventilación se produce cuando los pulmones son incapaces de proporcionar una ventilación alveolar adecu~da. Los quimiorreceptorcs centrales son sensibles a cambios en la concentración de iones hidrógeno en líquido cefalorraquídeo. Un aumento de (W) en líquido cefalorraquídeo estimula la ventilación, mientras que una reducción de (H'] la deprime. Los quimiorreceptores se bañan con líquido intersticial. el cual se deriva del líquido cefalorraquídeo. Debido a la barrera entre la sangre y el cerebro estos quimiorreceptores no son sensibles a la (W] sanguínea, pero son sensibles a modificaciones en la (H'] del líquido cefalorraquídeo. El dió~ido de carbono es un gas Jiposoluble, capaz de atravesar la barrera entre la sangre y el cerebro. Por tanto, un incremento de la pCO, sanguínea también aumenta el C02 en el lfl)uido intersticiaL Los sistemas amortiguadores del líquido intmtiri~l cmhral son deficientes. Como resultado, el in· CtcnH•ntt• tkl ('(): en el lfr¡uido intersticial que se produce

FISIOLOGIA ACIDOBASJCA 2t • '1 7

•t6 • OU\MICA CUNICA

t•uamlu In 11C02 snngufnea aumenta, provoca un incremento

wn~illr1ahlc de iones hidrógeno no amortiguados (por la hithatad6n ~el dltlxidu de cnrbono y la subsecuente disocia-

d tln 1 hknri~Jnlln y ion hid1ógeno). Cuando IH'] del lfquitln 1rlalun1qufdco )C eleva debido al incremento de C02• la vcfllilac1tln )( e1thnul11 hll\tl 1S veces su frecuencia nom1al. Cuandul ll ' l tlrl lr11uidu cefalonaqufdeo desciende, la ventilacltln ftlveular dicminuye. l.os quimiorreceptores periféricos sun menos ~ensibles al pll,1)(r0 muy sensibles a cambios de la p02 y la pC0 2• Un aumento de pC02 provoca un descenso de pH (incremento de 111']). t:l dióxido de crubono se difunde con rapidez, penetra y sale del lfquido cerebroespinal n través de la barrera de sangre-cerebro y, en consecuencia, se observa un efecto rápido de la pC0 2 plasmática en Jos quimiorreceptores centrales. La elevación de pC02 también estimula los quimiorreceptores periféricos e incrementa la tasa de respiración, lo que libera más C02 de .la sangre hacia los pulmones. La hipercapnia (incremento del C0 2) es un mejor estímulo que la anoxemia (p0 2 baja) para la hiperventilación. Hay producción constante de C02 debido al metaboJismo de las células de los tejidos, lo que provoca desplazamiento del C02 disuelto procedente de Jos tejidos hacia el plasma y los eritrocitos. Una pequeña porción del C02 plasmático permanece en solución, pero gran parte reacciona con agua y forma ácido carbónico que se disocia en presencia de anhidrasa carbónica a agua y dióxido de carbono. Siempre se produce dióxido de carbono durante el metabolismo, por lo que se encuentra disponible para favorecer la ventilación. Ocurre hiperventilación e incremento de la tasa respiratoria en respuesta a grandes alturas, dolor, fiebre, histeria e hipotensión. Los fármacos que estimulan :os quimiorrC<:cptores, como salicilatos, también provocan hipervcntilación. Jo mismo que la respuesta 'a los cambios acidobásicos del organismo. La hipovcntilación y reducción de la frecuencia respiratoria producen elevación prolongada de pC02 en sangre, unux i11 prolongada, reducción de la temperatura del cuerpo e h ipn t cn ~ión. Ln hipoventilación también es ocasionada por l ~lnlltWS 'omu nlcuhol y morfina.

rACl ORES QUEAFECTAN El TRANSPORTE

D OXIQ.NO Muc ha~

enk 111te•lntlr1 puh11nnn1tS producen respiración de-

~isu~l en lu~ ulvrulm " ''"ll lhu, ión desigual de los capilares pu lmtmau·~. Ann1¡nc h1 vc nl ilnd ~n y la irrigación general scun ntlccun•ln\, en I' ICI!IJ\ Cll\11\ In cnfwnctlnd pulmonar es suficiente ¡mm nltr1111 el 111lr1, ;11nhlu de pAit\ c11 los nlvco· los. Para llegnr a la ~n n¡¡1 e n pallir de h1$ nlvculus. el uxftcno se difunde a trnvé~ de In pclfc ul:t superfici al que rccuhre la membrana alveolar y pcnctrn la propm membrana alveo· lar, el líquido intersticial y una membrana cnpilar. Si cual· quiera de éstas tiene alguna afC<:ción o se engrosa por e~tados de enfermedad como tuberculosis, la difusión de oxí~cnu ~e reduce. La absorción de odgcno también depcnde de la pC02: una pC02 alta en sangre inhibe el consumo de oxíge· no y una pC02 baja, lo incrementa.

Además de ventilación adecuada, los alveolos requieren de abundantes capilares pulmonares funcionales. En la embolia pulmonar algunos capilares no se irrigan y por tanto cesa el intercambio de gases. La reducción del gasto cardiaco también provoca reducción de la p02 arterial. En resumen, la cantidad de oxigeno que penetra a la sangre y la cantidad de dióxido de carbono que se exhala por los pulmones depende de la frecuencia respiratoria, de la eficacia de Jos alveolos, de la distribución capilar pulmonar adecuada y de la tasa de difusión de Jos gases.

--~--CURVA DE DISOCIACION DE OXIGENO

•

Aunque un porcentaje bajo de oxígeno está disuelto en la sangre, la mayor parte del mismo se transpor1a a los !ejidos enlazado con la hemoglobina. La hemoglobina que contiene oxígeno se denomina oxihcmoglobina (Hb01) y la que no lo tiene se llama desoxihemoglobina (Hb). El porcentaje de saturación de oxígeno (%S02) es la cantidad real de oxígeno en sangre (contenido de oxigeno) dividida entre la capacidad de oxígeno a condiciones estándar de temperatura y presión. La capacidad total de oxígeno es 1.39 mi por gramo de lxmoglobina. La hemoglobina de la sangre arterial, que tiene una p01 de aproximadamente 100 mm Hg. está saturada a 97% con oxígeno. La sangre venosa con una p02 de 40 mm Hg está saturada a 75% con oxígeno. Diversos factores controlan la combinación de la hemoglobina con el oxígeno en los pulmones e incluyen la cantidad de hemoglobina funcional disponible en los eritrocitos, la afinidad de la misma hacia el oxígeno, la p0 2 del aire de Jos alveolos y la capacidad del oxfgeno para difundirse a través de la membrana alveolar. La hemoglobina es una molécula tctramérica con cuatro subunidadcs y cada una contiene hem, el cual está compuesto de hicrro ferroso (Fc2•) y protoporfirina. Cada uno de los cuatro iones ferrosos puede enlazarse rcversiblemente con una panícula de oxígeno y, por tanto, un mol de hemoglobina se enlaza con cuatro moles de oxigeno. El enlace reversible del oxígeno con la hemoglobina se relaciona con su estructura tctramérica. A medida que cada grupo hcm se oxigena, aumenta la afinidad de los grupos hcm restantes hacia el oxigeno con cambios muy leves de p02. Al graficar el contenido de oxígeno como saturación porcentual de oxígeno contra la pO•. se obtiene una curva sigmoide característica, o con fu11na' de S. que se denomina curva de disociación de o:Ó· geno (fig. 21-1). La característica de la hemoglobina que produce esta curva sigmoidal se llama interacción bern· hcm o cooperatividad de subunidades y permite la eficiente asociación y disociación del oxígeno con las moléculas de hcmnglohina y cl 1ranspone eficaz de oxígeno a los tejidos.

97%

Saturación p!llcenlual

~- ---

~ en mm Hg

26-27

100

FJg. 21-1. CuiVa de disoclaclón de oxigeno. Se grafica el porcentaje de saturación de oxigeno en la hemoglobina contra la ~ en milimetros de mercurio. El punto en el cual hay un 50% de saturaCión de oxigeno se deoomina PSO y es aproximadamente de 26 a 27 mm Hg. La sangre arterial norrnainente tiene del 97 al 100'ro de saturación,

ron una~ de aproximadamente 100 miMrnetros de rneiCUrio.

LapO, de la cur~•a de disociación de oxígeno cuando la hemoglobiña está saturada a 50% se denomina PSO y normalmente es de 26 a 27 mm Hg. La P50 mide la afinidad del oxígeno hacia la hemoglobina e indica la posición de la curva de disociación de oxígeno, la cual puede desplazarse hacia la derC<:ha o hacia la izquierda. Una P50 alta indica desplazamiento hacia la derecha. que reduce la afinidad de la hemoglobina hacia el oxígeno, incrementa el apone de oxígeno a Jos tejidos y transforma la oxihemoglobina en desoxihemoglobina. En general esto es bueno para el paciente. Se observa desplazamiento hacia la derecha a grandes alturas, en casos de anemia grave y en enfermedades cardiacas y pulmonares. La PSO óptima para cada paciente individual depende de la disponibilidad de oxigeno, sin embargo, la P50 alta no es benéfica en casos de hipoxia y gasto cardiaco alto, porque la P50 óptima depende del porcentaje de oxígeno. La PSO baja a grandes alturas en realidad prOlcge la saturación anerial.2 La reducción de la P50 indica desplazamiento hacia la . izquierda y que la hemoglobina consume más oxígeno. Los - desplazamientos extremos hacia la izquierda se producen en casos de insullciencia respiratoria. hipoxia en Jos teJidOS e hipervcntilación compensatoria. La hipoxia de los tejidos se define como reducción de la p0 2 de los tejidos. El síntoma primario de hipoxia es cianosis. color azuloso en labios, en los lechos ungueales y en la lengua.

FACTORES QUE AFECTAN LA OISOCJACJON DE OXIGENO

La afinidad de la hemoglobina hacia el oxígeno y la forma y JlOsición de la curva dependen tic varios factores: tempcratura, pH, pC02, 2,3-difosfoglicerato (DPG). y cantidad y tipo de hemoglobina en sangre. Las temperaturas ckvadas des-

plazan la curva de disociación hacia la derecha. Durante c1 ejercicio o infecciones, cuando el cuerpo demanda más oxígeno, el desplazamiento a la derecha apona mayor cantidad del mismo a Jos tejidos. En la hipotermia la hemoglobina tiene más afinidad hacia el oxigeno y la curva se desplaza hac1a la izquierda. El efecto del pH en la curva de disociación se denomina efecto de Bohr y se relaciona con la capacidad amoniguadora de la hemoglobina. Una mol~cula de hemoglobina puede aceptar un ion hidrógeno cuando libera una molécula de oxígeno. La desoxihemoglobina acepta y retiene el W mejor que la oxihemoglobina porque esta última es un ácido más fuerte y se disocia con más facilidad del W en solución. Por lanlo, a medida que el pH disminuye y [H+) aumenta, la afinidad de la hemoglobina hacia el oxfgeno se reduce y la curva se desplaza hacia abajo y hacia la derecha. El consumo de w a un pH inferior a 6 se llama erecto ácido de Bohr y está asociado con una afinidad inferior del oxfgcno hacia la hemoglobina y un desplazamiento hacia la derecha. El efecto alcalino de Bohr se observa a un pH más alto con hherac1ón de H', menor apor1e de oxígeno a los tejidos y despinzamiento hacia la izquierda. El efecto de Dohr mejora la Lran~ ­ ferencia de odgcno y dióxido de curbono en los tejidos. 1111C es donde se acumulan los metabolitos ácidos. Un incremento en pC02 reduce la afinidad de la hemo· globina hacia t i oxígeno y desplaza la c~1rva hacia nbajo y hacia la derecha. Este despla1.amiento hac1a la derecha fac •hta la liberación de odgeno de la hemoglobina. El dióxido de carbono también contribuye al efecto de Dohr. Conforme el CO se incrementa como resultado del metabolismo celular, con~ibuye a una pC02 más alta, se combina con agua y forma ácido carbónico, que se disocia en W y bicarbonato. El incremento en [W] del C02 produce un desplazamiento hacia la derecha por el efecto de Bohr. A medida que la pC0 2 se reduce, el pH se hace más alcalino y la curva se mueve hacia la izquierda, lo que mejora la afinidad de la hemoglobina hacia el oxfgcno. · Los eritrocitos tienen grandes cantidades de DPG, un factor imponante para la liberación de oxígeno. El DPG es un producto de la descomposición y metabolismo del glucógeno: Jos tejidos con metabolismo activo tienen mayores mveles de DPG. Este se combina con la desox1hcmoglobma Y reduce la afinidad de la hemoglobina hacia el oxígeno, desplazando la curva hacia la derecha. Por el desplazamiento hacia la derecha, la p02 aumenta y los tejidos con metabolismo activo no requieren niveles de p02 lan f>ajos como los tejidos con niveles de DPG inferiores para liberar cantidades significativas de oxígeno de la hemoglobina. Un DPG bajo hace que la cUTYa se deslice hacia la izquierda. En realidad el DPG e~ un modificador alostérico de la disociación de oxígeno. Se mueve entrando y saliendo de la ca'·!dad central de la hemoglobina, estabiliza la desoxihemoglobma y se expulsa de la oxihemoglobina. El odgcno o el DPG ocupan la bolsa de hcm, pero no pueden estar juntos ~i mult ánea m ~ n re. Cuando el pH desciende y provoca desplazamiento hacta la derecha, hay inhibición del DPG Jo que ocasiona un lll0\'1· miento igual de la curva hacia la izquierda para '0rregnla " la posición original. Cuando el pH se elera y pnm>\a un dcsplazamicnro hacia la izquierda, la sínte;i; .k nrc. :1\1·

411 •

WV!Mil.A \ ,lJNICA

f iSIOt.OGlA ACIDOBASICA 21 • 4t9

menta, lo que ocasiona un movimiento hacia la derecha que b~ancea la curva para regresarla a la normalidad. Los paCientes que se han sometido a transfusiones masivas tal vez no logren oxigenar sus tejidos con la sangre que han recibido, porque el DPG se reduce con rapidez en la sangre alma· cenada. El descenso de DPG evita que se libere oxfgeno a los tejidos. Además, a grandes alturas el DPG aumenta y la curva se desplaza hacia la derecha. La cantidad y el tipo de hemoglobina también-son· im- portantes para la liberación de oxfgeno. En anemia con niveles inferiores de hemoglobina hay menor disponibilidad de SUIOS ~ara transporte de oxfgeno y, por tanto, menos oxfgeno dlspom.ble para los tejidos. Sin embargo, los niveles de DPG v~fan mvers~ente con respecto a los niveles de hemoglobma. Los pac1cmes ~émicos tienen más DPG, por Jo que la curva ~e desplaza haCJa la derecha y se libera más oxígeno a l~s teJidos. Esto explica por qué los pacientes anémicos no p1erden la conciencia aunque sus niveles de hemoglobina sean sumamente bajos. Como el monóxido de carbono (CO) tiene una afinidad 218 veces superior hacia la hemoglobina que el oxígeno, el CO reemplaza el oxígeno formando carboxihemoglobina, que es tóx1ca. En presencia de carboxihemoglobina la curva se desp!a~ hacia la izquierda y pierde su carácter sigmoidal, lo que md1ca que la oxihemoglobina presente no libera oxígeno con tanta facilidad. El incremento de los niveles de hemoglobina F, que se observa en recién nacidos y en la persistencia hereditaria de he.moglobi~a fe~al , ~roduce reducción de la P50 y desplazamiento hac1a la JZqmerda porque la hemoglobina F tiene ma· yor afinidad.hacia el oxígeno y por tanto libera menos oxígeno a los tejidos. La methemoglobina y otras variantes de hemoglobina también causan un desplazamiento hacia la izquierda y menor liberación de oxigeno a los tejidos. En el cuadro 21-2 se presenta un resumen de los factores que provocan desplazamiento a la derecha de la curva de disocinción de oxfgeno.

CURVA DE DISOCIACION DE OXIGENO Y TRANSPORTE DE OXIGENO La sangre arterial está saturada a 97% con oxigeno, tiene una

pOz de 100 mm Hg y una pCOz de 40 mm Hg. Conforme llega a los tejidos tiene una p02 más baja y una pCO más alta; la ~z en la superficie de la célula de los tejidos g~nera un mov1miento hacia la izquierda. de manera que sólo se li· bera una pequeña cantidad de oxígeno de la oxihemoglobina. De manera simultánea, la pCOz alta de los tejidos provoca desplazamiento hacia la derecha y libera oxigeno. El res ulta~? neto es que la oxihemoglobina aporta más oxígeno a los tejidos de lo que aportaría si no se hubiese incrementa· do la pC02. La hemoglobina se une con fuerza al oxígeno hasta que la pOz sanguínea desciende a menos de 60 mm Hg Y entonces se liberan grandes cantidades de oxigeno en respuesta a pequeños cambios de la p02• A medida que la sangre atra\'lcsa por los tejidos y la pOz aumenta, la curva se dcsp!aza haCJa la derecha, por lo cual la afinidad de la hemoglobma hac1a los rejidos desciende sin que la p01 disminu· ya. Durante el eJerciCio, los rejido; con metabolismo activo

Cuadro 2t·2. Factores que ocaatonon que lo cUIVa de disociación de oxigeno 11 desplace hoclo lo derecho Y por tonto pennlten un Incremento de lo lbtroclón de oxigeno o lol tejidos ' A001en1o de temperatufa

Reducción del pH Aumenlo de la pC<ñ

-•

Aumento de OPG

mayores niveles de pCOzy (H+) inician un desplazamienro a la derecha y mayor liberación de oxígeno. Por último, un .. descenso de pC02 conforme la sangre pasa por los pulmones hace que curva se mueva hacia arriba y a la izquierda, lo que pemute que. ~ás oxígeno se enlace con hemoglobina y favorece la artenahzac1ón de la sangre. Así termina el ciclo. Obsérvese q~e la curva tiene pendiente muy alta a P50, y ~randes cantidades de oxígeno puldeo liberarse hacia los te· JldOS por un cambto pequeño de pOz· En la parte relativa· mente plana de la curva, cerca de 100% de saturación, au· menta la carga de oxfgeoo en los capilares pulmonares. y

!a

---r-----SISTEMAS AMORTIGUADORES

Se producen más de 13 000 miliequivalentes de ácido en el metabolismo diario, incluyendo ácidos orgánicos ácidos in~rgánicos y dióxido de carbono.J Es necesario q~e estos ác1dos se amortigüen y excreten, ya que las modificaciones del pH afectan el funcionamiento enzimático y el metabolismo mtracelular y extracelular. La mayor parte de los áci· dos se elimina por los pulmones como dióxido de carbono, y ~1 resto lo hace por los riñones en forma de ácido titulable y 1ones amomo. El ácido titulable es la cantidad de ácido en orina que se titula con álcalis de fuerza conocida para igualar su pH con el sangufneo. Existe~ diversos sistemas amortiguadores importantes en el orgamsmo. La mayor parte de los ácidos que se prodllcen en el metabolismo se amortigua en el interior de las ct· lulas, en particular en Jos eritrocitos y los osteoblastos. Las proteínas, el bicarbonato y el fosfato actúan como amorti· guadores intracelulares y la hemoglobina también desempe· ña una función en los eritrocitos. El amortiguador extracelu· lar más importante es el sistema bicarbonato/ácido carbónico Y asimismo las proteínas plasmáticas y el fosfato ejercen c1erta acc1ón amortiguadora (
resistencia del amortiguador para variar de pH y más ''alor teodrá como sistema amortiguador i11 vi•·o. Se mide en miliDlOies por litro por unidad de pH. El valor amortiguador está en func1ón de la concentración del ácido amortiguador y su base conJugada, la constante de disociación del amortiguador (K¡) y la concentración de ion hidrógeno (W] del medio. Los tejidos y los eritrocitos tienen una capa externa de lípidos permeable a bases, como C02 y 0 2, y a moléculas li· posolubles sm carga, como amoniaco (NH 3). Las células son JDJperrneablcs a partículas con carga, incluyendo iones hi· drógeno (H'), amonio (NH/) y iones bicarbonato (HCO ·) (aunque estos iones penetran a las células a través de canJ~ iónicos controlados). Hay tres mecanismos intracelulares im· portantes para el equilibrio acidobásico: 1) amortifuación intracelular, 2) modificaciones del metabolismo celular que afectan el equilibrio acidobásico, y 3) modificaciones en el transporte de iones a través de los canales iónicos. Por tanto, los amortiguadores intracelulares y especialmente el sistema b1carbonato/ácido carbónico son importantes para preservar el pH fisiológico.

SISTEMA AMORTIGUADOR BICARBONATO/ACIDO CARBONICO

f!

b!carbonato (HC03· ), el ácido carbónico (H1C03) y el dtóx1do de carbono (C0 2) están presentes tanto en las célu· las como en el plasma. Su importancia y eficacia como sistema amortiguador se basa en que se encuentran a altas concentraciones )' en su mutua interrelación. El dióxido de c~bo.n o puede hidratarse formando ácido carbónico, que se d1soc1a en IOnes hidrógeno y bicarbonaro. Ambas reacciones son reversibles.

al sustituir HC03• por A-, y H¡C03 por HA se tiene lo siguiente: [HCO ·¡ pH = pK + log - -3[H:C03) En condiciones normales la relación de bicll!'.b<mato con respecto a ácido car6ónico es de 20/1 y el pK es 6.1:-EI pH~­ sanguíneo es directamente proporcional al bicarbonato e inversamente proporcional al ácido carbónico. Cuando el bi· carbonato aumenta o el ácido carbónico desciende, la rela· ción de ambos ~u menta y el pH sube a más de 7.45, lo que produce alcalOSJs. Cuando el bicarbonato desciende o el ácido carbónico aumenta, la relación disminuye y el pH desCiende a menos de 7.35 1o que produce acidosis. , . La adición de agua al dióxido de carbono para formur ac1do carbómco se denomina hidratación y la eliminnción de agua, deshidratación. La tasa de hidratación y deshidratación aumenta debido a una enzima celular que se denorninn nnhi· drasa carbónica y se encuentra n altas concentraciones en eritrocitos y algunas células de los tejidos. 1.:1 anhidru1n cnr· bónica facilita la hidratación o deshidmt"ción rrlpidM dd d1óx1do d~ car.bono que se requiere durante el breve tiempo que los cntr~n.os pennanecen en los capilares pulmon:tre5. El eqUJhhno favorece la deshidratación de tlcido crubó· nico ~ dióxido'de ~arbono y agua. La ley de Henry de los gases d1ce que la cantidad de gas soluble disuelto en un lfquido es duectamente proporcional a la presión parcial del gas. Por tanto, la concentración de C01 es directamente proporcional a la pC02, con una constante de proporcionalidad que se denomina alfa (<X) o coeficiente de solubilidad. Alfa es 0.0301 cuando la pC?2 se encue~tra en unidades de torr y el COz en unidades de m1hmoles por Juro. La relación entre pCOzy COz es: [CÜ¡ disuehoJ =

Los pulmones y los riñones desempeñan funciones importantes en la amortiguación de iones hidrógeno y dióxido de carbono que son productos finales del metabolismo. Cuando la reacción anterior se desplaza hacia la derecha, el C02 aumenta y provoca un incremento de la pCO~, que esti· mul~ la rcsp1rac1ón pulmonar y la excreción de C0 2• En presencia de mveles altos de C0 1 sanguíneo. la reacción se desplaza hacia la izquierda y se fom1a bicarbonato, que es controlado por los riñones, y iones hidrógeno, los cuales son amnrugu~rlos por otros sisremas. La ecuación de Henderson-Hasselbalch es importante para comprender cómo el sistema bicarbonato-ácido carbónico regula el equilibrio acidobásico. Si el ácido carbónico se disocia en ion hidrógeno y bicarbonato:

IH:CO,) .... [H' ) + IHCO; ] Yla ecuación de Henderson-Hasselbalch es:

pH = pK

+ lo~ ~

111:\ [


pCO,

Como la concentración de C02 es proporcional a la pC01, la concentración de H2CO, también debe ser directamente proporcional a pC02. Puesio que el equilibrio favorece la deshidratación de H2C0 3, la concentración plasmática de COz d1suelto es aproximadamente 1 000 veces más grande que la de H2C03• Por tanto, si se sustituye la concentración de COz por la de H1C0 3 (que es prácticamente despreCiable) se obtiene la siguiente expresión: IHCO3·]

pH = pK + log - -

-

a pC02

Los pulmones controlan el efecto del ácido carbónico en la ecuación de Hendcrson-Hasselbalch mediante el incre· mento o la reducción de la respiración de dióxido de carbono y los riñones controlan el efecto del bicarbonato en la ecua· ción incrementando o reduciendo la reabsO!Ción de bicarbonato. La respuesta de los riñones o pulmones a Jos cambios de la relación de bicarbonato con respecto a ácido carbónico para preservar el pH ~s iol ógic o se denomina compensación. El di(J., ido de c:ubono total en plasma existe en tres for· ma~: diúxidu 1k rarhnnu 1lisuclto (dC07), ~c id o carbónico

<120 , QUIMICA Cl.INICA

FISIOlOGIA ACIOOBASICA 21 • 421

(H 1COJ) y bicarbonato (Hcon. Parte del C02 disuello permanece en el plasma y se hidrata, otra pane es amorliguada por las proteínas plasmálicas y forma compuestos carbaminados, pero la mayoría del C02 se difunde al interior de los erilfocitos. Una vez ahí el dióxido de carbono se hidrata y se amonigua por el bicarbonato inlfacelular, el cual se difunde de regreso al plasma, se arnonigua y se excreta. Pane del C02 permanece en solución, pero casi todo se amonigua debido a la hemoglobina. La mayor pane del C02 en plasma (de 90 a 95%) se encuenlfa en forma de HCO)-· Aunque es posible medir el HC03- directamente por tiiUlación, es mucho más sencillo medir el C0 2 total. Al esiUdiar la determinación de parámetros ocidoMsir.os, ron frecuencia los valores de C'02 y HC03- se emplean en forma intercambiable con una diferencia real de aproximadamente 1 mmolllitro.

SISTEMA AMORTIGUADOR DE HEMOGLOBINA La hemoglobina es imponante no sólo por su capacidad para transportar oxígeno y dióxido de carbono, sino también por su capacidad arnoniguadora. Existe una interacción compleja entre el pH, el C02 y la oxigenación de la hemoglobina. Gran parte del C02 que procede de procesos metabólicos y penetra a los eritrocitos es amortiguado por la hemoglobina y tiene un valor de amortiguación elevado. El dióxido de carbono se difunde al interior de las células y se combina con grupos amino y grupos de histidinimidazol en la hemoglobina para formar compuestos carbaminados. R- NII: + CO:-+ R-NHCOO· + H ·

La formación de compuestos carbaminados depende del estado de oxigenación de la hemoglobina; se forman en mayor proporción con la desoxihemoglobina que con la oxihe- - · moglobina. Hay nueve residuos de histidina en cada una de las cualfo cadcnas.de hemoglobina que contribuyen a la capacidad arnoniguadora de la misma. A medida que se libera oxígeno de la hemoglobina, se forma carbaminohemoglobi- _ na, que es un medio eficu para uansponar dióxido de car- · bono. Los iones hidrógeno que se generan en esta reacción se amoniguan por la propia desoxihemoglobina y el oxígeno que se libera se difunde a lfavés del plasma hacia las células de Jos tejidos. La concentración normal de los compuestos carbaminados es 0.2 mmolllilfO. La desoxihcmoglobina es un ácido más déuil que la uxi· hemoglobina, de manera que neutraliza los iones hidrógeno para elevar el pH. La reducción de la afinidad de la hemoglobina hacia el oxígeno produce más desoxihemoglobina para neutralizar los iones hidrógeno y la reducción de la oxihemoglobina favorece la formación de compuestos carbaminados. Se considera que la hemoglobina es un amortiguador extracclular porque las membrana,de los eritrocitos no evitan el movimiento de los iones hidrógeno. Conforme la hemoglobina se oxigena, libera iones hidrógeno que se combinan con el bicarbonato para formar ácido carbónico, el cual se deshidrata a dióxido de carhono e incrementa la pC0 2• El C02 se difunde, sale de las células y se elimina mediante la ventilación pulmonar. Casi toda la hidratación y deshidratación del C02 se verifica en Jos eritrocitos. Cuando el C02 se hidrata, los iones hidrógeno se amoniguan. Cuando el C02 se deshidrata, los iones hidrógeno se encuenlfan disponibles para la hemoglobina (fig. 21-2). Dos fenómenos ocurren en los eritrocitos durante la amoniguación: el despluarniento isohfdrico y el desplaza..

Célula de los tejidos

Plnsma

HHb

t

02

t

miento de cloruros. El despluamiento isohídrico ocurre cuando se desplazan iones hidrógeno, pero la concentración total de los mismos permanece invariable. La [H+) se desplaza enlfe los pares acidobásieos. Por ejemplo, cuando la sangre libera oxígeno y consume dióxido de carbono, la pC02 aumenta. El pH comienza a descender cuando esto ocurre. Sin embargo, el incremento de C02 de la pC02 se hidrata a ácido carbónico ·y fono a-bicarbonato y iones hidrógeno. Los iones hidrógeno son amoniguados principalmente por la desoxihemoglobina, pero también por las proteínas y el fosfato, y el bicarbonato se difunde y sale de la célula. Como todos Jos iones hidrógeno que se forman están amoniguados no hay variación del pH ni cambios de la concenlfaci6n de iones hiú1 ógcno y el úcsplatalnielllo es ioohíú1 icu. Se produce un desplazamiento de cloruros cuando éstos pasan hacia el interior de los erilfocitos para balancear el bicarbonato que sale de ellos. En los erilfocitos se forma bicarbonato a panir de la hidratación de dióxido de carbono (procedente del metabolismo) a ácido carbónico, que se disocia a bicarbonato y iones hidrógeno. A medida que el bicarbonato de Jos eritrocitos aumenta más que el bicarbonato plasmático, sale _bicarbpnato de la célula y se intercambia por cloruros. Por tanto, los clorurosplasmáiicos son inferiores en la sangre venosa que en la sangre anerial, ya que a medida que se exhala co2 los cloruros se desplazan, salen de los crilfocitos y pasan al plasma. La sustitución de cloruro por bicarbonato incrementa la osmolalidad de los eritrocitos y conduce a una difusión de agua al interior de los mismos y a un ligero incremento del volumen corpuscular medio (MCV) (véase la fig. 21-2).

SISTEMA AMORTIGUADOR DE FOSFATOS El sistema amoniguador de fosfatos es imponante porque se excretan fosfatos en orina en altas cantidades, lo que permite que los riñones regulen Jos iones positivos incluyendo iones hidrógeno y iones sodio. El ácido fosfóri co (H¡P04) tiene tres iones hidrógeno disociables y cada uno se libera reversiblemente en secuen· cia durante la titulación con base, pero uno tiene un pK de 6.8 que es demasiado cercano al pH fisiológico de 7.4 para actuar como amoniguador. Este hidrógeno transforma el (H¡P04-) monobásico en fosfato dibásico (HP04"). La ecuación de Henderson-Hassclbalch para este sistema amoniguador es: H:PO,- •, HP04" + W IHPO/) pH = pK + log [1-J!PO<) Al pH fisiológico de 7.4 la relación de fosfato di básico

con respecto a fosfato monobásico es 4 a 1, y cinco molécu-

Ftg. 21-2. Desplazamiento isohidrico de cloruros. A !Mdida que la hemoglobina obcra oMigcno y consume dióxido de carbono, el CO.. se hidrata y fonna ácido carbónico (H¡C03), el cual se disocia en bicarbonato (HC03' ) y Ion llidrógcno (H'). Conl01me el bicarbonato de los eritr~ tos se eleva más que el plasmatico. sale bicarbonato de la célula y se intercambia por cloruros. La dcsoMihcmoglobina amortigua los iolles hi' drógeno.

las de fosfato tendrían un total de nueve cargas negativas (cuatro fosfatos dibásicos con carga total de -8 y un fosfato tnonobásico con carga de -1 ). En el riñón , estas cargas negativas se balancean con cargas positivas, principalmente del SOdio. Los iones fosfato de la sangre penetran al filtrado glotnerular que también tiene un pH de 7.4. A medida que se añaden iones hidrógeno al filtrado durante la formación de orina, el fosfato dibásico recoge un ion hidrógeno y se con-

viene en fosfato monobásico. Si se ai\ade suficiente ácido para reducir el pH de la orina a 4.5, casi todo el fosfato se convierte e)l monobásico, la relación de fosfato dibásico con respecto a monobásico es 1 a 200, y sólo se r~uieren cinco iones sodio para balancear el fosfato. Nomuslmente se cxcsclan 30 mmoUL de iones hidrógeno por dfn en formn de H¡P04 , lo que constituye 90% de la acidez titulable de la orín~. Los nh·cles de 1'osfnto en plasma son de tan ~ólfl 1 mmoi/L, de manera que el fosfato proporcion~ pucn nmnnl guación extracclulnr en comparnción con el bicruiM>n~tu. Sin embargo, en los eritrocitos, los fosfnM OTNánirt)) rn f111111a de DPG producen cerca de 15% dd valor ammttnu~~
SISTEMA AMORTIGUADOR DE PROTEINAS Las proteínas sirven como amortiHIIilthnc~ plindp.tluu•tllt• 111 las células de los tejidos, pero tnmhién, IIIIIIIJIIt• ~~~ 1111'111•1 grado, en el plasma. El punto isucl~ctslcu tic In~ ¡ uutt•lnn~ 11•l pll al cual se balancean las cargas po~itlva~ y JICNIIIi v¡t~ ) e• inferior al pH fisiológico, ltl que siunificn t¡uc 1111 ptoltdnnactúan como polianiones al pll 7.4 y liberan el ~xcc1tl tic )1)• nes hidrógeno que se requim. t:n forma de ~cldo~. h11 JHII tclnas se denominan proteínas JI y sus sales conjuMatlM alea linas se denominan proteínas 13. L1 acción amoniguiltlora de las proteínas és muy variable. En su mayor parte se debe al grupo imidazol de la histidina, y la albúmina contiene 16 grupos de este tipo. El valor amoniguador de las proteínas plasmáticas es 0.1 mmollg/pH. La albúmina tiene más de 95'k de la capacidad amortiguadora de las proteínas debido a los 16 fragmentos de histidina que contiene, aunque las globulinas también amoniguan los iones hidrógeno. La hemoglobina lleva un total de 36 histidinas, nueve de ellas en las cua1ro cadenas de polipéptidos que la componen.

·-----REGULACION DEL EQUILIBRIO ACIDOBASICO

REGULACION RESPIRATORIA La función de Jos pulmones en el equilibrio acidobásico es regular la cantidad de dióxido de carbono que se elimina al exhalar el aire, ya sea reteniendo C02 f? aumentando su eliminación. Se requieren aproximadamente de !fes a seis horas para alcanzar el efecto máximo de compensación respirato· ria. Aunque la amoniguación de iones se realiza instantáneamente, la respuesta respiratoria al desequilibrio acidobásico es más inmediata que la respuesta renal. El control respiratorio del equilibrio acidobásico es mediado por Jos quimiorreceptores en contacto con el líquido cefalorraquídeo en el sistema nervioso central (SNC). 4 La ventilación se lleva a cabo mediante Jos quimiorreccptorcs periféricos del arco de la aorta y el seno de la carótida. Ylos quimiorrcceptores centrales de la médula. Los quimiorrcccp-

<122 • QUIMICA CLJNJCA

fiSIOlOGlA ACOOBASICA 21 • .W

tores son sensibles a pequeñas variaciones del pH y de la las ctlulas tubulares. También se resorbe a~ua, según se repC02. Un leve aumento de la pC02 o una leve disminución quiera. del pH provoca aumento de la ventilación. Como el líquido En todo el organismo hay dos companimientos. princicefalorraquídeo es más permeable a la pC0 2 como gas que paJes de líquidos: el intracelular y el extracelular; están sepaal HC03• en forma iónica, el C02 es un estimulante impor· rndos por mcmbrilllas scmipermeables a Jos iones. Se establece tante, y los cambios de la pC02 se perciben a Jos pocos minu- un balance que se denomina equilibrio de Gibbs-Donnan, tos, mientras que Jos cambios de la concentración de bicarbona- entre estos dos companimientos con la misma concentración to no se detectan sino hasta que transcurren varias hora5.-La -deíoiieS con actividad osmótica en cada lado. Los iones se respuesta respiratoria máxima se produce cuando Jos quimiore- desplazan a través de la membrana para balancear cualquier · ceptores centrnles y periftricos están totalmente estimulados. variación en el otro companimiento. Por ejemplo, en el riEn la alcalosis debida a problemas metabólicos, se esti· ñón los iones sodio del filtrado glomerular se pueden imermula la ventilación y se elimina más C02, lo que provoca re- cambiar con iones hidrógeno de las células tubulares. Así se ducción de la pC02 sanguínea, que se asocia con el denomiresorbe sodio y se conserva para preservar la presión sanguf. nador de la ecuación.de Henderson-Hasselbalch. Por

1:1!110,

C"ulu hlbiJtares que recub<en

Luz tubul81 (011na)

Hp

+

COz

.CA ~co3

+

(

)

t

H+

+

Hp

+

.

HC03-

COz

t CA

neo y el volumen, y se excrcl4 el exceso de iones hidrógeno.

hay un incremento de la relación [HC03-]I[H2C03] y el pH El pH promedio de la orina es aproximadamente 6.0 y se reduce a su valor normal. Por el contrario, cuando el pH se es inferior en 1.4 unidades al pH sanguíneo, de manera que reduce, como ocurre en la acidosis, la hipoventilación provoca los riñones tienen la función de eliminar los iones hidrógeno retención de C02, el cual se hidrata en presencia de la anhidrasa que se degeneran en el metabolismo normal. La orina puede carbónica a ácido carbónico y se disocia a iones hidrógeno y bi- ser ácida o alcalina, pero generalmente es ácida. En casos de carbonato. Los iones hidrógeno son amortiguados por las pro- acidosis, se retira más ácido de la sangre y se agrega base, tcínas plasmáticas y el bicarbonato se excreta en la orina. Con por lo que el pH urinario es aún mjs bajo. frecuencia la compensación respiratoria no úene éxito totalpara ·- -- Los riñones tienen tres mecamsmos para regular el equirestaurar el pH fisiológico, pero los pulmones tienen un control librio aCídOilásico: 1) excretan el exceso de ácido por intermás inmediato de la relación bicarbonat
CirCIJiación (plasma)

los túbulos renales

H2C03

.i )

~

NaA

-4=~ ~ +

(

)

t

w

HC03 -

+

Na+

HzO +

C02

. CA H2C03

t

w

+

·.

HC03Na+

Gtutamna

t

Gtutamina

NH3

CA - anhidrasa caibónica

Flg. 21-3. Mecanismos renales para la excreción de hidrógeno. En las tres células el dióxido de carbono se oomblna con agua para formar ácido carbónico que se disocia en H' y HCOJ. yel H' se intercambia por Na', que se transpona a fa sangre. En la célula de la parte superior se indica el proceso de amortiguación de fosfatos. en el cual el fosfato monohidrogenado acepta un hidrógeno y forma fosfato áoácido, el cual se excreta junto con un ion sodio yel otro sodio se inlerCillrbia por el hidrógeno. En la célula de la parte intermedia, el bicalbonato de sodio se translonna en ácido carbónico, que se disocia en agua, la cual se excreta. ydióxido de carbono, que se ciflnle y regresa a fas células ltJbulates. En la célula de la pwte inferior se indica la formación de aroonio a partir de amoniaco y sales de sodio. En el texto sep<esenta 1113 expicación más oorlllleta.

NaHC03, eliminando (W] del cuerpo. El ion sodio que se - resorbe balancea el ion bicarbonato celular, restaura el bicarbonato e incrementa el pH. El interca¡nbio de sodio por hidrógeno se produce principalmente en los túbulos proximales, pero tambi~n en Jos distales. En los túbu!os proximales se preserva un gradiente de una unidad de pH y en los túbulos distales un gradiente de tres unidades de pH. Por tanto, el pH mínimo de la orina es 4.4 ((W] o 0.00003 moles por litro) se encuentra con diferencia de tres unidades respecto al pH fisiológico de 7.4 y es . 800 veces superior al del plasma. La secreción de potasio y iones hidrógeno está interrelacionada. Las células de los túbulos renales también secretan potasio a la orina tubular y el potasio compite con el hitlrtl· ~cno en el intercambio de scMlin/hidrc'r¡:cnn, clr mancrn 1111c

un incremento en la secreción de potasio se- acompaña de una reducción de la secreción de hidrógeno. Por ejemplo, en casos de acidosis cuando la secreción ácida aumenta, el pota· sio se conserva y los niveles de potasio en suero aumentan, mientras que en la alcalosis, cuando se reduce la secreción de ácido, Jos niveles de potasio descienden. Cuando las células tubulares contienen altos niveles de potasio, se intercam· bia más potasio y menos hidrógeno por sodio, por lo que la orina se hace menos ácida y los lfquidos del organismo más :ícidos. En caso de agotamiento de potasio, se intercambia hidró~eno en vez de potasio por el sodio, la orina se acidifi· ca y Jos lfquidos corporales se hacen más alcalinos. Otro método para conservar el sodio es d transporte del bicarhcmntcr clellfquido pcritnhulnr, de manera que In secre· ~ i(1n ele 1\..:illo i1 liilll inil !Uhlllllr SC l"r IICCIIIIf':lnnc)c¡ por ooicic\n

~

• QUL\IICA CLI'IICA

de bicarbonato de sodio a la sansrc venosa. Asf se consen·a el sodio y se incrementa la relación de IHC03-]/[H 2CO)].lo 'IIJCprovoca un ligero aument~ de pH.

FISIOlOGIA ACI()()A...ASICA 21 • 425

tiene una participación importante como mediadora de los En resumen, la excreción de amonio es eficaz en el necesario añadir a 1 L de sangre para regresar al pH de 7.4 y efectos en desequilibrios acidobásicos. equitibrio de afecciones acidobásicas sólo cuando se excreta un C02 total de 25 mmolllitro. 1 Ciertos fármacos, incluso acetazolamida, inhiben la anNH/ en vez de Na• o en asociación con CJ-. Tan pronto como el organismo detecta una modificación hidrasa carbónica y por tanto reducen la secreción de ácido. . de pH, los pulmones y los riñones responden y compensan Los túbulos proximales pueden reclamar más bicarbonato este cambio. Si la afección es de origen respiratorio, se efeccuando la pC02 aumenta y el potasio se ag01a (porque hay túa una compensación de tipo metabólico mediante regulaRtelomacl6n de bicarbonato más hidrógeno celular disponible en estos casos). Una disción renal de la excr,cción de ion hidrógeno. Cuando la afecminución del volumen sangufneo arterial también provoca ción es principalmente metabólica, se efectúa compensación El hlcnrbonntu es el único ani6n amortiguador que se regereclamación de bicarbonato en los túbulos proximales.7 respiratoria y se incrementa o reduce la exhalación de dióxiEl resto del bicarbonato {de JO a 15%) se reclama en los -· do de carbono. nera en d rifión y retoma a los lfquidos del organismo para AFECCIONES DEL EQUILIBRIO túbulos distales, en donde la anhidrasa carbónica sólo se enLa relación [HCOJ-]I(H 2C03] es de suma importancia. rc¡xmcr In deficiencia de bases, como se observa en casos de ACIDOBASICO acidosis mctabólicn. La concentración de bicarbonato en el cuentra en el espacio intracelular y provoca una deshidrata- -· La relación ideal 20:1 del sistema amortiguador ácido carbófiltrado glornerular es aproximadamente igual a la del plas- ción más lenta de ácido carbónico. Cuando el bicarbonato nico/bicarbonato se corresponde con el pH fisiológico de 7.4. El pH sangufneo depende de esta relación y la función ma y cada anión hic:ubonato est:l balanceado con un catión plasmático aumenta a más de 2~ mmoi/L, la capacidad de .. Cualquier afección patológica que altere el pH fisiológico se sodio. Como se mencionó, cuando las sales sódicas, incluso los túbulos para reclamar bicarbonato se excede y aparece de la compensación es afectar el numerador (bicarbonato considera como un desequilibrio acidobásico. Estos desequibicarbonato de sodio y fosfato de sodio, llegan a los túbulos esta sustancia en orina. medido como dióxido de carbono) o el denominador (:leido librios se caracterizan por sus efectos en el pH y su causa carbónico medido como pC0 ) para modificar In relación tic Existe una relación recípioca entre la excreción de biproximales, se intercambia sodio por hidrógeno y los iones primaria. Cualquier afección que haga que el pH se reduzca manera que el pH se aproxime2 a 7.-1. Lus nfecdones ltciduh~ · hidrógeno penetran a la orina tubular. Se eleva la concentra- carbonato y la de cloruros. Cuando la excreción de bicarbopor debajo del valor de referencia se denomina acidosis; la sicas, ya sea compensadas o sin compensnción, $C caructcti ción de iones hidrógeno en la orina y el pH de ésta disminunato es alta, se reduce la excreción de cloruros por el desplaalcalosis se refiere a un incremento dei pH. Si la afección se zan determinando los valores relativos de p0 , pC0 • flll y ye. Algunos iones hidrógeno se combinan con fosfato y zamiento de los mismos, que hace que penetren a las células 2 2 debe a una modificación en la respiración de dióxido de carotros con bicarbonato y forman ácido carbónico, el cual se y sustituyan al bicarbonato. Cuan~o se reduce la excreción C02.9 En el cuadro 21-3 se da un resumen de los vnlotcs re· bono, o sea a un incremento o disminución de la pC0 es , deshidrata a dióxido de carbono y agua. Esta última se ex- de bicarbonato, el principal anión de fa orina es el cloruro. lativos de las mediciones ncidob:lsicn.\ antes y después de ltt 2 una acidosis o alcalosis respiratoria. Cuando la afección es compensación y el cuadro 21-4 contiene una lista de los va- - - creta en la orina. La pC02 de la orina tubular se hace más un proceso que eleva o hace descender Jos niveles de bicaralta que la de las células tubulares lo que ocasiona que el lores de referencia para determinaciones acidobásicas.t bonato, se trata de una acidosis o alcalosis metabólica. C02 se difunda y salga del Hquido tubular hacia las células con pC02 inferior. Por lo tanto, el bicarbonato que penetró Formación y excreción de amoniaco En la ecuación de Henderson-Hasselbalch, el numerador originalmente al filtrado glomerular vuelve a entrar a las céque representa exceso de base o de niveles de bicarbonato es BRECHA DE ANIONES lulas en forma de C02• Este último reacciona con agua en El resto de los iones hidrógeno se excreta como ion amonio el componente metabólico, y el denominador que se reprepresencia de anhidrasa carbónica para formar H2C03, el cual (NH/), un ácido débil que se forma a partir del amoniaco senta por pC02 multiplicada por el coeficiente de solubilidad In vi1•o, la concentración total de aniones debe ser igual a la se ioniza a W y HCO,-. Mientras tanto, las células renales (NHJ, una base fuerte y iones hidrógeno. Con pH 7.4 la realfa es el componente respiratorio. El exceso de bast es el concentración total de cationes. Sin embargo, no todos los también generan bicarbonato a partir de la descomposición lación de [NHJ]/[NH/] es 1/100. El pK de este sistema número de moles de ácido (cuando el exceso de base es posi- cationes y aniones se miden; las pruebas normales de elecintracelular de ácido carbónico (que se forma a partir del amortiguador es 9.0 y no es tan importante para preservar el tivo) o de base (cuando el exceso de base es negativo) que es trólitos se limitan generalmente a determinación de sodio. dióxido de carbono procedente del metabolismo y agua). pH in l'ivo (porque el pK no se encuentra cercano al pH fiEste bicarbonato se une con el sodio, se resorbe para formar siológico de 7.4), con excepción de que desempeña una funbicarbonato de sodio. que penetra al plasma y mantiene los ción importante en la regulación renal del equilibrio acidoCuodlo 21-3. Valores relcrtlvos de delermlnoclones ocldobóslcos en afecciones acidobóslcas niveles de bicarbonato. El grado de resorción de sodio es pa- básico al transportar iones fuera de la orina. ralelo a la reclamación de bicarbonato. Por cada ion hidrógeAntes de la conyJeiiS8Ci6n Compensación total Alecdón Determinación El amoniaco se forma en las células tubulares a partir de no en cllfquido tubular, penetra un ion sodio y un ion bicar- la oxidación de glutamina por la glutaminasa y por la oxidaAcidosis metabólica ! C02 bonato a las células tubulares y regresan a la sangre. Por ción de otros aminoácidos (véase la fig. 21-3). El amoniaco pH ! •N tanto, el bicarbonato se reclama porque el C02 se difunde y libre se difunde de las células tubulares hacia la orina tubular N ! pC~ sale del plasma hacia las células tubulares, se transforma en y después se combina con iones hidrógeno y forma ion amo! N HCQiiH2C03 bicarbonato y se transfiere de regreso al plasma. El proceso nio. Los iones hidrógeno se encuentran en el filtrado glomede generación de bicarbonato en cantidades iguales al bicar- rular, y también se generan dentro de las células tubulares a Alcalosis metabólica CCh bonato que se filtra, se denomina resorción de bicarbonato, partir del bicarbonato y se intercambian por sodio. Por ser pH •N aunque el que se resorbe no es el mismo que se filtró y es un ion con carga, el amoniaco queda atrapado en la luz y se N l pC().¡ i N más correcto denominar al proceso reclamación de bicarbo- excreta como sales de amonio, por ejemplo, NH,CI . Siempre HCOiiH2C0. nato. En la acidosis, el pH es bajo porque la reclamación de y cuando se excrete amonio, se secreta hidrógeno para interN Acidosis respiratoria CCh bicarbonato con respecto a ácido carbónico también es baja. cambiarse por sodio, se excretan iones hidrógeno y se con! pH •N A medida que se reclama C02 y se transporta a la sangre, la serva sodio. Por tanto, la difusión del amoniaco que sale de i l pCCh relación aumenta y el pH se eleva, lo que compensa el dese-· las células tubulares hacia la luz tubular, aumenta cuando se ! N HCOi/H¡CO, <¡uilibrio acidobásico. requiere excreción de ácido con conversión rápida de amoniaco N El filtrado glomerular contiene aproximadamente 25 en amonio. El amonio también experimenta conve~ión he~ti­ Alcalosis respiratoria OO. pH i •N mmoi/L de bicarbonato, concentración igual a la del plasma ca a urea yse excreta a través de los riñones hacia la orina. ! ! pCCh nrtcri:tl. De 85 a 90% del bicarbonato se reclama en los túbuLos iones hidrógeno que se excretan como amonio no se HCO.-IH2<X>3 l N los proximales, en donde la concentración puede ser de tan consideran parte de la acidez titulable. porque el amonio que sólo 6 a 12 mmoi/L. La reclamación de bicarbonato en los se excreta en la orina se produce en las células tubulares Y ttlhult¡s proximales depende de la anhidrasa carbónica. que no procede del plasma. Por tanto, la excreción total de ácido La función de la compensación es que la relación HCO;j/H¡C(}.¡ tenga el valor de 2011 y por tanto el pH sea aproxlroodnmooto do 7,4. In 111 catnlillt la hidratación y deshidratación de ácido carbónico es la suma del ácido titulable m:ls el amoniaco en orina Y lllesente cuadro se indican ros valoles retaiMls de CQ¡, pH y pCCh antes y después de la C!ll1"4)ensación. Los vnl01es rotndvot d~ (',()¡ ' "' ~ue se encuentra en la membrana de las células epiteliales de esto representa la cantidad de bicarbonato que reclaman Jos lj)roximadamente iguales a los de HC0:3 y los valores relativos de pC~ son aproximadamente iguatos a los do H¡COJ. ! • d•lolt~ntK tr~ r r~t•ll los túbulos proximales.6 Por tanto. la anhidrasa carbónica túbulos renales. va, t a aumonto relativo, N =normal, • N= aproximadamente normal.

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426 • QUIMICA CLINICA

Cuodro 21-4. Referencia poro delermlnac:lones oclclob6slc01

medidos ocurre comúnmente en casos de producción excesiCuodro 21·5. C011101 de lo ocldotlt metob61tco va de k idos orgánicos, que suele estar asociada con acidosis Unidades Unidades del metabólica. Estos ocidos orgánicos incluyen ~cido l~tico en Determinacitltl convencionales sistema SI Acidosis láctica acidosis láclica, salicilato en intoxicación con aspirina, forIntoxicación por saicBatos mato en intoxicación con metano) y cetoácidos en diabetes e· InsufiCiencia renal pH inanición. También se observa incremento de la brecha de Acidosis tubular renal Sangre arterial entera 7.38-7.44 . 7.36-7.44 aniones en alcalosis respiratoria o metabólica, con un auCetoacídosis diabética Sangre venosa entera 7.36-7.41 7.36-7.41 Hipoxia da los tejidos -----"'m~nto de la carga negativa de aniones proteicos como rcsuJ..-'·- ·· Intoxicación con metanol y etilenglicol tado del aumento de pH. pCCl2 tnhibidores de la anhidrasa carbónica (acetazolamida) La reducción de la brecha de aniones no se relaciona . Sangre arterial entera 35-40mmHg 4.66-5.32 kPa Diarrea Sangre venosa entera 40-45mmHg con acidosis metabólica. Puede ser ocasionada por un incre. : ··_ 5.32-5.99 kPa Colitis mento en los cationes no medidos (magnesio, calcio o toxici. Ingestión de doruto de amonio pO.¡ dad por litio). El incremento de proteínas con carga neta po. Hipoaldosteronismo Sangre arterial entera 95-100mmHg 12.64-13.3 kPa sitiva. como gammaglobulina en mieloma múltiple, reduce ln9"slión do ácidoc Sangre v~ enteta ~OrrmHg 5.32-5.99 kPa Insuficiencia renal crónica la brecha de aniones. También se observa una reducción de Hiperparatiroidismo COz ella cuando disminuyen los aniones no medidos y la causa Hipertiroldismo Sangre arterial entera 1g_24 mM 1g_24 nvnoiA. m~ frecuente es hipoalbuminemia. Arterial plasma 21-28mM 21-28 mmoiiL Una aplicación importante de la brecha de aniones en el Sangre venosa entera 22-26mM 22-26 mmoiiL laboratorio es para valorar el control de calidad, especialVenosa plasma 24-:JOmM 24-30 mmoiiL mente cuando se subestiman los cloruros debido a acumulr cilatos también causan incremento de la brecha de aniones. ción de proteínas en el ánodo de.Plata, lo que ocasiona qll( Oz saturación El ácido láctico es un anión que no se mide y cuyo increla brecha de aniones aumente. Cuando tt>dos los parámetros Sangre arterial entera 95-99o/. 95-99% mento en la acidosis láctica provoca acidosis normoclorémiSangre venosa entera 65-75% 65-75% para preservación de la calidad son aceptables, la brecha de ca con una brecha de aniones grande. aniones ayuda a diferenciar los diversos tipos de acidosis La acidosis metabólica hiperclorémica con brecha de metabólica. aniones normal se debe a pérdida directa de bicarbonato o adición de ácidos metabólicos, especialmente los que contienen cloruros, como el HCL. El aparato digestivo pierde biJl
IISIOI.OCIA AC008ASICA

2t • m

composición de los ácidos grasos son cctoácidos endógenos de gran tamaño y su incremento causa acidosis metabólica. Los cetoácidos que se incrementan son el ccto~ido betahidroxibutfrico y el ácido acetoacético. Los amortiguadores plasmáticos neutralizan estos ácidos incluyendo el bicarbonato que se reduce, lo que disminuye la relación de bicarbonato respecto a ácido carbónico. y poUanlQ pJoduce _ un pH inferior. Los' pulmones responden a lo anteriOr' con -exhalación de C02 por hiperventilación, un síntoma frecuente en la cetoacidosis diabética. El aliento del paciente tiene olor a frutas por el exceso de cetoácidos. La brecha de aniones se incrementa por el aumento de cetoácidos, que son aniones que no se miden. El incremento de la glucosa plasmática en la dinbcte5 sacarina produce diuresis osmótica y exceso de pérdid~ de )(. quidos. Se pierden electrólitos en glucosa junto con elngun a través de la orina. Aunque se reduce el potasio por este mecanismo, el sodio y los cloruros no disminuyen pnrtJUC se pierde más agua que estos electrólitos. También se piculc potasio porque sale de las células (en vez del 5odiu. IJIIC )C conserva) y se intercambia por iones hidrógeno, que .\C ncu· tralizan mediante los sistemas amortiguadores ph1smilti«•,. Se observa cctoacidosis no diabética en casos tic innni· ción, hipoalaninemia idi o~tica con hipoglucemia, ncidurln metilmalónica, deficiencia de propionil Co-A cnrboxilasn e intoxicación con etanol. La cctoacidosis por iMnici6n es leve en comparación con la cctoacidosis diabética. El ácido láctico es un intermediario del metabolismo de carbohidratos en células musculares y eritrocitos. Normalmente se mctaboliza en el hígado. Diversas afecciones que provocan hipoxia en los tejidos ocasionan incremento de la glucosis anaeróbica y, en consecuencia, acidosis l~tica. Estas afecciones incluyen edema pulmonar, anemia grave, ejercicio vigoroso, intoxicación con etanol, pC02 baja, con hiperventilación primaria y choque (reducción del volumen circulatorio) que conduce a una reducción de la irrigación a los tejidos. Junto con la acidosis láctica se observa un aumento de aniones séricos diversos y iones hidrógeno. Los sistemas de amortiguación sanguínea neutralizan el ácido láctico con la consecuente transformación de bicarbonato y iones hidrógeno a ácido carbónico, que se disocia en agua y dióxido de carbono, y este último se exhala en los pulmones; por tanto, el bicarbonato se reduce y el pH desciende. El riñón efectúa la compensación intercambiando m~s potasio e hidrógeno por sodio, de manera que el potasit se agota, pero se forma más bicarbonato. Hay dos tipos de acidosis láctica. La acidosis láctica tipo A se debe a hipoxia en los tejidos. En este caso la activación del piruvato se bloquea, de manera que éste se reduce a lactato en vez de oxidarse. Esto indica un deterioro del proceso oxidativo celular y se observa en afecciones terminales. La acidosis l~tica tipo B es ocasionada por fárm acos y toxinas como el alcohol. Por ejemplo. el rnctanol se metaboliza a formaldehído y ácido sódico, y el e1ilcn~l icol se mctaboliza a los ácidos glucólico Y oxálico. Ambas toxinas provocan acidosis metabólica con una amplia brecha de anionc~ y ~íntornas ncurol6gicos. . Ln ac idus i ~ 111hul:rr renal es una afección en la cual el nfión no IOM!ll acid1hcar la urina mctliunlc el intercambio de hitlró¡¡cnu p1n ~·~liu y po1 t11111n e~ incup:11 tlc regenerar los

FISIOI.OGIA ACIOOSASICA

A21 • QIJ.MICA CUNICA

niveles normales de bicarbonato. Se observa una reducción de la secreción del hidrógeno que se intercambia por sodio, y una reducción de la excreción neta de ácido, de manera que el pH sanguíneo desciende, los niveles de bicarbonato en suero bajan y se pierde sodio a 1ravés de la orina. El pH de la orina es superior a 6.0 y puede ser alcalino. Los tú bulos renales secretan más potasio para intercambiarlo por sodio debido a la insuficiencia del intercambio Na'/H', de manera que el potasio desciende y se observa un aumento consecuente de cloruros séricos para compensar la deliciencia de aniones que provoca el descenso de bicarbonato. La acidosis tubular renal puede ser congénita o adquiridi Se divide en dos tipos: tipo 1(distal} y tipo 11 (proximal). La acidosis tubular renal tipo 1 se debe a un defecto en Jos túbulos contorneados distales. Esta afección es ocasionada por infiltración de linfocitos al riñón, como ocurre en el lupus eritematoso sistémico o en la enfermedad de Hodgkin, por nefrocalcinosis, como ocurre en intoxicación con vitamina D, por hiperparatiroidismo primario o hipeniroidismo y por afecciones intersticiales tubulares, como nefropatfa y pieJonefritis crónica. Los fármacos como anfotericina B y litio también provocan acidosis tubular renal tipo l. Esta es una afección grave porque la orina no se acidifica y el bicarbonato no se conserva. Puede ocasionar acidosis crónica, osteomalacia (pérdida de fosfatos), hipercalciuria y un contenido de potasio anormalmente bajo que produce disfunciones musculares, hipercloremia e hiperaldosteronismo secundario. Es más frecuente en mujeres. La acidosis tubular renal tipo 11 se debe a un defecto en los túbulos contorneados proximales. Como hay menos intercambio Na'/H', se estimula la producción de amoniaco para ayudar a la excreción del exceso de iones hidrógeno. La acidosis tubular renal puede ser ocasionada por síndrome de Fanconi, el cual se debe a una resorción defectuosa de glucosa, aminoácidos y fosfatos, y a pérdida de estas sustancias por la orina. Esta afección suele ser más leve que la acidosis tubular renal tipo 1, aunque ocasiona falta de desarrollo en los niños. Se trata con terapéutica alcalina oral para compensar la falta de resorción del bicarbonato que se filtra.

Compensación

La eficacia de la compensación depende más de la gravedad del desequilibrio acidobásico y de la magnitud del cambio del pH que de la duración de dicho desequilibrio. Se considera que la acidosis metabólica no está compensada cuando el pH se modifica en forma evidente sin que se estimulen los mecanismos de compensación. La afección se compensa parcialmente cuando se reajusta la relación de bicarbonato con respecto a ácido carbónico, de manera que el pH se encuentra m:is cercano al pH fi siológico, y se compensa totalmente cuando el pH es igual a 7.4. La relación de bicarbonato respecto a ácit!o carbónico es hasta de 12 a 1 en la acidosis metabólica no compensada; a medida que los mecanismos de compensación responden a la acidosis, la relación cambia a 17:1 Yfinalmente a 20:1 en caso de compensación total. Sin embargo, los desequilibrios acidobásicos sólo están "descompensados" en teorfa, ya que la compensación forma par-

te del mecanismo de homeostasis y se inicia casi inmediatamente que se detecta la modificación del pH. La compensación se lleva a cabo por mecanismos respi. ratorios y renales. La compensación respiratoria se efectúa mediante hiperventilación, exhalando dióxido de carbono, y es rápida y eficaz. A medida que se exhala C01, la pC02 se reduce y por tanto el ácido carbónico, por lo que la relación HC03-m1C03 se acerca más a la normalidad y en consecuencia el pH aumenta. La compensación se inicia cuando el pH bajo estimula los quimiorreceptores y termina en un lapso de 12 a 24 horas. La compensación renal es más eficaz cuando la acidosis no es por enfermedad de este órgano. Los riñones responden incrementando la excreción de ácido y reso• uicndu más bicarbonato; se requieren de dos a cuatro dras para lograr el efecto máximo. La compensación complela implica que la excreción neta de ácido regresa a la normalidad.

p¡jenda adminislrar bicarbonato exógeno hasta identificar su causa e instituir terapéutica.

ALCALOSIS METABOLICA

:__ Se considera que la alcalosis metabólica es producida por un exceso primario deoicarbo nato; es decir, el incremento - --del bicarbonato (numerador de la expresión de HendersonHasselbalch), hace que la relación de bicarbonato con respecto a ácido carbónico aumente y por tanto que el pH sea más alto. Se requieren dos condiciones para alcalosis metabólica: un incremento de la concentración de bicarbonato exuacclular y que '"' riñones sean capaces de excretar el exceso de bicarbonato. La alcalosis metabólica es ocasionada por administración de exceso de álcalis, pérdida de iones hidrógeno o agotamiento de potasio. La alcalosis aguda es ocasionada por vómito, ingestión de antiácidos o de bicarbonato. Efectos clínicos La alcalosis crónica se debe a tratamiento con esteroides, enfermedad de Cushing, hipcraldosteronismo y consumo exceLa acidosis metabólica ocasiona dilatación de las aneriolas sivo de orozuz a largo plazo. En el cuadro 21-6 se indican (para contribuir al incremento de la respiración durante 11 las causas de la alcalosis metabólica. respuesta pulmonar de hiperventilación), lo que puede conUna de las causas más frecue."n"' 'te-s-:-de-a-:-lc-alosis metabóliducir a colapso vascular, constricción venosa sistémica y COll: ca es el consumo excesivo de bicarbonato en pacientes con tractilidad cardiaca, que produzca congestión pulmonar y molestias digestivas crónicas y que toman bicarbonato de soedema. La acidosis metabólica hace más lenta la tasa de gludio, lo que eleva el contenido de bicarbonato en sangre. cólisis y la producción de DPG en los eritrocitos. El deseen- · Cuando se ingiere un exceso de bicarbonato se produce un so del pH ocasiona un desplazamiento de la curva de disoaumento en la reclamación renal del mismo, que conduce a ciación de oxígeno hacia la derecha, pero la disminución del alcalosis hipoclorémica, porque se pierden cloruros en diDPG origina un desplazamiento hacia la izquierda, de manecho proceso.ll ra que se observa una curva de disociación normal. El paEl síndrome de alcalosis láctica resulta de exceso de ciente suele presentar ofuscación sensorial, deshidratación, consumo de antiácidos que contienen bicarbonato de calcio, dolor abdorr;nal e hiperventilación. los cuales neutralizan el ácido clorhídrico gástrico según la siguiente fórmula: Observaciones de laboratorio

Las observacioñes de laboratorio incluyen reducción de bicarbonato (por definición}, disminución de la pC02 cuando hay compensación respiratoria y orina ácida cuando ocurre compensación renal. El pH sanguíneo es más bajo antes de la compensación y normal o ligeramente bajo tras la misma. El C02 total disminuye sin imponar el tipo de compensacióa porque el bicarbonato, la pC01 o ambos disminuyen. Los cloruros aumentan cuando la acidosis metabólica se debe a pérdidas de bicarbonato, como en casos de diarrea. El potasio disminuye en acidosis tubular renal, diarrea con desperdicio de potasio o cetoacidosis diabética.

CaCO, + 2HCI .... CaCI: + H:CO; La generación de ácido carbónico conduce a un incremento del bicarbonato en suero, lo que a su vez provoca reducción de cloruros en suero, hipercalcemia e hipopotasemia. la hipercalcemia da lugar a nefrocalcinosis y afecciones del funcionamiento renal, que influyen en la excreción renal de bicarbonato y evitan la corrección metabólica de la alcalosis.

Cuadro 2t-6. Causas de la alcalosis metabólico Tratamiento El tratamiento de la acidosis metabólica consiste en corregir la causa de la afección, de ser posible. En casos de diabeteS. el tratamiento con insulina exógena controla los niveles de glucosa intracelulares y extracelulares y la afección. La ac~ dosis tubular renal inducida por fármacos se trata retirando el producto que la ocasiona. La acidosis láctica por anemia grave se !rata mejor determinando la causa de la anemia, corrigiéndola de ser posible y administrando una 1ran5fusi61l de eritrocitos para aliviar la hipoxia en los tejidos. Sin embargo, el pH inferior a 7.2 se considera crítico y se reco- :.

Exceso de ingestión de bicarbonatos Transfusiones sanguíneas: citratos Síndrome de alcalosis láctk:a

Vómito Succión nasogástrica Consumo excesivo de orozuz Síndrome de Cushing Hiperaldosteronismo Tratamiento con asteroides Diuréticos

2t • A29

Cuando el paciente ha recibido muchas trnnsfu~ iuncs sanguíneas, el citrato que se emplen como anticoagulantc le ocasiona alcalosis metabólica. Una caúsa frecuente de la alcalosis mctnbólicn e~ In Jll'r dida de ácido clorhídrico estomacal por vómito pmlt~n¡¡atlu o, con menor frecuencia, por succión nnsogi\trlcn.t• 1!\tu aumenta el pH porque se pierden iones hidróscno y lus riftt• nes equilibran la pérdida resorbiendo sodio en hn ttlhuhi'C proximales. La pérdida del anión cloruro en cl 11(') ¡1&~1r ku da como resultado un incremento de In retención tena! de bl· carbonatos para neutralizar el sodio que se resorbe. E~te tlltimo se neutraliza por el bicarbonato que se resorbe (u sea que se reclama), ya que no hay cloruros di1ponibles. Por tanto, In pérdida de iones hidrógeno da lugar a alcnlosis hipoclorémicnEI agotamiento de potasio obliga a los riñones a secretar más iones hidrógeno para intercambiarlos por sodio y In pérdida resultante de hidrógeno en orina conduce n alcalosis metabólica. El agotamiento de potasio puede ser ocasionndo por consumo excesivo de orozuz, síndrome de Cushing o uso de diuréticos. Los diuréticos que provocan mayor concentración de sodio en el liquido tubular distal estimulan la producción de aldosterona, lo que a su vez estimula la secreción y pérdida adicional de potasio. El exceso de sodio en los túbulos hace que el hidrógeno penetre al interior de las células. El hiperaltlosteronismo, el síndrome de Cushing y los corticosteroides causan alcalosis metabólica porque las elevadas concentraciones de mineralocorticoides que se encuentran en estas afecciones sobrepasan la capacidad de compensación renal. En los túbulos distales, los mineraloconicoides ocasionan reteqción de sodio y pérdidas de potasio e hidrógeno. La pérdida de hidrógeno contribuye a la alcalosis 'y la pérdida de potasio conduce a hipopotasemia que da lugar al intercambio celular del potasio por hidrógeno, y contribuye aún más a la alcalosis. El agotamiento de potasio también puede resultar de una reducción del consumo, aunque la hipopotasemia no inducida por diuréticos o endocrinopatías suprime con rapidez la secreción de aldosterona, lo que permite que los riñones equilibren el intercambio de electrólitos y retengan potasio.

Compensación

En la alcalosis metabólica la relación de bicarbonato con respecto a ácido carbónico es mayor de 20 a l. Oturre compensación cuando el riñón incrementa su excreción de bicarbonato para reducir el numerador de la ecuación de Henderson-Hasselbalch, o cuando los pulmones retienen dióxido de carbono para incrementar el denominador. Cualquíera de estos mecanismos restaura la relación de 20 a 1 y hace que el pH se aproxime a 7.4. En la compensación respiratoria, el aumento del pH de la alcalosis deprime el centro respiratorio y ocasiona hipoventilación lo que incrementa la pC0 2 y por tanto, el H2C03 y el HC03-. La pC02 de la sangre aumenta con más rapidez que el HC01- y por esto la relación disminuye y el pH desciende. La compen~ión respiratoria no es tan eficaz en alcalosis metabólica como ~n otras afecciones primarias de tipo acidobásico. La hipovcntilación también reduce lapO¡.

4JU • WL\ill.A l..liNICA

La respuesta renal a la alcalo5is metabólica es una püdida de bicarbona10 y retención de iones hidrógeno, lo cual re· duce el intercambio de sodio e hidrógeno, aumenta la forma· ción de amoniaco y reduce la reclamación de bicarbonato. El mecanismo renal se inhibe cuando la alcalosis es inducida por mineralocorúcoides y es más eficaz cuando la alcalosis se debe a aumento del consumo de polasio, a síndrome de alcal(}sis táctica (a menos que exista insuficiencia renal) o a vómito. -· Electos clínicos

Cuando el pH es muy alto (superior a 755), el paciente presenia signos de tetania, como calambres, convulsiones, irritabilidad neuromuscul:u-, confusión, estupor y coma. La teta· nia se debe a una reducción del calcio ionizado, la cual a su vez resulta de reducción del consumo de calcio por los ani(}nes, incluyendo proteínas, para compensar la falta de iones hidrógeno disponibles.

Observaciones de laboratollo

Por defini ción, en la alcalosis metabólica el bicarbonato aumenta. La pC02 arterial es normal o ligeramente superior cuando tiene lugar la compensación respiratoria, aunque la pC02 casi nunca aumenta a más de 60 mm Hg (una pC02 más alla suele indicar acidosis respiratoria superpuesta a al· calosis metabólica). El pH sanguíneo aumenta en la alcalosis no cornpcns ~da o compensada en forma parcial y es normal t u:mdu la n lca lo~is se ha compensado totalmente. El potasio y el clorurn cM~n di>minuidos. Ocnrralmcnre la nrina es alcalina por la reducción de la ~rlrrdón ele ~l'itlu y el aumento de la excreción de bicarbonrtlll. Sin cmbnr~o. en CiliOS de agotamiento de potasio, el 1111ole la 111 in a >e ncidifica porque intercambia hidrógeno de nlllntrn prdcrcnclnl cun respecto al sodio en ausencia de po""lu, !:>tu ;e denomina aciduria paradójica. l,ns tipos de nlcalosis metabólica se diferencian depen· dicndo de los cloruros en orina. Los niveles inferiorc; a 20 mmoi/L indican ~rdi das gastrointestinales de cloruros por vómitos. succión nasogástrica o dicta deficiente en cloruros. Cuando los cloruros en orina son superiores a 20 mmol/L indican exceso de mineralocorticoidcs. Tratamiento

Igual que en la acidosis metabólica, el tratamiento consiste en corregir la causa de la alcalosis. Cuando la alcalosis se debe a exceso de consumo de bicarbonatos, antiácidos u or(}zuz, el primer paso es retirar el producto ofensivo. Es necesario vigilar a los pacientes que reciben diuréiicos para determinar los niveles de potasio y administrarles suplementos en caso necesario. Para alcalosis persistente, se pueden administrar al paciente cloruros en forma de NaCI, KCI y tal vez NH4CI si la alcalosis es grave (es necesario tener en cuenta que un exceso de consumo de cloruro de amonio conduce a acidosis metabólica). El ion cloruro compensa la deficrencra_de cloruros, lo que a su ve1. permite que el riñón excrete brcarbonato y corrija In alcalosis.

FtS!OlOGlA AC008ASICA 21 • (Jt

ACIDOSIS RESPIRATOIIIA La acidosis respiratoria se considera un exceso primario de dióxido de carbono, es decir, incremento del dióxido de car. bono o hipercapnia, medida como pC02(denominador de la ecuación de Henderson-Hasselbalch), lo que ocasiona una reducción de la relación y por tanto disminución del pH. La a' idQlli_uspiratoria se debe a ventilación inadecuada y puede ser agu!lá o crónicii.'En cualquier caso, la hipoventilación conduce a retención de co2. incremento de pC02 sanguínea y de H2C03, y por tanto reducción del pH. La acidosis respiratoria aguda se debe a depresión de los quimiorreceptores respiratorios, afecciones del sistema neuromuscular, y edema pulmonar agudo. Los quimiorreeeptores respiratorios se deprimen por traumatismos al sistema nervioso central, narcóticos como morfina, anestesia general durante cirugía, síndrome de Guillain-Barré y miastenia grave, que afectan el funcionamiento de nervios y músculos. Otras causas incluyen neumotórax masivo y fracturas múltiples de las costillas que afectan la ventilación. En el cuadro 21 -7 se presenta una lista de las causas de acidosis respiratoria. Se observa acidosis respiratoria I rónica en afecciones que ---nnerfieren.con la.capacidad-pulmonar para expulsar dióxido de carbono14 Estas incluyen asma, neumonía, apnea, bradicardia, enfisema pulmonar, enfermedades pulmonares obs· tructivas y otras causas de hipoventilación, obstrucción de vías respiratorias y fibrosis pulmonar. Entre ellas, las enfermedades pulmonares obstructivas de tipo crónico son la causa más frecuente. Las enfermedades cardiacas provocan acidosis respiratoria porque al disminuir la circulación llega menos sangre a la cirtulación pulmonar para el intercambio de gases. La acidosis respira¡pria también se produce al respirar aire y exhalarlo en una bolsa de papel o plástico y es consc· cuencia del incremento de la carboxihemoglobina que evita la exhalación de dióxido de carbono. El síndrome de insufi· ciencia respiratoria en lactantes prematuros provoca acidosis respiratoria por la falta de tensoactivo pulmonar y no permi· te que se exhale dióxido de carbono.

Compensación

La compensación es principalmente de tipo renal con reten· ción gradual de bicarbonato, aunque también se produce Cuadro 21· 7. Causas de lo ocldosls respiro!orlo

compensación pulmonar. Cuando el defecto primario no se encuentra en el centro respiratorio, la hipertapnia estimula los pulmones para eliminar dióxido de carbono por hiper· ventilación. Esta última da lugar a reducción de la pC02por lo que la relación se acerca más a la normalidad y el pH aumenta aproximándose a 7.4. La respuesta respiratoria es proportional al grado de acidosis. Los riñones compensan la acidosis respiratoria incrementando el intertambio de sodio e hidrógeno (que provoca excreción de hidrógeno y retención de sodio), reteniendo bicarbonato y aumentando la formación de amonio. El cloruro sérico desciende ya que se intercambian cloruros por carbonatos y se excretan junto con los iones hidrógeno y el am(}nio. Parte del dióx.ido de carbono pasa a las células, en donde se hidrata en presencia de anhidrasa carbónica y forma H2C03• Después, el ácido carbónico se separa en iones hidrógeno que son amortiguados por la hemoglobina y otros amortiguadores y el bicarbonato, lo cual contribuye a la elevación del pH por incremento del numerador de la ecuación de Hcnderson-Hasselbalch. La compensación renal no ejerce efecto antes de 6 o 12 horas y no se optimiza sino hasta que transcurren dos o tres días y alcanza un máximo aproximadamente en cinco días. En la acidosis respiratoria crónica la compensación renal no es tan eficaz para que el pH regrese a la normalidad como en la acidosis respiratoria aguda. La acidosis respiratoria crónica que parece totalmente compensada con una pC02 alta y un pH normal, no está verdaderamente compensada sino que es resultado de una alcalosis metabólica superpuesta ocasio· nada por la terapéutica con diuréticos u otros factores. Electos cfinlcos

Los efectos clínicos de la acidosis respiratoria se asocian con reducción del oxígeno y aumento del dióxido de carbono. Los pacientes presentan ofuscación sensorial, cianosis por falta de oxígeno y taquicardia, y en ocasiones entran en coma. Al efectuarse la compensación, el paciente presenta policitemia a medida que el organismo intenta compensar la -·reducción del intercambio de dióxido de carbono y oxígeno, y produce más eritrocitos. En casos poco frecuentes, cuando la pC02 se eleva a más de 65 mm Hg, como ocurre en acidosis respiratoria, la respiración se deprime en vez de estimularse. Esto se deno· mina narcosis por dióxido de carbono y en general el pa· ciente se encuentra somnoliento, confuso y puede quedar in· consciente o presentar convulsiones con carboxemia grave.

Enfisema Enfermedad pulmonar obstructiva crónica Asma

Neumonía Neumotórax Edema potmooar Traumatisrnos al sistema nervioso central Narcóticos

Anestesia Síndrome de Guil!ain·Barré Miastenia grave Respiración da aire en una bolsa Incremento de carboxihemoglolllna Síndrome do insuficiencia respiratoria

Observaciones de taborat01io

Las observaciones iniciales de laboratorio incluyen aumento del pH, aumento de la pC02 (por definición) e incremento del bicarbonato para compensación, aunque este aumento es bajo en comparación con el de la pC01. El pH sanguíneo tasi nunca es inferior a 7.3, y el pH menor de 7.2 indica aci~is mixta metabólica y respiratoria. Las pruebas de funcionamiento pulmonar. electrólitos en SUero y gases sanguíneos contribuyen al diagnóstico. Se reduce la saturación de oxígeno y la pO~. cspccialrnente en la addo1is

respiratoria crónica. La hipoxia en los tejidos que se produce por la p02 baja y saturación de 0 2, también ocasiona acidosis hktica (véase la sección sobre acidosis metabólica) reduciendo aún más el pH y complicando el diagnóstico de laboratorio. Los cloruros plasmáticos disminuyen conforme el bicarbonato plasmático se incrementa El potasio en soero puede aumentar cuando se intercambia potasio intracelular por hidrógeno extra· celular, aunque esto es,impiedecible.

- -- --

Tratamiento

Como la causa de la acidosis respiratoria es la hipoventilación, el tratamiento consiste en reducir la hipercapnia incre· mentando la ventilación, de ser posible. Para esto se utili1.1n ventiladores mecánicos con oxígeno. Los broncodilntndores son útiles para los individuos asmáticos; los antibióticos ~e utilizan para tratar infecciones del sistema nervioso central y algunos tipos de neumonía. Cuando la causa es la 11101 nna, el tratamiento adecuado es suprimir el fdnnnco. Tumbi~ n su nol· ministra bicarbonato de sodio en ciertos cn1us pura lncrc· mentar el numerador de In ecuación de llcnderMJn·l hll~tl· balch y hacer que la rel:rción se aproximen 20: l.

ALCALOSISRESPIRATORIA Se considera que la alcalosis respiratoria es una deficiencia primaria de dióxido de carbono, es decir pérdida de dióxido de carbono (denominador de la expresión de HendersonHassclbalch), lo que ocasiona un incremento de la relación y por tanto uo aumento del pH. La alcalosis respiratoria casi siempre se debe a estimulación de los quimiorreceptores res· piratorios que provoca hiperventilación. La estimulación puede ser psicógena, como en casos de ansiedad, nerviosismo, histeria o tensión, o deberse a hipoxia o afecciones del control de la respiración en el sistema nervioso central. La hipoxia puede ser resultado de neumonía, asma, embolia pulmonar, neumotórax o lesiones del sistema nervioso central que afecten la estimulación de quimiorreceptorcs, como meningitis o accidentes cerebrovascularcs. Por tanto, ciertas afecciones pulmonares provocan acidosis respiratoria cuando hay hipercapnia por depresión de la ventilación, o alcalosis res· piratoria si el paciente se hipervcntila para incrementar el con· sumo de oxígeno. El cuadro 21-8 contiene una lista de las causas de alcalosis respiratoria. , La hiperventilación y la alcalosis respiratoria pueden ser resultado de llanto excesivo, embarazo o uso excesivo de respiradores mecánicos. Los estados hipermctabólicos que estimulan la hiperventilación también pro1•ocan alcalosis respiratoria e incluyen tirotoxicosis, fiebre, ejcrticio y septi· cemia gramnegativa. El alcoholismo agudo y el delirio tam· bién provocan hiperventilación. La adrenalina estimula los quimiorreceptores y la hiper· ventilación. y puede provocar alcalosis respiratoria. La i~to­ xicación con salicilatos (intoxicación por aspirina) ocasoona inicialmente alcalosis respimtoria por estimulación de quimiorreceptores y después se trnnsforma en acidosismctabó· lica por los salicilatos que se acumulan en el organrsmo. La intoxicación por salicilatus es una afección acidobásica mix-

FISIOLOGVI ACIDOBASCA 21 • 433

432 • QU\M!CA CUNICA

Cuadro 21·8. COUSO$ de olcolosls resplroforio

Ansiedad, nerviosismo o histeria Hipoxia Alecciones del control de la respiración en ol SNC

Neumonía Asma Emboia pulmonar Neumotórax Lesiones del SNC como meningitis Accidente cerebrovascular LlaniO excesivo Embarazo Fieb!& Uso excesivo de respiradores mecánicos Tirotoxicosis

Ejercicio Septicemia gramnegativa Alcoholismo y delirium b'emens Adrenalina lntoxicacióo con saf!Cilalos Grandes alluras Enfermedades hepáticas crónicas Anemia Insuficiencia cardiaca congestiva

ta de alcalosis respiratoria y acidosis metabólica. Una pC02 baja con pH normal puede indicar sobredosis de aspirina. Las personas que viven en zonas muy altas presentan bi· perventilación crónica debida a hipoxia, la cual estimula los quimiorreccptores respiratorios, y la alcalosis respiratoria re· suhante se compensa en forma crónica. También se observa nlc:tlosis respiratoria crónica en afecciones hepáticas cróni· cas, lesiones de los centros respiratorios, anemia e insufi· ciencia cardiaca congestiva, ya que todas estas afecciones producen hiperventilación. Compensación

Como la causa de la alcalosis respiratoria es principllmente la hiperventilación, la compensación respiratoria reduce la lasa de ventilación. Si los quimiorreceptores respiratorios no responden a la p02 alta y la pC02 baja de la alcalosis respi· ratoria, la compensación es principalmente de tipo metabóli· co en dos etapas. En la primera, el bicarbonato se transforma en ácido carbónico, mediante el hidrógeno que proviene de los amoniguadores, incluyendo hemoglobina, proteínas y fosfato. Esta amortiguación del bicarbonato ocasiona reduc· ción del mismo e incremento del ácido carbónico, aumenta la relación de Henderson-Hasselbalch y reduce el pH. En la alcalosis respiratoria prolongada se produce la segunda etapa de compensación; en ella se reduce la excreción renal de áci· dos y aumenta la excreción de bicarbonato como en la alea· losis metabólica. La compensación es muy eficaz para lograr que el pH regrese a la normalidad. El hidrógeno intracelular que proviene de los amorli· guadorcs se repone con potasio, lo que produce hipopotasc· rnia. Como se excreta más bicarbonato y hay menos potasio e hidrógeno disponible para secretar e intercambiarlo por bicarbonato de sodio, se resorben más cloruros !porque se requieren menos para la excreción de ion hidrógeno¡.

Efectos cflnlcos

provocan agotamiento de potasio y dan como resultado una . alcalosis metabólica superpuesta. En estos pacientes, el di· Los efectos clfnicos incluyen hiperventilación en las prime. .. óxido de carbono y la pC02 aumentan y el potasio disminuye. ras etapas. Como la compensación es tan eficaz, es probable Se observa alcalosis respiratoria combinada con nlculoque no se observen otros sfntomas más que los de la alcalosis metabólica como resultado de intoxicación con snlkilntus sis. Sin embargo~ en la forma aguda se observa sensación de (aspirina). Inicialmente, la aspirina estimula los c¡uimiorrc· ahogo, falta de aliento, mareo, nerviosismo, parestesia de exceptores respiratorios y provoca acidosis rcspiratorin. A con· tremidades y boca, y alteración del nivel de conciencia. : tinuación,--IDs subproductos ácidos del salicilato de In li\)1Íd· na conducen a la acidosis metabólica. Una pC02 hnjn cnn pH normal suele indicar sobredosis de aspirina. l.n ncidusi$ Observaciones de loborotorlo metabólica predomina en niños pequeños, mientras c¡ue In alea· Las observaciones de laboratorio incluyen reducción de la Josis respiratoria predomina en niños m:ls grandes y uduhos.ll Esta combinación también se presenta cuand11 el l):tcieut~ pC02 (por definición), incremento del pH y reducción del -tiene alguna enfermedad renal y experimenta hi¡>erventiln· bicarbonato en compensación. El C02 Iota! disminuye por· que la pC02, el bicarbonaio o ambos disminuyen. El pH san--· ,. ción a consecuencia de insuficiencia hepática. - · El tercer tipo de afección acidobásica mixta eN In acicluguíneo casi nunca es mayor de 7.6. La orina es alcalina coa sis respiratoria y metabólica combinada. En este caso clpll bicarbonato titulable. es- muy bajo porque ambas afecciones contribuyen a In aci· El conjunto de pruebas de electrólitos indica aumento dosis. El componente respiratorio se debe a paro cnrdiorrc~· de cloruros y leve hipopotasemia. también se observa uo .- piratorio agudo y la acidosis metabólica supcrpuestn n ncid11. pequeño incremento de la brecha de aniones debido al ausis láctica subsecuente. El tratamiento en este cnsu es mento de glucólisis y formación ~e lactato estimulado por la corregir la hipoxia y administrar NaHCO¡. También existe hipoxia y la reducción del flujo sanguíneo al hígado. El bajo _ acidosis metabólica primaria con compensación respiratoria incontenido de bicarbonato y el alto contenido de cloruros essuficiente en casos de diabetes con congestión pulmonar aguda. timulan la acidosis metabólica hiperclorémica, pero el pH Por último, puede producirse una combinación de alcasanguíneo y la pC02 permiten diferenciar ambas afecciones:·· (El pH sangufneo aumenta en la alcalosis y disminuye en la losis respiratoria y metabólica debido al uso simultáneo de respiradoras artificiales y diuréticos. En este caso el pH será acidosis, mientras que la pC02 es normal en la acidosis me: -muy alto debido a la doble contribución a la alcalosis. tabólica no compensada, aumenta en la acidosis metabólica compensada y disminuye en la alcalosis respiratoria.) En la alcalosis prolongada las cetonas aumentan debido a que se utilizan menos los carbohidratos. Es probable que el fosfato disminuya y el calcio aumente. Los gases sanguíneos arteriales contribuyen al diagnós· tico de alcalosis. Si el pH es alcalino, la pC02 baja y la pOz OBTENCION Y MANEJO también, la causa es hipoxia. La p0 2 normal indica que otras causas de hiperventilación condujeron a la alcalosis respira· DE MUESTRAS toria.

·r-------

Trotomlento

El tratamiento de la alcalosis respiratoria es contrarresta! el efecto de la hipervcntilación haciendo más lenta la tasa res· piratoria y por tanto incrementando la pC02. Esto se lleva a cabo con facilidad en casos de histeria o ansiedad haciendo que el paciente respire aire dentro de una bolsa de papel. La terapéutica más completa incluye inhalación de mezclas~ gas que contengan dióxido de carbono. La frecuencia respl" ratoria también se reduce con fármacos.

AFECCIONES ACIDOBASICAS MIXTAS Como se ha mencionado, existen diversos desequilibrios acidobásicos. También existen afecciones acidobásicas mixtas. que son una combin;,ción de dos o más desequilibrios acidobásicos primarios, o un desequilibrio cvideme con compensación inadecuada. Por ejemplo, es prohable que el paciente ten~a una acidosis respiratoria combinada con acidosis meli' bélica, cuando la acidosis respiratoria es crónica y recibe eJ· ceso de diuréticos que reducen el \'Oiumen arterial cf,cal.

Las muestras para el análisis de afecciones acidobásicas pueden ser de sangre venosa o ancrial. Como el control de cali· · dad de los gases sanguíneos se ve m:ls afectado en la etapa • )'tanalítica al tomar y uansponar la muestra, es necefario . tener sumo cuidado durante su obtención y manejo. El análi· sis normal de gases sanguíneos incluye pH. pC02, p02 y sa!Uración de 0 2, pero para el análisis total de afecciones de ·Jos gases sanguíneos es necesario efectuar una determinación de electrólitos, que incluye dióxido de carbono. Un as· )lecto imponante de la recolección de muestras de sangre ))ara el análisis de afecciones acidobásicas es la necesidad de CJ1Ie el paciente esté tranquilo, ya que la ansiedad o el dolor llovocao hiperventilación y dan como resultado alcalosis ~ratoria, que enmascara el verdadero estado de la persona.

llena únicamente por presión arterial y no creando un vacío con presión negativa; no debe utilizarse un tubo al vacío. La presión negativa provoca "dcsgasiticación". de la sangre ha· ciendo descender la pC02 y la pCl¡. Tambtén da lugar a un espacio de aire al cual escapan los gases sanguíneos.. . 16 El anticoagulante de elecctón es la hepanna llqwda. Como el exceso de heparina líquida diluye la muestra e in· crementa la pC0 2, es mejor enjuagar la jeringa con una ~olu· ción de heparina sódica de JO mg/LOO ml y después vuctarla. Esta pequeña cantidad de heparlna sirve de anticoagulanlt: para 2 a 4 ml de sangre. Inmediatamente después de obtener la sangre, se expul· sau too.lu:; 1~~> uwbuj¡c¡ de aire, se retira la jeringa y se le coloca un tapón. Lu sangre de la jeringa se mezcla cuidadosa· mente con heparina huciéndola girar entre las palmas de las manos durante algunos segundos. Lus precauciones univer· sales indican que no es conveniente clavar la aguja en un tapón de bule o dejarla unida a lajeringa. La aguja Stl retim y se dese· cha y sólo se entrega al laboratorio la jeringa con tapón. Las jeringas de vidrio son poco prácticas por su costo y por motivos de seguridad, pero anteriormente se ~onsidera· ban más adecuadas porque se forman menos burbujas de gas en su interior y hay menos fricción para obtener la muestra. Sin embargo, las jeringas de plástico ya no son permeables a los gases como antiguamente y son más económicas y desechables. por lo que reducen el riesgo de transmisión de en· fermedades infecciosas. Cuando el paciente requiere de determinación repetida de oases sunquíneos es conveniente que tenga un catéter ar· teri;l fijo o ·~anulización A" que permita el muestreo múlti· ple sin tantas moleslius.

SANGRE VENOSA Tarnbitn se utiliza la sangre venosa para determinación de gases sanguíneos. Como los valores de referencia para gases sanguíneos en sangre venosa y arterial son distintos, es n:ce· snrio indicar con claridad el origen de la sangre. Se consldera que los tubos con tapón verde (heparinizado) son acepta· bies para el andlisis de gases sanguíneos en ~gre ·venosa, pero la presión negativa del vacío pu~de des~asrti car la sangre, por lo cual las jeringas con aguJa perrmta~ obtener n; sultados más precisos. En cualquier caso se aplrca un torruquete ligero, ya que la e.~ta1i s prolongada reduce la pO, venosa, incrementa la pC02 venosa y ocas10na que los metabolitos ácidos se acumulen y el pH disminuya. La sangre debe obtenerse en Jos primeros segundos tras la aplicación del torniquete, el cual se libera tan pronto se inicia e! flujo sangufneo. Además, como la actividad m~scular tamhtétl. reduce la pQ2 venosa y el pH, no e.~ con ve mente que el pac1~11· te cierre el puño. En caso rle que sea necesano obtener varws tubos, se recomienda obtener primero la muestra para el tubo que tiene la parte superior verde (heparina).

5.\NGRE ARTERIAL

~mo existen riesgos para obtener muestras de sangre arte· sólo los individuos expertos y entrenados de manera ~uada deben llevar a cabo punciones aneriales.16 La san· lit se obtiene con una jeringa de plástico o de vidrio, que se

11¡),

SANGRE CAPILAR En Jos lactantes puede obtenerse sangre entera por punción capilar de la superficie plantar del pie. El siLi.o de punción se precalienta con una toalla húmeda y la punctón debe ser su·

Ul • Q\J\MICA CUNICA fiSIOlOGIA ACIDOBASICA

Cuodlo 21-9. Cou101 de 11ror en lo cltltrmlnoclón de ficientemente profunda pan pecJtluclr llu)co llhoc !Ir ~ngre po¡6mthot ocldob61Jcet capilar. Como en cualquier mucstoa ole u nw•c c•111lftr, la pri· mera gota contiene lfquidos de los tejidru y debe descM11111C. La muestra se recolecta con rapidez en tubos capilares hepa· Allt en la mues~a Atltaso en efectuar la prueba rinizados que contienen un pec1uefio nlambre de mecal o Electo do la heparina "mosca" para facilitar la mezcla. Es necesnrio tener precau· Dolof o ansiedad que provocan hiperventilación ción de obtener la sangre directamente del sitio de punción, Errores tócnlcos ya que cuando se permite que se esparza en torno a este sitio--Tomperalurn se favorece el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono OJe la mezcla no esté bien realizada con la atmósfera. Tras la obtención, se sellan Jos tubos capi· OJe se haya obtenido alvacío lares en ambos extremos y se llevan al laboratorio con rapi· dez para analizarlos de inmediato.

PRECAUCIONES PARA LA OBTENCION Y MANEJO DE MUESTRAS PARA DETERMINACION DE GASES SANGUJNEOS17 Las muestras de sangre para análisis de afecciones acidobá· sicas deben tomarse y transportarse con rapidez, preserván· dolas en un medio anaeróbico. Cualquier exposición a la at· mósfera provoca incremento de la p02 y reducción de la pC02' lo que también eleva el pH. Las variaciones se deben a las diferencias entre las tensiones de los gases en la sangre y en la atmósfera. Por ejemplo, la pC02 atmosférica es baja, y el C02 de la sangre se difunde del área de mayor concen· tración (sangre) a la de menor concentración (aire de la habi· tm:ión). El oxfgeno se difunde del aire de la habitación a la >angre porque la presión atmosférica del oxígeno es superior u la de la sangre. El oxígeno aumenta en mayor grado en la sangre venosa expuesta al aire, ya que ésta contiene menos nxfgcno que la sangre arterial. La p02 de la sangre se reduce con facilidad en pacientes que reciben tratamiento con oxí· geno cuando su sangre queda expuesta al aire de la habitación. Aun en un medio anaeróbico, la respiración celular ocasiona que la p02 disminuya, especialmente a temperatu· ras altas. Por tanto se recomienda que la muestra se transpor· te y se analice tan pronto como sea posible. Mientras más alta sea la temperatura de la sa;¡gre, mayor será el intercambio de gases sangufneos. Por tamo, se re· comienda transportar las muestras a 4'C, de preferencia so· bre hielo derretido, ya que con éste es más fácil que el medio se encuentre a 4' C, en comparación con el uso de agua fría o cubos de hielo. En cualquier caso lo ideal es que las mues· tras se analicen en un máximo de 15 minutos después de obtenerlas. El plasma es un poco más alcalino que la sangre en· lera, y este es olro motivo para mezclar con cuidado la muestra antes de analizar los gases sangufneos. En el cuadro 21 ·9 se da un resumen de las causas de error en el análisis de gases sanguíneos.

BICARBONATO Como por lo menos 90<;;: del dióxido de carbono se cncucn· Ira en forma de bicarbonato, la determinación de esta sustan· cia es aproximadamente i~ual al CO, total. El rcsw ronsiMc en C02 disuelto. ácido rathónico y in•l"" " uh:uninad!ls. El análisis se efectúa en ~ucm o pliollnil Se II"CIImieml:lulihtar un tubo hcp:1rini1;ulu (con lnp:ulc MIIH"IIIII l'l"llk ). ¡:, nn·c,:u 10 tener cuidado de mantcnco la nuw,u:olnp:.. l.oy ~ •1' ("
de obtenerla, ya que el C02 se pierde en cootaclo coo la al· mósfera y cuando esto ocurre el bicarbonato se transforma en ácido carbónico, el cual se deshidrata a agua y dióxido de carbono. Por tanto, cuando se deja la muestra destap;¡da, especialmente a temperatura ambiente, se obtiene una lecrura baja falsa de dióxido de carbono y una lectura baja de pC02

EFECTO DE LA ALTURA

t

En ciudades muy altas, como Denver, Colorado, los residentes presentan valores de p0 2 (65 a 75 mm Hg) y saturacioo de oxfgeno (92 a 94%) inferiores a los de personas qoe vim a nivel del mar. Esta variación se debe a que la p0 2 del aire atmosférico es más baja a gran altura. Una leve hiperventiJa, ción compensa la p0 2 más baja, pero también reduce la pC02 (34 a 38 mm Hg). Los niveles de dióxido de carbonoy el pH son prácticamente iguales que los que se observan en zonas más bajas.

---~--------

pH, es vidrio sensible a los iones hidrógeno. En la figura 21·

Los gases sanguíneos se determinan mediante potencíometría, la cual se ba.~a en la determinación del potencial (\·oltaje) entre dos electrodos inmersos en una solución iónica, C11 las condiciones de corriente cero. y separados por una me~ brana. La solución iónica junto con los dos electrodos (el"!" dicador y ei de referencia), se denominan celda electroq~: · m~ . El eledrodo indicador tiene una membrana que es sen-. sible en forma selectiva al ion que se va a medir. Se geneit" un potencial a través de la membrana cuando hay una modi· ficación de la concentntrión de iones a un lado de la mtsrna. por ejemplo, cuando se introduce la membrana a una mues· Ira de ~1ng re entera. El potencial que se genera se relac,l)ll2 tanto con In compo~ición de la membrana como con la COZ rcnll!lción iónica oclntiva de las soluciones a ambos ladoS . In mhma, E'tc IMllcncial. o voltaje. se compara con cl voll~ · wn~ tuntc t¡uc ~e ¡:cncra en el electrodo de relerencoa. oucmhoann1•:ua determinar la n•oKcntración de hidrógeno. 0

435

donde

4 se presenta un diagrama de un medidor de pH.

Los instrumentos con electrodos ion-selectivos miden diversos electrólitos utilizando distintas membranas. La membrana para determinación del sodio es de silicato de alu· minio y litio o un ionóforo de sodio. La membrana para de· terminación de potasio incorpora el antibiótico valinomicina. Las membranas de estado sólido son cristales únicos o cris· tales finos inmovilizados en un material inerte.'' El electrodo de referencia consiste en un metal y una sal en contacto con una solución que contiene el mismo anión. Genera un voltaje constante contra el cual se mide el electrodo de referencia. El electrodo que se emplea con ma· yor frec uencia para determinar el pH es de calomel, una pas· ta de cloruro mercúrico (HgCI2) y cloruro de potasio (KCI). Otros instrumentos emplean un electrodo de plata/cloruro de plata (Ag/AgCJ 2). El puente salino del electrodo de refercn· cia completa el circuito entre el electrodo y la solución de muestra y permite determinar el potencial con un voltímetro (véase la fig. 21-4). La fuerza electromotriz que generan los iones hidrógeno en la membrana del elecuodo indicador se describe mediante la ecuación de NernS1. 19

,, 1.1pH X 0.115<) 16 1

E, = lllf' = diferencia de potencial a travtl de la membrana de vidrio (diferencia en el potencial de las dos fases separadas por la membrana) R constante universal de los gases (8.3 16 joule/mol x K) , ·- _ . _ F constante de Faraday (aproximadamente 96 500 coulombs/mol) T = temperatura absoluta en grados Kelvin a,,..., = actividad del ion hidrógeno externo en la mem· brana ~.;:, actividad del ion hidrógeno interno en la membm· na llpH variación en las unidades de pH V vollaje que se mide contra el clrctroclo de rcfe. rcncia

=

Por tanto, la variación de pll es tliocctnmeulr i'"'l'""'it• nal a la diferencia de potcnci:ol fl l rnv é~ ile 1~ mrml•t.lllll '"' vidrio y como la coneentmción de iun hlthc\¡¡t•nttv"d" h11ro samcntc con el pH, a medida t¡ue hay m~1 iunr~ htolotiF,flln se produce menos variación del potcncinl n unvi• olr 1" membrana del electroindicadur. También se utilizan electrodos especiales que ~on Hllll bies a reacciones de oxidorrcducción y generan iones hithó· geno. Entre ellos se cuentan Jos de oro, platino y quinhitlrunn. Los electrólitos, incluyendo dióxido de carbono, también se miden con tecnologfa de placa seca, desarrollada por Eastman Kodak1M para la línea de instrumentos analizadores EKTACHEMn 1• Se pipetea una muestra de suero o plasma del Jlaciente y del líquido de referencia sobre la placa, que contiene dos electrodos idénticos ion-selectivos. Los líqui· dos disuell"en los productos químicos secos en la placa y for·

TECNICAS ANALITICAS

POTENCIOMETRIA

2t •

Electrodo de referencia

~

~

Electrodo indicador

Medidor

Hg

Hg.,,cr, -

tt-

KCI salurado (sOlución de puente salino}

t-

Tapón poroso (unión Jiquida)

~ 1

r-- ArjAIJCI (referencia lnterna)

-+- Muestra del paciente o muestra do oolcoonck1 Flo. 21-4.

~ -

'Mt~tlor 110 plt

-

-

HCI

Membrana de vidrio WI~Jblo nJ H'

t delaSA'Vt ,. 3711(;

Liquido de referencia

Suero o plasma del paciente

ptldei¡:Us.'T'.a

80

fuente de papel que forma la unión liquida 79

membrana lon·sclectiva

mllmbrana ior1-setectiva

1!

1.7

referencia interna

relerencia

76

Interna ¡¡

cloruro de_~ta

Cklruro de plata

plata

~~dtll*.ldt

•

7<

P'
base de sopone Electrodo de referencia

1 ••. 7.! '

Electrodo indicado<

71

ftchtyn.ota

~ o ·1 •

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i

Flg. 21·5. Tecnologla de placa seca de Eastman Koda~"' para los instrumentos analizadores EKTACHEM"'.

tt.o --:: · lO VALORES ACI006A9COS DE LA SANGRE

rnan un puente salino entre el electrodo de referencia y el indic~dor. A cominuación se determina la diferencia de potencial entre los electrodos con un electrómetro y ésta es proporcional allog de [C02] de la muestra (fig. 21-5).

~ 50

oxígeno en la solución que se analiza (p. ej., una muestra de sangre o plasma), se genera una corriente porque el oxígeno se reduce en el cátodo en forma directamente proporcional a la p02 de la solución que se analiza.

15

'' 6.8

;_o_::

pH ~ico

p~sa~

so2-.o SE ur'9)iroN

m"OOII

TOO,,..,.,_

""""'

·~l

6.7

DETERMINACION DE pC02 La potenciometrfa se aplica para determinar el pC0 2 utilizando una membrana delgada y permeable al gas y sensible al dióxido de carbono en el electrodo indicador. A medida que el dióxido de carbono atraviesa esta membrana, se hidrata formando ácido carbónico, el cual se disocia en ion hidrógeno y bicarbonato. Conforme atraviesa más dióxido de carbono por la membrana, se generan más iones hidrógeno y se alcanza un pH más bajo. Por tamo, la determinación de la pCO, se lleva a cabo con una aplicación especial del electrodo para pH, que se denomina electrodo Severinghaus (fig. 21-6).

DETERMlNACION DE p02 La p02 sangufnca se determina por amperome1ría, que es la determinación de la corriente que fluye a través de una celda clectroqufmica cuando se aplica un potencial constante a los electrodos de dicha celda. El electrodo de p0 2 es un pequeño cátodo de platino con un ánodo de Ag/AgCl en un amoniguador de fos fato al que se agrega cloruro de potasio. El cátodo de platino está separado de lz solución que se analiza mediante una membrana permeable al oxígeno. Cuando hay

DETEIIMINACION TIIANSCUTANEA u

Recientemente se ha determinado la p02 y la pC0 2 en fonna transcutánea y se ha observado buena correlación con los reW

+

HC03-

.....__.

HzC03

t

.._.. COz

Solución de muestra

/ / / / / / / / // / / / / / / / / / / / / / / / / / / / /

Solución amortiguadora

[3

+

j -70

roo-i-

HCO,--

mmcll

SBC~Jtico

mrr.c:(,1

HzO

1lú+IC

OTROS Y"-00105

//////////1

ttlsa"VJineo

Fig. 21-6. Principios del electrodo de Sevcringhaus pma pecn. Mientras más alta es la pCOz de la solución, rnas cantidad do CD2 atraviesa la membrana scmipermeable y se disocia en forma rovcr· sible a bicarbonato y ion hidrógeno. Se miden los Iones hklrógoroo con un medidor de pH. Existe una relación invc1sa anuo In pCOI Yel pH que se mide COll el electrodo Severingh
;

i-

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SAl sango.lneo

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Aefetene~: SigouttJ..Ñ'IólfWJ O. : J.C'.in lablrwnt. 1$.211 . 1963

IIAOIOIIETEA Ato<" AS21.

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1 Flg. 21-7. Nomograma de Slggaard·Andersen. (Tomado de Siggaard-Andersen 0: Tñe Acid·Base Status of the BIOOd. 4th ed. Baltimore. Wl Uiams &Wilkins, 1974, reproducido con autorización.}

TCO,on....,. (!Mlclt}

.U. • QUIMICA CUNICA

Liquido de referencia

Suero o plasma del paciente

80

fuenle de papal que forma la unión liquida 79

membrana

membrana

ion sclectivtJ

ion·s~let;liva

78

7.7

relerencia interna

referencia

¡oJ-,.

7.6

mtema

)1

cloruro de_~la

cloruro de plala

piala

plala

•

7S

n-

1<

• ú _,

)J

1.)

base de soporte Electrodo de referencia

1.1

Electrodo il1dicador

Ftcht y hcwa

....., Capile,r

71

Vonc"

i tV ~

Flg. 21-5._ Tecnologla de placa seca de Easlman Kodak"' para los inslrumenlos analizadores EKTACHEM"'. 7.0 VALORES ACHX)UASICOS DE lJ, SAilGAE

man un puente salino en!re el electrodo de referencia y el indicador. A continuación se determina la diferencia de potenda! cmrc los elec1rodos con un electrómetro y ésta es proporcional allog de [C02] de la muestra (fig. 21-5).

DETERMINACION DE pC02 La potenciometrfa se aplica para determinar el pC02 utilizando una membrana delgada y permeable al gas y sensible al dióxido de carbono en el electrodo indicador. A medida que el dióxido de carbono atraviesa esta membrana, se hidrata formando ácido carbónico, el cual se disocia en ion hidrógeno y bicarbonato. Conforme alraviesa más dióxido de carbono por la membrana, se generan más iones hidrógeno y se alcanza un pH más bajo. Por lanto, la determinación de la pCO, se lleva a cabo con una aplicación especial del electrodo para pH, que se denomina electrodo Severinghaus (fig. 21-6).

DETERMINACION DE p02

La p02 sanguínea se determina por amperometría, que es la umrminación de la corrienle que fluye a través de una celda electroquímica cuando se aplica un potencial constante a los cl.cctrodos de dicha celda. El electrodo de p0 2 es un pequeño calcldu de plauno con un ánodo de Ag/AgCl en un amortiguador de fosfato al que se agrega cloruro de potasio. El cátodo de platino está separado de la solución que se analiza mtthantc una membrana permeable al oxígeno. Cuando hay

...

oxígeno en la solución que se analiza (p. ej., una muestra de sangre o plasma), se genera una corriente porque el oxígeno se reduce en el cátodo en forma directamente proporcional a la p0 2 de la solución que se analiza.

15 68

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BEWOJir.N

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6.7

DETERMINAClON TRANSCUTANEA 6.6

Recientemente se ha determinado la p02 y la pC02 en fonna transcutánea y se ha observado buena correlación con los reH' •

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Solución de muestra

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Fig. 21-6. Principios del electrodo de Severinghaus para pC02. Mientras más a~a es la pCOo! de la solución, más cantidad de C02 atraviesa la membrana sorripermeable y se disocia en forma rever· sible a bicarbonato y ion hidrÓjJeno. Se miden los iones hidrÓ!Jeno COfl un medidor de pH. Existe una relación inversa enlre la pC02 Yel pH que se mide con el electrodo Severinghaus.

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1

Flg. 21·7. Nomograma de Siggaard-Andersen. (Tomndo do SlgDanrd-Andcrsen 0: The Acid·Base Status of the Blood. 41h ed. Baltimore, Williams & Wilklns. 1974, roproduddo con autorización.)

riS!OlOGIA ACIDOBASICA 21 • 439

NOMOGRAMA DIAGNOSTICOACIDOBASICO(0. Múllor-Piathe, 1987) 1.3 1.6 1.9 2.1 2.4 2.7 kPa 4.0 5.3 6.7 8.0 9.3 10.112.013.0 10 12 14 16 18 20 nvn Hg 30 40 50 60 70 80 90 100 60 60 cHCOj mmoVI 1'\~ 50 50

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45 40

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50

6.7

60 70 80 90 100 8.0 9.3 10.712.0 13 0

del desequilibrio acidobásico. El nomograrna de Müllcr-Plathe (fig. 21-8} se diseñó para facilitar el reconocimien1o de

único o mixto. 22 Es

desequilibrios acidobásicos de tipo posible graficar dos de los tres parámetros de la ecuación de Henderson-Hasselbalch en el nomograma. El área en que se intersectan corresponde al tipo de afección acidobásica.

·f-----RESUMEN

Las afecciones acidobásicas se carac1erizan por la evaluación de pH, pCO:, p0 2 y bicarbonato. La acidosis se debe a cualquier afección que provoque reducción del pH, ya sea por reducción del bicarbonato (acidosis metabólica) o aumento de pC02 (acidosis respiratoria}. La alcalosis se debe a cualquier afección que provoque aumento del pH, ya sea por incremento del bicarbonato (alcalosis metabólica} o reducción de pC02 (alcalosis respiratoria}. Los niveles de bicarbonalo se determinan aproximadamente midiendo el dióxido de carbono, y los niveles de ácido carbónico midiendo la pCO,. Para preservar la homeostasis, el organismo compensa la acidosis o alcalosis alterando la relación del bicarbonalo con respecto a ácido carbónico. que es el componente básico de la ecuación de Hendcrson-Hassclbalch. y por tanto haciendo que el pH se aproxime al valor fisiológico de 7.4. El bicarbonato se allera mediante retención o excreción renal y los niveles de pCO, varían en los pulmones mediante hipoventilación o hiperventilación. En consecuencia. tmuo los riñones como los pulmones contribuyen al control del equilibrio acidobásico. Es necesario diferenciar entre las diversas afecciones para determinar el tratamiento adecuado.

Fig. 21-ll. Nomograma de MüNer-Piathe. (Tomado de Müller-Plathe 0 : Anomogram for 1he interprelatioo of acid-base data. J Cfin Chem Clin

Biochem25:795-798, reproducido con autorización.)

Referencias sultados arteriales. Se utilizan electrodos especiales con bobinas que calientan la superficie de la piel a 43 o 44' C. Estos electrodos son de interés especial para la vigilancia continua de gases en niños recién nacidos. Sin embargo, las determinaciones transcutáneas se ven afectadas por el Oujo local de sangre y las personas que experimentan reducción periférica de Oujo sanguíneo muestran resultados transcUiáneos que no se correlacionan con las determinaciones aneriales.w

CONTROL DE CALIDAD Es necesario tener en cuenta diversas consideraciones de control de calidad para determinar los gases sanguíneos. Es probable que los productos comerciales para este fin sean mcstablcs, lábiles y estén sujetos a contaminación atmosférica. Además, algunos problemas de los instrumentos incluyen enve¡ec1m1ento de las membranas, acumulación de proteínas, desplazamiento de los electrodos, coágulos, des~aste de

los tubos de bombeo y correcciones de calibración y desplazamiento. Por tanto, es necesario desarrollar cuidadosamente un programa de controles múltiples y realizar análisis por duplicado para asegurar que los resultados sean confiables.11

NOMOGRAMAS Un nomograma es un esquema que expresa visualmente las relaciones entre variables. Existen diversos nomograrnas para la expresión gráfica de la expresión de Henderson-H:JS· selbalch. Cuando se conocen dos de las tres variables medíbies de Henderson-Hassclbalch (pH, pC02 y CO,), se calcula la tercera utilizando un nomograma. El de Sigg"aard-Anderscn (fig. 21-7) es clásico e indica el pH en escala lineal v la pC02 en escala logarítmica.ll · Se han desarrollado olros nomogramas que no sólo expresan las variables de Hendcrson-Hasselbalch, sino también ayudan al diagnóstico identificando la causa más probable

l. Lchm:mn HP. Hcnry JB: SI Units. In Hcnry J: ( /ininrl Dill~llt>.fi.<

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fiSIOLOGIA ACOOBASICA 21 • .UI

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[APLICACION DE CONCEPTOS 2J- J Una niña de cinco años de edad ingresó a la sala de urgencias en estado comatoso. Se obluvieron los siguientes resultados de laboratorio:

J.

•

l

Sodio Potasio

6.8 mmoi/L

Cloruro

99 mmoi/L

IMxido de carbono pH pCO¡ pO¡

7.30 21 mm Hg

5.

135 mmoi/L

10 mmoi/L

96mmHg

¿Es dudoso alguno de estos resultados? Si responde afirmativamente, indique cuáL Calcule la brecha de aniones para esta paciente.

3. Aplicando la ecuación de Henderson-Hasselbalch, calcule el pH con base en los niveles de C02 y pC()¡ de la paciente. 4. Explique la reducción de la pC02 de esta paciente.

A panir de los resultados de los gases sanguíneos, ¿cómo clasificarla el desequilibrio acidobásico de lm paciente? (Eiija,un inciso.) a. Alcalosis respiratoria b. Acidosis respiratoria c. Alcalosis metabólica d. Acidosis metabólica

Otras pruebas de laboratorio ayud:m a detectar In cnu1n de la acidosis metabólica. Se llevó a cabo la delerminación de la osmolnlidnd en suero y se encontró una elevación; udcrn:ls, se observuron cristales de oxalato de calcio en el análisis de orina al microscopio. 6.

Indique cuál de las siguientes causas de acidosis metabólica probablemente constituya el problema de la paciente: a. Diarrea b. Insuficiencia renal crónica c. Cetoac\dosis diabética d. Acidosis láctica c. Intoxicación con etilenglicol f. Toxicidad por salicilatos

VIGILANCIA DE lA ltRAPEUllCA CON FAilMACOS 22 • 443

Fármacos pslcol!óplcos FórmocosanHpslcóHcos Fármacos onHneopláslcos

C A P 1 T U L Ot A t

r====9~F===========7=======~

Vigiltuicia de la terapéutica con fármacos Beverly A. Lyman

•

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE • Dennlr lo vlgHoncla dt la terapéutica con fármacos • Indicar en qué casos está Indicada. • Definir los siguientes términos en relación con la vigilancia de la terapéutica con fármacos: Coocontrocl6n mn1mo encoz Coocentrocl6n t6Kico rrinlmo Indica 19fopéutlco Mínimo MóKimo

• Enumerar los cuatro pasos del procesamiento de fármacos y describirlos. Incluir factores que olecten cada uno de ellos. • Definir lo formacoclnéHco. • Definir los siguientes términos en relación con la !armacocinélica: VIda medio Vok.men de dlslrbuclón [lepLroclón plosmótJco total Estado estable

• Describir los variables que olecton el procesamiento de fármacos. • Describir la manero correcto de obtener muestras.

• 1

Hacer una Hsla dt los clasificaciones específicas de fármacos cuya actividad se vigilo y dar ejemplos de coclo uno. Indicar par qué es necesario vigilar coda fármaco.

CONTENIDO DEL CAPITULO INTRODUCCION ACTIVIDAD DEL FARMACO PROCESAMIENTO DEl FARMACO Absorción Dlslribución Metabolismo (biotronstormoción) Excreción Sitios en que actúo el!órmoco FARMACOCINEnCA VARIABLES QUE AFECTAN fl PROCESAMIENTO DEl FARMACO OBTENCION DE MUESTRAS YREPORTE DE DATOS CLASIFICACION DE FARMACOS Fármacos cardiacos Fármacos anllconvulslvas y anlleplléptlcos Broncodllotodores Agentes onllmlcroblonos

FUlURO DE LA VIGILANCIA DE LA TERAPEUnCA CON FARMACOS

· -\1~---------INTRODUCCION FJ examen de la frase "vigilancia de la actividad terapéutica de un fármaco" hace posible deducir gran parte del contenido y campo que abarca el prescnJe capílulo. El fármaco se define como un producto químico que se emplea para perturbar selectivamente tejidos especificas o funciones específi-· cas de estos tejidos en un organismo. Como no todos los productos químicos son fármacos, es convenieme describir ·. cómo se diferencian. Se considera que un producto químico es un fármaco cuando 1) actúa selectivamente en determina. do sitio o blanco, 2) su acción es reversible y 3) produce un efecto benéfico o terapéutico. 1 La palabra terapéutico es un adjetivo que describe al fármaco. Una sustancia terapéutica produce un efecto benéfi. co o curativo cuando se presenta alguna afección fisiológica · o psicológica. Por ejemplo, cuando una persona tiene dolor . de cabeza y toma dos tabletas de aspirina para aliviarlo, ésta se clasifica como suSI3ncia terapéutica. Sin embargo, si con. sume 100 tabletas, se transforma en droga de abuso. Los fármacos que se describen en el presente capítulo son los que se · emplean en circunstancias controladas para producir un efecto específico y curativo. · La vigilancia implica un proceso constante para deter. minar la cantidad de fármaco que se requiere para producir · un efec to deseable predeterminado. En el ejemplo anterior, • cuando la persona toma aspirina para el dolor de cabeza el efecto deseable es que el dolor cese. Sin embargo, si no desaparcte totalmente después de una hora ¿será conveniente que tome más aspirina? No, porque sus altas concentraciones en el organismo resultan tóxicas, no terapéuticas. De manera similar, a determinada concentración todos los fármacos cesan su acción terapéutica y comienzan a ser tóxicos. La vigilancia o el análisis de un tejido o lfquido para determinar la COncentración de un fármaco en el organismo es de suma imJIOrtancia, en especial para respetar los delicados lfmites enke los efectos terapéuticos y los tóxicos. Por tanto, la vigilancia de fármacos se define como la ciencia que analiza los _ Jejidos o líquidos corporales para determinar la concentración del fármaco prescrito en determinado momento y corre. bcionar su concentración en ese compartimiento éon su efecto en el paciente. ; Con frecuencia la vigilancia de fár)nacos se emplea para determinar cuándo es necesario cambiar el régimen terapéutico ya sea por falla de respuesta al tratamiento o por síntotnas de toxicidad. Los principales candidatos para vigilancia

de agentes terapéuticos son pacientes de edades extremas (neonatos o pacientes geriátricos), individuos con otras afecciones médicas delicadas y quienes se someten a tratamiento con fármacos diversos. La terapéutica con fármacos se vigila para determinar el cumplimiento del paciente y saber si realmente toma el medicamento prescrito a la dosis indicada. Esto es pertinente cuando no hay sfntm;nas elternos de los cuales el-paci~e esté consciente, como en el tratamiento de la hipenensión. La vigilancia de la terapéutica con fármacos en ocasiones se clasifica incorrectamente dentro de la toxicologfa. Tanto la toxicología como la vigilancia de la terapéutica comparten la característica de vigilar las sustancias. Sin embargo, el laboratorio de toxicología clínica vigila aquellas que no ejercen efectos curativos, ya sea por la naturaleza del propio producto químico o por el nivel mayor de lo normal de exposición del individuo a dicho producto. Por tanto, la toxicología puede considerarse como vigilancia de ngenles no terapéuticos. El estado del paciente que se vigila en el laboratorio de toxicología difiere del de laboratorio de filrmncos. Los primeros presentan confusión, desorientación o están inconscientes y por tanto no pueden proporcionar sus antecedentes con exactitud. En contraste, los pacientes que se someten a vigilancia de fármacos probablemente estén mejor dispuestos para el tratamiento, tengan antecedentes conocidos y est,én siguiendo un régimen farmacéutico cuidadosamente controlado.

--~--------ACTIVIDAD DEL FARMACO

Todos los fármacos tienen un mecanismo de acthidad, que es la suma de los procesos bioqufmicos, flsicos o de ambos tipos, que se llevan a cabo para producir un resultado biológico. La respuesta que el fármaco produce depende de la dosis a que se administra, pero sólo hasta cieno punto. La curva de dosis-respuesta (fig. 22-1 ), que es una gráfica de la intensidad de la respuesta del fármaco en función de la do· sis del mismo, ilustra dicho concepto. En determinado punto el aumento de la dosis del fármaco ya no incrementa la respuesta biológica. Es útil vigilar la concentración del fármaco en sangre. ya que los cambios de concentración sanguínea con el transcurso del tiempo suelen ser paralelos a los cambios de la dosis con eficacia biológica, es decir, la cantidad de fármaco que llega al sitio blanco. La determinación de la concentración plasmática del fármaco es un mejor indicador de esta relación que tratar de correlacionar la dosis del fármaco consu actividad,2 y es la base de los rangos de concentración terapéuticos v tóxicos del fármaco. El tema de la vigilancia de la terapéutica con fármacos involucra los siguientes términos que se emplean con frecuencia. La concentración mínima eficaz (CME) es la concentración más baja del fármaco en sangre que produce la respuesta que se desea. La concentración tóxica núnima (CTM) es la concentración más baja del fármaco en sangre

4U • QIJIMICA Cl.INlCA VIGilANCIA Dt tA Tl'RAPEUTlCA CON FARMACOS 22 • 445

Efecto máximo ~

22-2 ilustra estos conceptos. Es evidente que resulta necesi!. rio vigilar la terapéutica con fármacos para alcanzar y mantener este delicado balance entre efecto benéfico y toxicidad, especialmente cuando los fármacos tienen un índice terapéutico bajo.

Cumplimiento del paciente

¡

__.,......___ __

S

g¡

"c. a:" ~

Absorción i vOMPARTIMIENTO PLASMATICO¡ Fármaco enlazado con proteinas

PROCESAMIENTO DEL FARMACO

Dosis Flg. 22·1. Cwva de dosis-respuesta. La naturaleza de la respuesta varta según los distintos fármacos. La meseta de la curva representa el efecto máximo de un fármaco en particular.

que produce una respuesta adversa. El índice terapéutico es la relación entre la CTM y la CME y varía de uno a otro fár· maco e inclusive de una a otra persona (véase la sección Ya· riables que afectan el procesamiento del fármaco). El míni· mo es la concentración más baja de fármaco que se mide en sangre y el máximo es la concentración más alta de fármaco que se mide en sangre. El mínimo se debe alcanzar inmediatamente antes de la siJ¡uiente dosis de fármaco y los niveles no deben descender por debajo de la CME. De manera simi· lar, el máximo no debe ser superior que la CTM. La figura

¿Qué ruta sigue el fármaco desde su exposición inicial al organismo hasta que se produce la respuesta farmacológica? El fármaco debe pasar por una serie de pasos para ser eficaz; de manera similar es necesario que siga varios pasos para sa eliminado del organismo. Estos son abson:ión, distribu· ción, biotransformación y excreción los cuales se descri· ben en la figura 22·3 y se discut\11 detalladamente en las siguientes secciones. También se mencionan los sitios específicos en que los fármacos producen la respuesta farmacológica.

l HIGADO

! ...

RIÑON Excreción Resorcion

- Metabolitos

Excreción -

Fármaco libre

1 -Metabolitos

..

Fármaco libre

ABSORCION La absorción es el proceso por el cual el fármaco que penetta al organismo llega a la sangre. Los fármacos se formul1111 para que queden disponibles para su absorción en lugares diferentes al sitio de administración. La aspirina (ácido aeetilsalicfiico) se absorbe en el aparato digestivo. En algunas for·

J

ORINA

Fármaco libre

Jl

11

Enlazado con los tejidos COMPARTIMIENTO DE LOS TEJIDOS

Enlazado con receptor

l

SITIODE ACCION

Respuesta farmacológica

CTM

Máximo

. .. . . . ..... . ........................................ +-······ ·· ---·······~---······

Ventana terapéutica

Flg. 22-3. Procesamiento de un fármaco bioquímico. Se indican las principales '\lías de absorción, distribución, biotransformación y excreción. (Tomado de Tietz NW: Fundamentals ol Clinica/ Chemist¡y, 3rd ed. Philadelphia, WB Saunders, t987, p. 844, y adaptado de Pippenger CE: TDM: Principies of drug U1ilization. Syva Monitor, November t 987, w-1, 3-5; con autorización de Syva Co., Palo Alto, Ca.)

·---··r·---------·------·-----t ........ Mínimo

Tiempo Flg. ~-2. Concentración terapéutica de un fármaco en sangre. Tras cada dosis del fármaco (que se representa por ftechas) la concentrad~~' &angurnea se eleva, hasta llegar a la dosis 7, cuando ya no se observa más awnento. El área de estado estable se encuentra por debajO de 18 concentra~ mínuna efiCaZ (CM El y es mferior a la concentración tóxica mínima (CTM) dentro de la ventana terapéutica. Esto permite~ nor lllralaniento y eVItar la toxicidad En el estado estable se define el máxuno y el mlmmo.

mulaciones la aspirina está recubierta para evitar que se di· ~uel va en el pH ácido del estómago y la tableta permanece Intacta hasta que llega al pH alcalino del intestino. El ácido salicflico, que es el componente activo de la aspirina, tam· bién es terapéutico cuando se absorbe a través de la piel pero 51 se mantiene una tableta de aspirina contra la piel, no se logra la respuesta deseada. Sin embargo, el ácido salicuico también se formula en forma de emulsión, la cual penetra la barrera de lípidos de la piel, lo que permite su absorción. La formulación adecuada del fármaco es uno de los primeros !laSos para asegurar que éste se absorba. Los fármacos que se administran por vía oral, rectal o SUblingual se absorben en el aparato digestivo. Cuando se absorben del intestino, son transportados de inmediato al hí· gado a través de la vena porta. En el hígado ciertos fármacos e~perimentan el efecto de primer paso. Al pasar por prime-

ra vez por el hígado el fármaco experimenta un metnbohsmo sustancial e inclusive antes de llegar a la circulación sistémica. Para algunos fármacos que cxpcrimcnlan el cfcclo de ¡ll'imer paso, la concentración sanguínea de fármaco a~ t iv o disminuye debido a la producción de muchos mcl aholit o ~ inactivos. Sin embargo, otras sum ncias· se me1aboli1:rn :r compuestos que tienen actividad farmacológica en ~r. lo 1111<' provoca un incremento de la respuesta terapéutica en el p:r· ciente. Siempre es necesario tomar en cuenta el efecto ele primer paso de cada fármaco para determinar la dosis c¡ul' se requiere para producir determinada respuesta. Los fármacós no sólo se administran por vía oral. Cu:mdo se administran por inyección se dice que se utiliza la vfa parenteral. La adminimación parcnteral incluye la inycc· ción del fármaco a las venas (intravenosa), a los músculos (intramuscular), la piel (intradérmica) o al líquido raquídeo

VIGIANCIA Dé tA TERAPWllCA CON FARMACOS 22 • .U7 (intratC~:nl ) y In inyecd~n por debajo de IQpiel (suh<:utdnca). Otras vfas de :~dmi n istrnción ~on inhalación de ngcntcs ga· scosos (respiratoria) y administración a trav~ s de In piel (percutánea).

rnn no ioniuda:

DISTRIBUCION

BOH existe principalmente como BOH (forma no ionizada~ _~!Jan_llo el pH del medio es inferior al pK, el fármaco está totalmcñte protonado y por tanto existe en forma ionizada:

A menos que el sitio de administración del fármaco coincida con su sitio de acción, es necesario el medicamento que se traslade hacia es.te último. La sangre es el vehículo por el cual la mayoría de los fármacos se desplaza a todos los órganos y companimientos de líquidos. Dependiendo del pH del medio fi siológico los fármacos existen en forma ionizada y no ionizada. Cuando ambas formas están presentes en equilibrio es posible escribir una ecuación y asignarle una constante de disociación, K: [ionizado] H [no ionizado] K= (no ionizado] [ionizado] Cada fármaco tiene un pK determinado, que se define como el pH al cual hay una concentración igual de la forma ionizada y no ionizada. Para fármacos ácidos (que se representan como HA), cuando el pH del medio excede al pK, el fármaco no se encuentra totalmente protonado y por tanto existe en forma ioni7ada: pH > pK

IIA exilie principnlrnente como A- (forma ionizada). ('uundn el pll del medio es inferior que el pK, el fárma· co cllrt completamente protonado y por tanto existe en forma m>ionizada: pH< pK

HA está totalmente protonado y existe en forma de HA (forma no ionizada). El pK de un fármaco ácido se obtiene aplicando la ecuación de Henderson-Hasselbalch, que es:

pH =pK + log

la"c"' 'ep'-'t.:;orc.:d:..:e-
.l..

Cuando esta ecuación se reordena v se susrituven los valores adt;:uados, se obtiene el pK de u~ fármaco á~ido: pK = pH + log [forma no ionizada] [forma ionizada] Para los f~rmaws h:lsicos (que ~e representan como

110 11), ~uandu el pll cll'l mccliu excede el pK. el f(lrrnaw

~ello es16 p~rcín lrnente 11rOtonndn y por tanto

existe en la for-

pB > pK

pH< pK

BOH está totalmente protonado y existe en forma de B• (forma ionizada). El pK de un fármaco básico también se obtiene sustituyendo los valores adecuados en la ecuación reordenada de Henderson-Hasselbalch: pK = pH +log

[forma ionizada] [forma no ionizada]

Sólo las formas no ionizadas de los fármacos son lipasolubles y pueden penetrar la membrana celular de lípidos. Por tanto el pH del medio determina si el fármaco es capaz de penetrar a determinadas c~ lulas. Por ejemplo, el ácido acetilsalicílico es un fármaco ácido con pK de 3.5. En el estómago, que tiene un pH aproximadamente de 1.0, la ecuación es: [forma no ionizada) = 3·5 1·0 + 1og 1forma ionizada)

La relación entre la forma no ionizada y la forma ionizada es 316: 1; como hay una cantidad mucho mayor de fármaco no ionizado que del ionizado, la mayor pane del ácido acetilsa· licnico se absorbe. Dependiendo de cada fármaco y de la concentración de las proteínas séricas, dicho fármaco se distribuve enlazado a proteínas. Generalmente se enlaza con albúmin·a y glucoproteína alfa1-ácida, aunque en ocasiones se enla7.a con algunas otras. El fármaco enlazado con una proteína carece de actividad farmacológica. Sólo las sustancias que no están enlazadas con proteínas tienen actividad farmacológica. El grado de enlace con las proteínas es un factor característico de e~ fármaco y la mayoría de ellos existe en equilibrio de formas enlazadas y no enlazadas. Los fármacos tienen alta afinidad (enlazados en >85%), baja afinididad (enlazados
dia o baja para enlazarse con las proteínas y el segundo tiene mayor afinidad para dicho enlace, es probable que el primero sea desplazado competitivamente de los sitios de enlace con las protefnas por el segundo. Por tanto, la cantidad de forma no enlazada con actividad farmacológica del primer fármaco se incrementa lo que da lugar a toxicidad aunque no se varfe la dosis de administración del mismo. La mayoría de los laboratorios cuantifican únicamente la concentración total de fármacos. Sin embargo, existe tecnología para detenninar la concentración de fármacos libres por métodos como diálisis en equilibrio y ultrafiltraeión. Proporcionar esta información de utilidad clínica constituye una de las futuras tendencias dellaboralorio para vigilancia de terapéutica con fármacos.

Flg. 22-4. Reacciones de transterencia de electrones que partici· pan en el sistema del metabofJSmO de lármacos de la oxidasa de funciones nixtas. Estas reacciones se levan a cabo en el retfculo endoplásnico del hlgado y otros órganos que participan en el meta· bolismo del fármaco. (NADP = dinucleótido de nicotinarrida·odenlna fosfatada, FAD = dinucleótido de navina odcnlna, Cito P~50 • citocromo P450.1

METABOLISMO (BIOTRANSFORMACION) El principal sitio para el metabolismo de los fármacos, o biotransformación, es el hfgado. Los sitios secundarios incluyen pulmones, riñones, piel, cerebro y aparato digestivo. El fármaco sin metabolizar se denomina compuesto original y los productos de metabolismo son los metabolitos. El metaboiismo afecta al fármaco de tres maneras. Incrementa su actividad (activación), la reduce (inactivación o desintoxicación), o no ejerce efecto en su actividad. Hay dos vías metabólicas principales, que se describen como reacciones de fase 1y fase 11. En las reacciones de fase llos fármacos lipofílicos se metabolizan a formas más polares para fxilitar su excreción renal. Esto se lleva a cabo mediante procesos de oxidación o reducción, como hidroxilación, desaminación, sulfoxidación o desalquilación, en los cuales se agregan pequeños grupos químicos al fármaco o se retiran de él. Un imponante contribuyente a la biotransformación de fase 1 es el grupo de enzimas del retfculo endoplásmico liso, que se denominan monooxigenasas u oxidasas de funciones mixtas. En una serie de reacciones de transferencia de eltl:trones (fig. 22-4) se produce una forma oxida. da del fármaco que es más polar que el compuesto original. . _El citocromo P-450, una proteína que contiene he m, participa en la reacción final, por ello en ocasiones esta vía se de. · nomina sistema del citocromo P-450. Es conveniente observar que las reacciones de fase 1 producen mctabolitos que tienen mayor actividad farmacológica en relación con el compuesto original. Como estos productos metabólicos tienen actividad farmacológica, también deben cuantificarse al determinar la concentración de compuesto original. En ocasiones los fármacos polares o que se hacen polares por las reacciones de la fase 1 experimentan reacciones de fase 11. Est:IS incluyen la conjugación del fármaco con compuestos como glutatión, ácido sulfónico, ácido glucurónico o aminoácidos, en panicular glicina, para facilitar su eliminación. Cada reacción de conjugación es catalizada por enzimas específicas de acuerdo con el sustrato que se emplee. Los conjugados que se producen son entidades solubles en agua que se excretan fácilmente en los riñones. Como en el metabolismo panicipan di1·ersas reacciones enzimáticas, los parámetros que caracterizan las reacciones tatalizadas por enzimas son aplicables al metabolismo
metabolismo depende de In concentración del ~~~~truiiJ, 'I"C en este caso es el fármaco. A medida IIIIC In cu nrrnu~t'l~n del fármaco se inererncntn, :mmenta la ta1n uc mrtniHlliNIIIO para manejar la cantidad de sumnto (fMmnco) pt c~tutc . Al· gunos fármacos no se metnbolizau ¡x>r cillética de prim(r 111 den. En este caso, a determinada concentración el metnbu lismo deja de increrncnt a~t aunque In conccntraci~n de sustrato (fármaco) siga aumentando. Corno se metaboliu una cantidad éonstante de fármaco por unidad de tiempo sin importar qué cantidad del mismo se encuentra en el or@anis· mo, se dice que estos fármacos siguen cinética de orden cero. Los términos cinética de capacidad limitada y cinética no lineal también se utilizan para describir la biotransformación de estos fármacos.

EXCRECION Cuando los fármacos son solubles en agua o se hacen hidrosolubles por el metabolismo se eliminan del cuerpo a través de Já orina. La orina ácida facilita la eliminación de fárm acos básicos y la orina alcalina facilita la eliminación de fármacos ácidos por extracción del plasma. El riñón es el principal órgano para la excreción de fármacos y es necesario que tanto los glomérulos como los túbulos funcionen óptimamente para que se logre la eliminación máxima de dichas sustancias. La reducción del funcionamiento renal puede producir reducción de la excreción e incremento de los nil'e· les sanguíneos de los medicamentos y, por ta¡¡to, aumento de la actividad farmxológica. Los fármacos y sus metabolitos también se excretan en bilis, heces, salil'a, aire que se exhala y leche materna, pero,el análisis que se realiza con mayor frecuencia para determinar exposición prel'ia a fármacos es el de orina.

SITIOS EN QUE ACTUA EL FARMACO . Para que el fármaco produzca un efecto es necesario que penetre a las células; la mayorfa de los fármacos carece de actil'idad fannacológica en la sangre. Por tanto, la determinación de concentración del fármaco en san~re tan sólo permite estimar la concentración del mismo disponihlc en rl sitio blanco. Muc1to1 :t¡•cnt c~ penetran n 1111 célula1 u tral'és de rerep-

VIGilANCIA Df LA TERAPEUTICA CON FA!lMACOS 22 • .U9 .w& • QUIMICA CUNICA

tores. Estos suelen ser proteínas, ubicadas en la membrana celular o el citoplasma con las cuales el fármaco se enlaza. Hay más de un millón de recep!ores por célula. Algunos fármacos tienen semejanza estructural con sustancias endógenas, compiten por sitios reteptores de enlace y bloquean la actividad de sustancias endógenas. En ocasiones los fármacos tienen afinidad hacia ciertos receptores (es decir, se enla-- zan con ellos), pero cuando no poseen actividad intrínseca (capacidad del fármaco para modificar la configuración del receptor y producir una serie de reacciones bioquímicas), no se observan efectos farmacológicos. La interacción del fármaco con el receptor es reversible; es conveniente que el cfetto que produce el fármaco sólo dure determinado tiempo.

--------FARMACOCINETICA

La vigilancia de la terapéutica con fármacos se considera como farmacología aplicada 3 porque es importante conuolar las variable.~ que afectan la concenuación plasmática del fármaco y, por tanto, la respuesta farmacológica al mismo. Para ello es necesario tener en cuenta la concentración del fármaco en todas las etapas de proceso y el tiempo necesario para que se transforme de una a otra etapa. La farmacocinética mide las tasas de absorción. distribución, biotransformación y excreción, y es un componente necesario para la vigilancia de fárma cos. La •·ida media (tt 12) de un fármaco es el tiempo que se requiere para su eliminación. Se define como el tiempo necesario para que su concentración se reduzca a la mitad. Por ejemplo, si una sustancia tiene vida media de una hora y la concentración plasmática es de 100 ng/ml en determ!nado momento, es de esperarse que transcurrida una hora más, la concenuación plasmática sea de 50 ng/ml. Durante cada vida media, se elimina la mitad del fármaco. Es importante contar con información sobre la vida media del fármaco para determinar si se han alcanzado y mantenido nivele! terapéuticos, así como para programar los intervalos de dosificación óptimos. Para los fármacos que tienen cinética de primer orden (es decir, cuya tasa de metabolismo depende de la concentración del fármaco) la fórmula para calcular la vida media es

0.693 1tn = - - Keliminui6n

en donde 0.693 se deri\'a de la fórmula 2.303 logto 112 = K,~- ttn• que puede rcordcnarsc a 2.303 Jog 10 2 = K,;.,.n>.'ila ttll• Y2.303 es el factor que se utiliza para transformar los lu,ntltmus comunes en logaritmos naturales. 1" vhla media se determina graficando la concentración oh 1 l ~ttll lll" lléllntra el tiempo en papel semilogarítmico y di-

bujando unn línea recta que pase por los puntos (fig. 22-5). El tiempo que se requiere para que cualquier concenuación se reduzca a la mitad se detennina con facilidad y correspon. de a la vida media del fármaco. El volumen de- distribución (Vd) relaciona la cantidad absoluta de fármaco en el organismo con respecto a una cantidad relativa, es decir, un volumen; generalmente se utiliza el volumen sangufneo. Como no se tiene en cuenta la presencia del fármaco en otros compartimientos aparte del sanguíneo, un término más descriptivo es el volumen de distri. - bución aparente. El Vd se calcula como sigue

70

60 50

- ---..¡;:ta .."" c.

40

E

.,e

Dosis de fármaco que st adminis1r2 V d= - en el uempo cero Concentración plasmática

30

§ E

:l'!

Vd generalmente se expresa en litros por kilogramo de masa del cuerpo. Es un parámetro que se utiliza para contrastar los grados en que se distribuyen diferentes tipos de fármacos; por ejemplo, los fármacos hidrofnicos polares tienen un v~ Jumen de distribución más bajo qu~ los lipofO icos no polares, porque Jos polares son más solubles en Jos líquidos del organismo. La depuración plasmática total (Cir) es la suma de !L . dos Jos procesos mediante Jos cuales el fármaco se depura del organismo por unidad de tiempo. Indica el volumen de plasma que se depura totalmente del fármaco y con frecuencia se expresa en litros por hora, para que se logre eliminar el fármaco. La Clr constituye una detenninación de la capa' cidad del organismo para eliminar un fármaco y para transformar una sustancia con actividad farmacológica en oua farmacológicamente inactiva. La relación entre Vd y Clr se expresa como sigue

~ e

:g

20

" E 1le

8 t. ¡

10

20

30

60

70

80

Ftg. 22·5. Determinación de la vida media de un tánnaco. Si el tármaco tiene cinética de primerorden, al gralicar la concentración plasmática oonlra el transcurso del tiempo se obtiene una linea rec1a. Se estima el tiempo necesario para que la concentración del tármaco se reduzca a la lritad a partir de la gráfica y ésta corresponde a la vida media del tármaco. En este ejemplo, ton 40 minutos. &

lravenosa de 350 mg, la depuración total del organismo se calcula aplicando las siguientes ecuaciones: para un fármaco que sólo se distribuye en el plasma. Una mejor ecuación para Cl1 que considera los fármacos que se: distribuyen en diversos compartimientos del organismo es

50

40

Tiempo (min)

4. Cl1 = V,K,...,""'"" Cl1 = (35 L) (0.0R7/hora)

=

l. CJ1 V,K,~;•"""'

. 0.693 2. Se encuentra K"""'"""' medtante t1r. = -K- -

Clr = 3 Llhor:o p:ora 70 k~

cli:,auot•

.=oD..:;os:;.;i=s .>.qu::..:e:..:scc=..=ad::.:m:..:;ic..:n:::i~=tra AUCa-

CIT = -

K""'""o~
en donde AUC es el área por debajo de la curva de concentración plasmática del fármaco contra el tiempo. Como mé· todo para valorar con qué rapidez se depura el fármaco del organismo, la Clr es un predictor de la toxicidad. Por ejem· plo, Jos neonatos generalmente tienen menor depuración como resultado del funcionamiento inmaduro de los riñonescPor tanto. Jos fármacos que se eliminan con lentitud resultan más tóxicos para un recién nacido que para un adulto. El siguiente ejemplo ilustra la aplicación de estos pará· metros: si se trata a un paciente de 70 kg con un fármaco que tiene vida media de ocho horas y la concentración plasmáu· ca es 10 flg/ml inmediatamente después de una inyección in·

3. Se encuentra V, mediante V = Dosis de fármaco que se administra ' Concentración plasmática en el tiempo cero V '

=35000011 g r70k JO 11g/ml po g

Vj = 35 000 mi= 35 L

El estado establr oll'll ~ llluo~n ~e nknnltt n mnoho la 1t111 tidad del mismo •111e ~e uh~ouhc y cJI,llthuyc· r~ l~unl n In cantidad que ~e mctah1•li1:o )' exctctn; r~ olrl'lr, l lllllllllll ~' nt• tran y salen del tot ~nni'IIIU t¡•u:olc ~ <' nllt i.lrulr~ olr lilo nllll '' Como los ni vele~ de lo~ lncdic:tntcntt" Jl•'nrtlolnornta u• ~ ~ presan como co nrc nt rac innc~ ph11 o11rt1i~n~. el o·•tlltln •· ~tnhl;• se define midiendo l a~ ,·nn.:cut mrionc~ pl:11otrttk:o• tlrlnor dicamento. Cuando la clnninuci(11l lid lrtonHilU tlt•m• dn~tlo '' de primer orden. éste se aproximn :o In~ tll\"tlr> ole c•tmln r• table transcurridos de cinco a sict<' vidas mcdi:11. l.ol) nlvrh'~ de estado c~tnble para el ránllaco
·f------

VIGlANCIA DE LA lEilAPEUTICA CON FAAMACOS 22 • <1St

cas, que provocan menor irrigación a los órgan{)S; enfwnedades gastrointestinales, que reducen la llbsorcicln; cnfcfllleda, des hepáticas, que disminuyen el metubolismo, y enfermedades renales, que provocan reducción de In eliminación de los f6rVARIABLES QUE AFECTAN EL macos. Otra variable son las interacciones fannacoló¡icas. Cuan. PROCESAMIENTO DELFARMACO do el paciente recibe tratamiento con nuls de un fánnaco, es necesario tener en cuenta las posibles interacciones. El ef~- -- -,,o-de Jos medicamentos que compiten por un número Jimi~¡. Existen muchos motivos por los cuales determinada dosis de do de sitios de enlace con las protelnas y las subsecuentes alfármaco no produce una respuesta terapéutica adecuada. Es- teraciones de la concentración plasmática del fármaco libre, tos incluyen variables fisiológicas, heterogeneidad genética, ya se han mencionado. Sin embargo, es necesario tener en presencia de afecciones patológicas e interacciones fannacocuenta otras interacciones fannac~uticas en casos de to~icilógicas, y se describen a continuación. Las fuentes que se cidad o de que el tratamiento no tenga ~xito, como por ejemtan en las referencias 4 a 7 contienen información más detaplo, interacciones entre el fármaco y la dieta y el fármaco y liada. la enfermedad. Los factores fisiológicos que diferencian a un individuo de otro influyen la manera como afecta determinada dosis de fármaco a cada persona. La edad es una variable que es necesario considerar para determinar la dosis. Los estudios de fannacocin~tica generalmente se llevan a cabo en adultos. Por tanto la absorción, distribución, biotransformación y eliminación de fármacos están bien definidas para este grupo. ~-"{).1 p;1rámetros se han estudiado con menor amplitud en OBTENCION DE MUESTRAS ni nos, jóvenes y pacientes de edad avanzada, Jo cual resulta Y REPORTE DE DATOS ~orprendente ya que la población de edad avanzada consume una cantidad muy alta de medicamentos que se adquieren con y sin receta. Los neonatos y los pacientes geriátricos Los errores en la recolección de muestras sanguíneas dificulcumpnnen algunas diferencias relacionadas con la edad: distan, aunque no evitan, la vigilancia adecuada del fármaco. El mlrlucicln de In secreción de ácido gástrico, que afecta la abmomento en que se obtiene la muestra es importante. Si el ~ondón del fármaco; reducción del enlace con protelnas, que paciente recibe la dosis inicial de un fármaco, no debe obtelftctA su distribución; reducción del funcionamiento hepátinerse una mueSira sanguínea antes de que se alcance el estaco, que afecta su metabolismo, y reducción del funcionado estable del mismo, para lo cual generalmente se rcquiertn llllcnto renal, que afecta la eliminación; también existen dide cinco a siete vidas medias (véase la fig. 22-2). Por tanto, fmnci:t~ cnr:r:terlsticas de determinados grupos. Por ejemplo, para asegurar la precisión de los resultados es necesario tolos neonatos tienen menores reservas de lfpidos en relación mar nota del momento en que se obtiene la muestra. Para pacun los adultos, y las personas de edad avanzada con fiecuencientes que reciben terapéutica de mantenimiento con fármacia reciben tratamiento con una combinación de fármacos cos, también es importante el momento en que se administró (tralamiento polifarmacológico). Debido a estas variaciones es necesario individualizar las dosis y vigilancia más fre- la dosis anterior. Una regla general para muchos fármacos es que la muestra de sangre debe obtenerse una hora después de cuente que en adultos normales. Otros factores fisiológicos la ultima dosis; sin embargo, cuando el fármaco tiene vida que afectan la dosificación y los efectos del fármaco son el género, el tamaño y la composición del cuerpo, embarazo, media prolongada es necesario que transcurran varias horas para que alcance el equilibrio y esta regla no es aplicable. estado nutricional, actividad, estados emotivos y temperarura Otra consideración importante es si se desea determinar el del organismo. nivel máximo o mlnimo del fármaco. Las muestras para deLos factores genéticos provocan variabilidad en el protectar niveles máximos deben obtenerse inmediatamente cesamiento del fármaco. !.a fannacoantropología es una disciplina específica que compara la actividad de los fánnacos después de que se alcance el nivel de estado estable; las entre diversas poblaciones. Por ejemplo, cienos individuos muestras para determinar niveles mlnimos se obtienen inmeheredan un rasgo que hace que metaholicen algunos fármadiatamente antes de administrar la dosis siguiente. cos por acetilación con más lentitud que otros (acetiladores La forma del reporte debe contener la siguiente informalentos); sólo 2% de las personas de raza negra pero 10% de ción: tipo de fármaco que se vigila; en qué momento se adlas personas de raza blanca son acetiladores lentos. Las dosis ministró la última dosis; a qu~ hora está programada la siterapéuticas de fármacos que se biotransforman mediante guieme dosis; si se desea determinar el nivel máximo o acetilación producen toxicidad en estos individuos debido al mlnimo del fármaco; si el paciente está recibiendo cualquier incremento de la concentración plasrn:llica del f:lrrnaco que otro fám1aco; en IJ U~ momenlo se ob1uvo la muestra; estado resulta de la reducción del metabolismo. cllnico del paciente. Además es conveniente incluir informa· Otras afecciones patológicos distintas n In que se eslá ción adicional corno dosificación, vla de administración Y tratando tanlbi~n nfc"an e) pruccsnmicniOdel f~rrn"u IIUe nombre del técnico annli~t n. P:ua asegurar que las muestraS se admini!lra. Algunos cjemplns son cnfnmcllnllcl cnrclia· ~e ohlcnsnn de m~nem currcctn y los resultados de lahorato-

--~-----. --

rio sean buenos, es necesario que exista comunicación frecuente y clara entre el laboratorio de vigilancia de terapéutica con fármacos y las enfermeras, médicos y fannacéuticos.

--~----CLASIFICACION DE FARMACOS

En el cuadro 22-1 se presenta una lista de la clasificación, nombres genéricos y nombres comerciales de los filrmacos descritos en el presente capítulo.

FARMACOS CARDIACOS El propraoolol se clasifica como fármaco antiadrenérgico, lo que signifi ca que su efecto se opone a los efectos adrenérgicos normales. Los fármacos adrenérgicos como la adrenalina, actúan en el sistema nerVioso simpático, que controla la respuesta clásica de lucha o huida. Las respuestas fisiológicas a los fármacos adrenérgicos incluyenlatidQcardiaco rá-_ pido, aumento de 1~ presión arterial, broncodilatacióD,'aü:mento del estado de alerta e incremento de los niveles de glucosa sanguínea. El propranolol es un fármaco antiadrenérgico e inhibe estos efectos porque bloquea los receptores adrenérgicos beta, por lo que se denomina bloqueador beta. Los efeclos fisiológicos que produce el propranolol son opuestos a los de Jos fármacos adrenérgicos e incluyen re-

Cuodro 22-1. Closlllcoe!ón y nombres de olgull0$!6rmoeos terop6utlcos Nombre genérico

Nombre (comerr:Jal)'

cardiacos

Clasificación

Propnmolol Digoxlna Dlgilollina Udocalna Ouinidina Disopiramida Procailamida

lnderaJ Lanoxin Crystodigln, Purodlgln Xylocalne Cardioquln, Ooinaglute Norpace Pronestyl

Anliconvulsivos

Fenobarbital Fenitolna Acido valproico Prmoona Csrbamacepina Etosullimida

Dilantin Depakene Mysoline Tegrelol Zarolin

lurninal

Broncodilaladores

TeoHiina

EUxophytlin

Antimicrobianos

Estreptomicina Gentamicina Kanamlcina Tobramicina Neomlcina Cloranlenicol Vancornicina

Slleptomycin Garamycin Kantrex Nebcin Mycilradin, Neoblotic Chloromycetin Vancocin

Psicotrópicos

lmiJllamina Desipramina Arnitriptilina Nor1riptilina Ooxepina Maprotilina Litio

lmavate, Tolranrl, Presamine Norpramin, Pertolrane Elavil, Endep Aventyl, Pamelor Adapin, Sinequan

Ciorpromacina Triflupromacina

Thorazine vesprin

Prometacina Haloperidol

Phenergan Haidol

Metotrexato Cisplatino Ciclofosfamida

Mexale CPDD, Platino! CytoJC81l

Antipsicóticos

Antineoplásicos

Lud'10011l Eskalilh, UlhMe, Lithobid, Lilhonate

1.as limitaciones ere espacio in1Jiden incJ1it una lisia IXlfnllleia ere nombres comerciales; los que se c:Un en esle cuadro son los mM C<)fiiUIIeS.

VIGilANCIA DE lA lfRAPEUOCA CON fAAMACOS 22 •

ducción de la frecuencia cardiaca, disminución de la presión llflerial, broncoconstricción e hipoglucemia. El propranolol se administra por vía oral a dosis bajas como fármaco antihipenensivo y por vía intravenosa a dosis altas como fármaco nntiarrítmico (que controla los ritmos cardiacos anormales)_ Su rango terapéutico para efectos anliarrítrnicos es de 50 a 100 nglml y su vida media es de 2 a 6 horas. Como también produce broncoconstricción, no debe administrarse a individuos asm:iticos y, por su efecto hipoglucémico, debe usarse con precaución en pacientes diabéticos. L.1 di¡¡oxlna y la dlgitoxina son dos fármacos que se ciiiSilican como glucósidos cardiacos porque sus fórmulas estructurales contienen carbohidratos. Son compuestos que se encuentran en la naturaleza y se extraen de las hojas de la planta di~ital (Oigitali.r /anata o Digitalis purpurta). Los efectos íisiológicos de la digoxina y la digitoxina son incremento de la fuerza de contracción cardiaca y reducción del ritmo, es decir, hacen que la contracción sea más lenta y más fuene. Se emplean para el tratamiento de insuficiencia cardiaca congestiva. Ambas sustancias afectan el transpone de potasio en la célula; como la reducción de Jns niveles de potasio potencian la toxicidad de los glucósidos cardiacos, es necesario vigilar los niveles de potasio y a menudo se proporcionan suplementos a Jos pacientes que reciben tratamiento con estos fármacos. Ambos tienen un índice terapéutico bajo y se requiere una vigilancia frecuente de sus niveles plasmáticos. Estos fármacos se concentran en Jos tejidos cardiacos a niveles 15 a 30 veces superiores a los que se encuentran en sangre. Los niveles terapéuticos se determinan en el momento en que se produce la concentración máxima en los tejidos, es decir, 8 horas después de administrar la dosis. Los signos de toxicidad son bradicardia (frecuencia cardiaca más lenta de lo normal), seguida por arritmia, coma y muene. Su interacción con quinidina, otro fármaco cardiaco, provoca toxicidad por formación de glucósidos cardiacos. La digoxina y la digitoxina difieren en varios parámetros farmacocinéticos y en otros aspectos, como se indica en el cuadro 22-2. Los fármacos antiarrítmicos, que inducen y regd an el ritmo cardiaco normal, incluyen lidocaína, quinidina, procai-

namida y di5opramidn. La lldoeafna se emplea para tratar arritmias cardiacas debido a sus efectos anestésicos. Reduce el inicio anom1al local de impulsos nerviosos en el corazón y es muy empleada para el tratamiento de contracciones ventriculares prematuras. Debido a que el f:irmaco que se administra por vía oral experimenta un metabolismo extenso de primer paso, es necesario administrarlo por vía parenteral. El procedimiento de administración normal es una dosis de carga intravenosa seguida por una instilación lenta, pero la inyección intramuscular también es aceptable. El rango terapéutico de la lidocaína es de 2 a 5 ¡tglml, y su vida media es de 1 a 2 horas. Los metabolitos activos de la lidocaína soo monoetilglicinexilidido (MEGX) y glicinexilidido (GX). Los signos de toxicidad se relacionan con el sistema nerviOso central. Las primeras manifestaciones son marco, excitación o somnolencia y desorientación. A continuación se producen síntomas más graves que incluyen convulsiones, coma y paro respiratorio. La quinidina es un alcaloide (un compuesto orgánico que contiene nitrógeno, tiene actividad- fisiológica y se encuentra en la naturaleza) que se deriva de la coneza del árbol de quina o cincona. Es un isómcPo de la quinina, fármaco que se utiliza con frecuencia para el paludismo. La quinidina se emplea desde hace tiempo para tratar los latidos cardiacos rápidos e irregulares ya que bloquea los impulsos clécuicos anormales, reduce la presión ancrial y disminuye la fuerza de contracción. Además de los efectos antiarrítmicos tiene efectos antipalúdicos, antipiréticos y oxitócicos. Se administra con frecuencia por vía oral porque por vía intravenosa puede ocasionar un descenso precipitado de la presión anerial. El rango terapéutico de la quinidina es de 2 a 5 ¡tg/ml y su vida media de 6 a 7 horas. El cinconismo, un grupo de síntomas del sistema nervioso central que incluyen dolor de cabeza, sordera, tinnitus, sensación de ligereza en la cabeza y vahídos y anormalidades hcmatológicas como Jcucopcnia, trombocitopenia y anemia, son manifestaciones de toxicidad. La quinidina pllflicipa en diversas interacciones con otros fármacos, como aumento de la toxicidad de glucósidos cardiacos y está siendo sustituida con lentitud por fármacos cardiacos que no tienen efectos secundarios tan graves.

Cuadro 22-2. Contraste entre la digoxlna y lo dlglloxlno Digoxina

Digitoxina

Aplicación

Se prescribe con frecuencia

Se prescribe con poca lrocuencla

VIda media ptasm,tlca

1-2días

4-6días

Enlace con proteínas

25%

., 96

Concentración terapéutica en plasma

0.8-2 nglml

15- 25 nglml

.

Absorción oral

65-80%

90-100~·

Metabolismo hepático

Ninguno o conjugados glucurónidos

MctnlJolilos lnnctívos

Pacltnlts tratados

Reducción deltuncionamicnto hcpi\tico

Aodur:dón dol hmcloo.1n~en10 r~

Renal

nona!. hofJ,illrn

m

ticipe en muchas interacciones de desplanuuicntn dr Jduua cos. L.1 fenitoínn no tiene cinética de primer t>rdcn y 11''' 1n11 to su rnetat?olismo hciJ.itico u sntumhlr, In 1111r 1111111111r ~ una vida rnedin varinble. A curlcenlr~du nf• iulrrl"r(• 1 111 llsJrnl, la vida media es de un dfa, I"
La procainamida se emplea para reducir la frecuencia ardiaca y la presión llfterial. Se administra por vía oral o pn· e nteral. Su rango terapéutico es de 4 a 8 llg/ml y su vtda :edia de 3 a 4 horas. Se metaboliza por ncetilación al comuesto con actividad farmacológ1ca N-acelllprocamanuda ~APA). En acetiladores r:ipidos, la concen~ración del metabolito puede · exceder la del f~rma~o. ongmal. Corno el NAPA tiene aéti\•idaáaiililiiñlmlca S1m1lar a la del ~:irmaco .-· original y una vida media ~ás prolongada que .el1msmo (8 horas), también es necesar10 efectuar el análisiS de NAPA para Ja valoración total de 1~ ter~pia con procamam1da: El rango terapéutico de la combmac1ó~ ~el compuesto ong1?nl yc1 metabolito es 30 11g/ml. La toXICidad. por procamanuda provU~:a hipoteMió~ ~a~e, agran~l~1ros•s y dcsnrrollo de lupus eritematoso slstcmiCO. Este ult1m0 no se relacwna con la concentración del f:irmaco, smo con el estado aceulad~r del paciente, ya que los acctiladores lentos son más susceptibles a desarrollar lupus. La disopiramida es un fármaco antiarrítmico que se emplea para tratar las contracciones ventriculares prcmaiU~as y para la prevención profiláctica de muene repcnuna tras mfano al miocardio. Su.rango terapéuuco es de 2 a 5 ¡tg/ml Y su vida media es de 5 a 8 horas-:Laals0p1raiñida tiene actividad anticolinérgica (impide el funcionamiento digestivo normal) y produce efectos secundarios indeseables como boca seca, incompetencia miccional y estreñimiento. La 1ox1C1dad produce anormalidades cardiacas.

la administración terapéulica de fenobarbital puede incrementar el metabolismo de fármacos y reducir la concentración plasmática de otros f:irmacos que se administran de manera simultánea. La fenitoína no sólo es el fármaco antiepiléptico que se receta con mayor frecuencia, sino que también se uti!iza para tratar arritmias cardiacas. La concentración terapéuuca es de 10 a 20 ¡tg/rnl. Las concentraciones superiores a 35 ¡tgfml precipitan la actividad convulsiva en vez de aliviarla. a~nque le observan otros signos de toxicidad como atam y mstagflln a concentraciones m:ls bajas. El uso de fenitoína a largo )lhlln produce hipcrplasia de las encías, que se revierte al lu~pcnclcr el fármaco. La fe nitoína se enlaza en 90 a 95'k con In~ llliJtcfna~: este elevado grado de enlace hace que par-

BRONCODILATADORES La teofilina se clasifica qufrnicamcntc ccm1u mculuui!IIIU(lfl xanlina es una dioxipurina y la tcofilin:1ti e ne ~~~~ fillllw'~ uu• tilo en el anillo de dioxipurina). Este rncdic:uurnlu l~"rc ,11 versas actividades farmacológicas. Es un c~lirnlll:ullc 1lrl ~¡, tema nervioso central y rcspiraiOrio al igual •t ll~ 1111 estimulante cardiaco. Provoca relajación del mthruh> 11'11 Y diuresis. Su efecto en el músculo liso. tSilCcinlrncnle en rl músculo bronquial, le da importancia en el trauuuicnlo. del asma de las enfermedades pulmonares obstructivas cróruru~ y de ia apnea del recién nacido prematuro. La leOfllina se nd·

ViGilANCIA DE lA TERAPEUTlCA CON FAAMACOS 22 • 45.1

ducción de la frecuencia cardiaca, disminución de la presión arterial, broncoconstricción e hipoglucemia. El propranolol se administra por vfa oral a dosis bajas como fármaco antihipertensivo y por vfa intravenosa a dosis altas como fármaco antiarrftrnico (que controla los ritmos cardiacos anormales). Su rango terapéutico para efectos antiarrftrnicos es de 50 a 100 nglml y su vida media es de 2 a 6 horas. Como también produce broncoconstricción, no debe administrarse a individuos asmáticos y, por su efecto hipoglucémico, debe usarse con precaución en pacientes diabéticos. La digoxina y la digitoxina son dos fármacos que se clasifican como glucósidos cardiacos porque sus fórmulas estructurales contienen carbohidratos. Son compuestos que se encuentran en la naturaleza y se extraen de las hojas de la planta digital (Digitalis /anata o Digitalis purpurta). Los efectos fisiológicos de la digoxina y la digitoxina son incremento de la fuerza de contracción cardiaca y reducción del ritmo, es decir, hacen que la contracción sea más lenta y más fuerte. Se emplean para el tratamiento de insuficiencia cardiaca congestiva. Ambas sustancias afectan el transporte de potasio en la célula; como la reducción de Jos niveles de potasio potencian la toxicidad de los glucósidos cardiacos, es necesario vigilar los niveles de potasio y a menudo se proporcionan suplementos a los pacientes que reciben trata· miento con estos fármacos. Ambos tienen un fndice terapéutico bajo y se requiere una vigilancia frecuente de sus niveles plasmáticos. Estos fármacos se concentran en los tejidos cardiacos a niveles 15 a 30 veces superiores a los que se encuentran en sangre. Los niveles terapéuticos se determinan en el momento en que se produce la concentración máxima en los tejidos, es .decir, 8 horas después de administrar la dosis. Los signos de toxicidad son bradicardia (frecuencia cardiaca más lenta de lo normal), seguida por arritmia, coma y muerte. Su interacción con quinidina, otro fármaco cardiaco, provoca toxicidad por formación de glucósidos cardiacos. La digoxina y la digitoxina difieren en varios parámetros farmacocinéticos y en otros aspectos, como se indi c~ en el cuadro 22-2. Los fármacos anti~rrftmicos, que inducen y reg~lan el ritmo cardiaco normal, incluyen lidocafna, quinidina. prncai-

namida y disopramida. La lidocaína se emplea para trata¡ artitmias cardiacas debido a sus efectos anest~sicos. Reduce el inicio anormal local de impulsos nerviosos en el corazón y es muy empleada para el tratamiento de contracciones ven. triculares prematuras. Debido a que el fármaco que se administra por vfa oral experimenta un metabolismo extenso de primer paso, es necesario administrarlo por vfa parenteral. El procedimiento de administración normal es una dosis de carga intravenosa seguida por una instilación lenta, pero la inyección intramuscular tambi ~n es aceptable. El rango terapéutico de la lidocafna es de 2 a 5 11g/ml. y su vida media es de 1 a 2 horas. Los metabolitos activos de la lidocaína son monoetilglicinexilidido (MEGX) y glicinexilidido (GX). Los signos de toxicidad se relacionan con el sistema nervioso central. Las primeras manifestaciones son mareo, excitación o somnolencia y desorientación. A continuación se producen síntomas más graves que incluyen convulsiones, coma y paro respiratorio. La quinidina es un alcaloide (un compuesto orgánico que contiene nitrógeno, tiene actividad· fisiológica y se encuentra en la naturaleza) que se deriva de la corteza del árbol de quina o cincona. Es un isómeto de la quinina, fármaco que se utiliza con frecuencia para el paludismo. La quinidina se emplea desde hace tiempo para tratar los latidos cardiacos rápidos e irregulares ya que bloquea los impulsos eléctricos anormales, reduce la presión arterial y disminuye la fuerza de contracción. Además de los efectos antiarrftmicos tiene efectos antipalúdicos, antipiréticos y oxitócicos. Se adminis· Ira con frecuencia por vfa oral porque por vía intravenosa puede oca~ionar un descenso precipitado de la presión arterial. El rango terapéutico de la quinidina es de 2 a 5 11g/ml y su 1·ida media de 6 a 7 horas. El cinconismo, un grupo de síntomas del sistema nervioso central que incluyen dolor de cabeza. sordera, tinnitus, sensación de ligereza en la cabeza y vattídos y anormalidades hcmatológicas corno leucopenia, trorn~ citopenia y anemia, son manifestaciones de toxicidad. La quinidina participa en diversas interacciones con otros fármacos, como aumento de la toxicidad de glucósidos cardiacos y cst:l siendo sustituida con lentitud por fánnacos cardiacos que no tienen efectos secundarios tan graves.

Cuadro 22·2. Contra11e enlrt la dlgoxlna y la dlglloxlna Digoxina

Digiloxina

Aplicación

So p!escnbc con frecuencia

Se prescribe con poca frecuencia

VIda media plasm6tlca

1·2dias

4-6 días

Enlace con protefnas

96%

Concentración terepllullca en plasma

0.8-2 ng/ml

15-25 nglml

Absorción oral

65-60%

90-HlO%

Metabolismo hepático

Ninguno o conjugados glucurónidos

Metabolitos inactivos

Pacltntlllratados

Reducción del funcionamiento hepático

Reducción del funcionamiento renal

h crachln

Renal

Renal, hepátir.a

La procainamida se emplea para reducir la frecuencia cardiaca y la presión arterial. Se administra por vfa oral o parenteral. Su rango terapéutico es de 4 a 8 11g/ml y su vrda edia de 3 a 4 horas. Se metaboliza por acetilación al com· ~esto con actividad farmacológica N-acetilprocainamida (NAPA). En acetiladores rápidos, la concentracrón del metabolilo puede ·exceder la del fármaco ongrnal. Como el NAPA tiene aclividad·anuñin1mica similar a la del fármaco · original y una vida media más prolongada qu~ _el mrsmo (8 horas), también es necesano efectuar el análrsr~ de ~APA para la valoración total de 1~ ter~pia con procwnam1da._El rango terapéutico de la combrnactó~ ~el compuesto ongrnal y el metabolito es 30 l!g/ml. La toxrct?ad. por procarnamrda provoca hiJlOlen:;i~t gra,oe, agran~l~ttosiS y dcwrollo de lupus eritematoso sistémicO. Este ultrmo no se relaciOna con Ja concentración del fármaco, srno con el estado acetrlad~r del paciente, ya que los acetiladores lentos son más susceptrbles a desarrollar lupus. La disopiramida es un fármaco antiarritmico que se emplea para tratar las contracciones ventriculares prematuras y para la prevención profiláctica de muerte repentrna tras rn· farto al miocardio. SUJango terapéutrco es de 2 a 5 llgiml Y su vida media es de 5 a 8 horas-:Laolwprram ida tiene actividad anticolinérgica (impide el funcionamiento digestivo normal) y produce efectos secundarios indeseables como boca seca, incompetencia miccional y estreñimiento. La toxrcrdad produce anormalidades cardiacas.

FARMACOS ANnCONVULSIVOS Y ANTIEPILEPTICOS

ticipe en muchas interacciones de desplazamiento de f~rmn· cos. La fenitoína no tiene cinética de primer orden y por tan· to su meta!1olismo hepático es saturable, lo que conduce a una vida media variable. A concentraciones infcriom a 10 11g/ml, la vida media es de un dfa, pero conforme la conccn· tración del fármaco aumenta, la vida media trunbi~n. Ochiolu a ello se requiere vigilancia frecuente, ya que cunlr¡uler in cremento leve de la tlosis puede provocar un nito incrcrncntn de la concentración plasmática. El ácido valproico es notable porque estructuralrncntc difiere de otros fármacos anticonvulsivos, ya c¡ue es un ácido graso de cadena ramificada simple de ocho carbnnos. Su concentración terapéutica es de 50 a 100 ~t g/rnl , su vill:t me· dia de 15 horos y se enlaw considernblcmente con lll!l prord· nas (93%). El ácido valproico tiene efectos metabólicos opuestos a los del fenobarbital; inhibe el sistema de oxidasa de funciones mixtas de los microsomas y por tanto reduce el metabolismo e incrementa los ni.veles plasmáticós de los fármacos. La primidooa se metaboliza por oxidación a fenobarbital: por tanto, es necesario detenninar las concentraciones de fcnobarbital al analizar las concentraciones terapéuticas de prr· midona. Otro metabolito es la feniletilmalonamida, que tarn· bién tiene actividad anticonvulsiva. La concentración terapéutica de primidona es de 8 a JO ~g/ml y su vida media es de ocho hora5. Los efectos secundarios incluyen ataxia y sedación. La carbamaeepina casi nunca se utiliza como medicamento de primera elección entre los fármacos anticonvulsivos y en general sólo se receta a personas que no responden satisfactoriamente al tratamiento con otros fármacos. La terapéutica con carbamacepina requiere vigilancia frecuente del funcionamiento hematológico, hepático y renal, ya que su uso se asocia con anemia aplásica, lesiones hepáticas, hipertensión y retención urinaria aguda. Su concentración !erapéutica es de 8 a 12 llg/ml y su vida media es de 27 horas. La etosuximida sólo se emplea para tratar crisis de ausencia, que también se denominan convulsiones de petit mal. Estas convulsiones se inician desde la niñez, pero en general no persisten después de los 20 años. Se caracterizan por 5 a 30 segundos de ' ausencia' , durante los cuales el individuo no está totalmente consciente, pero tampoco está inconsciente; no se cae, pero presenta movimientos motores leves. La concentración terapéutica de la etosuximida es de 40 a 100 llg/ml y su vida media es de 60 horas en adultos y 30 horas en niños.

Los fármacos anticonvulsivos y antiepilép¡icos se usan solos o en combinación para tratar convulsiones. Todos ellos se absorben del aparato digestivo y experimentan metabolismo hepático y excreción renal. El fcnobarbital se emplea para tratar todas las convulsiones, con excepción de las crisis de ausencia. Tiene_una vida media relativamente prolongada. cuatro días. Debrdo a ello, no deben obtenerse muestras para determinar la concentración máxima del fámtaco hasta que transcurran ocho horas despu~s de la administración de fenobarbital. El rango terapéutico del fenobarbital es de 15 a 40 11g/ml. Las concentraciones superiores a 40 11g!ml provocan sedación. Y las concentraciones superiores a 60 11g/mltoxicidad. Se sabe que_el fenobarbital induce el sistema de oxidasa de funciones mrx· tas microsómicas que participa en el metabolismo. Por tanto, la administración terapéutica de fenobarbital puede incrementar el metabolismo de fármacos y reducir la concentración plasmática de otros fármacos que se administran de ma· nera simultánea. La fenitoína no sólo es el fármaco antiepiléptico que se receta con mayor frecuencia, sino que también se utiliza para tratar arritmias cardiacas. La concentración terapéutica es de 10 a 20 l!g/ml. Las concentraciones superiores_a 35 11glml precipitan la actividad convulsiva en vez de ahvrada. a~nque se observan otros signos de toxicrdad como ataxra y nrstagmo a concentraciones más bajas. El uso de fenitoína a largo plazo produce hiperplasia -de las encías, que se revierte al suspender el fármaco. La fenitoína se enlaza en 90 a 95'k con las proteínas; este elevado grado de enlace hace que par-

SRONCODILATADORES La teofilina se clasifica qufrnicarnente corno metilxantina (la xantina es una dioxipurina y lntcofllinn tiene los grupos m~­ tilo en el anillo de dioxipurinn). Este rncdicnrncnto posee ~~­ versas actividades fannncolúgicn,. Es un estimulante del srs· tema nervioso central y rcspiruwriu ni igu11l que un estimulante cardiacu. l'rovoc:t rcla¡:tcr~n del nul~culo lrso Y diuresis. Su cfcctn en el nnhcnlu hou, c>¡~·dnlrnente en el mtísculo bronquial. le oln inipurt"m·i~ o'n cltrrHCinricntodel asma de l:ts cnrcrrncololb J'llfrno>not r~ nh,tructiv"l crónrcas y de ia apnea olcl rcnfn rr.orulu ¡uo·niMuru 1,A trolilina se ad·

VIGilANCIA DE lA TIAAP!:UTICA CON fAAMACOS 22 • A55

ministra por vfa oral, rectal o parenteral. La aminolilina, una mezcla de teofilina y etilendiamina, con frecuencia se administra en vez de teofilina sola, ya que la solubilidad de esta úlúma es mala pero aumenta cuando se agrega etilendiamina. En adultos, el rango terapéutico de la teofilina es de JO a 20 )lg/ml. Su vida media varía, de acuerdo con factores como la edad y si la persona fuma, pero normalmente es de 8 horas. En neonatos, el rango terapéutico es de 5 a JO )lg/ml y ·la vida media de 30 horas. Como es riesgoso obtener una muestra de sangre para análisis en niños prematuros, la determinación de niveles de teofilina se efectúa en la saliva.s Algunos laboratorios también cuantifican la cafeína, un metabolito activo de la teofilina, al determinar los niveles de esta última, ya que el nivel de cafeína es de ayuda en sí para el tratamiento de la apnea. Sin embargo, han surgido controversias con respecto a la validez del análisis.s Los síntomas de toxicidad por teofilina son náusea, vómito, diarrea, irritabilidad e insomnio. Debido a su efecto en el corazón, los altos niveles de teofilina pueden resultar mortales.

dario. Debido a estos problemas, los aminoglucósidos en general se reservan para casos en que otros antibióticos no han sido eficaces o para tratar infecciones graves. El cloraofenicol, igual que los antibióticos aminoglucósidos, actúa sobre. las bacterias grarnnegativas inhibiendo su síntesis proteica, principalmente al enlazarse con el ribosoma bacteriano. A diferencia de los aminoglucósidos, tiene una"11bson:ión de 70 a 90% en el aparato digestivo y se administra por vía oral o parenteral. El rango terapéutico del cloranfenicol es de 15 a 25 )lg/ml y su vida media es de 2a 3 horas. Un problema grave no relacionado con la dosis del fármaco es la depresión de la m6dula ósea que produce pancitopenia. Esta afección se presenta en pacientes que recibea tratamiento proloneado con cloranfenicol o que reciben eur· sos repetidos de dicho fármaco. Aunque la incidencia de la pancitopenia es baja, las tasas de monalidad son cercanas a 100%. Por tanto, el uso de cloranfenicol sólo se indica en circunstancias cuidadosamente controladas y especiales. Los neonatos que reciben tratamiento con cloranfenicol pueden desarrollar toxicidad mortal debido a problemas del metabolismo y excreción del fármaco. Las primeras manifestado- 1 nes del síndrome del "niño gris"' son vómitos, respiración AGENTESANTIMICROBIANOS -Irregular y-rápida,dlwa-y-cianosis, seguidas por desarrollo de flaccidez, color gris ceniciento e hipotermia. La mucne se l.i" frtrm ncos tstrrptornldnn, gentumicina, kanamlcina, tuhnmlrlna y neumlrlna se cln5ificnn como aminoglucósi· produce en 40% de estos neonatos. La vancomicioa es un antibiótico bactericida por su cln~, JIIIIIJIIt contienen nzucnrcs :uninados en enlaces gluco~hlh u~ . St utlliniiiiWII trutnmientu de infecciones por bacefecto de inhibición en la síntesis de la pared celular bactetr rl~• wrllmnr~Aiiva~. l.us arninoglucósidos son b.1ctericidas riana y la membrana citoplásmica. Se emplea para el trata1"'"11111 "" ruiAIAII con el ribosorna bacteriano e inhiben la miento de infecciones provocadas por bacterias grampositi~l nlr•l~ rlt purtofnA~ lmct crin nn~ . Estos antibióticos no se abvas. Debido a que se absorbe mal del aparato digestivo, en ' lllhrn hlr• n ru~mlo ~e ndminiwan por vía oral y en general general se administra por vía intravenosa. Su rango terapéu"' owlmlnl•t11111 por VÍQ i ntrnvenosa o inyección intramuscu- tico es de 6 a 10 )lg/ml y su vida media de 6 horas. La van· IMt 1'•11 ~r t ClllllflUtSIIIS polnrc~ no atraviesan la membrana comicina se excreta principalmente por el riñón; por tanto, 1 lul111 y fl dMn normal los excreta con rapidez. Sin embarlos pacientes con enfermedades renales que reciben tratamiento con este fármaco deben estar bajo vigilancia conti~~~. rn llhl"ii'IIICSron afecciones renales su vida media se pronua. Los problemas más imponantes son ototoxicidad y ne11 '"11M murlin y es necesario ajustar las dosis. En el cuadro ) 1 1 ~Q lmllcan los rangos terapéuticos y las vidas medias frotoxicidad. m11m~lts. (.'omu estos fármacos son tóxicos tanto para las hirUcriM cnmo para los seres humanos, el objetivo deltratanlicnto es ¡mKiucir toxicidad bacteriana antes que toxicidad FARMACOS PSICOTROPICOS htrrrr:IIHt. Ln otoloxicidad, que involucra las funciones auditivas (sentido del oído) y vestibulares (equilibrio), puede ser Los fármacos psicotrópicos se emplean para tratar afecciopermanente. La nefroloxicidad es otro posible efecto secun- nes y desórdenes afectivos, como manía y depresión. Como estos desórdenes se caracterizan por variaciones de los esta· dos de ánimo, los fármacos antidcpresivos producen una res· Cuadro 22·3. Rangos terapéuticos y vidas medlos de los puesta psicológica más que de tipo físico. Una teoría para anllb16tlcos omlnogluc0$idlcos explicar la causa de la depresión es que la produce una defi· ciencia absoluta o relativa de la concentración de neurotrans· Rango misares en las sinapsis centrales. Algunos fármacos son útiterapéutico V"lliamedia les porque potencian los efectos de los neurotransmisores. Fármaco lltghnl de plasma) {Ilotas) como noradrenalina y serotonina. Ya que estos fármacos también bloquean la rccirculación de neurotransmisores a las Estreptomicina 25-30 2-3 neuronas presinápticas, se incrementa la cantidad de neurotransmisores disponibles para interacción en la sinapsis, ali· Gentamicina 2-8 2-3 viando así la deficiencia bioquímica que provoca la depre· Tobramicina 2-8 t.s-3 sión clínica. Los fármacos imipromina, desipramina, amitriptiti· Kanamicina 20-35 na, nortriptilina y doxcpina se clasifican como antidepre· Neomicina t-<1 sivos tricíclicos. Estos fármacos tienen una estructura relacionada de tres :millos, como implica su clasificación. y son

para tratar la depres~n. La desipr_amin~ y la nottriptilina son en realidad metabohtos de !atm1pramrna Y la arnitriptilina, respectivamente. La maprotillna se clastfica como antidepresivo tetracíclico por su estructura de cuatro anillos. Todos se absorben en el aparato digestivo y se admi· nistran por vía oral, pero experimentan un~ bi?tran~f?rma­ ción extensa de primer paso, por lo cual su bJodtspombrl_tdad varla entre los diversos pacientes. En el cuadro 22-4 se rndt· can los rangos terapéuticos y vidas medias. Debido a las diversas respuestas de los pacientes a estas sustanci~~ se efec· túa la vigilancia para asegurar que la dosts tmctal sea adecuada. Los efectos secundarios de la mayoría de los antidepresivos incluyen cieno gr~do de_sed_ación, efe=~~ antico· linérgicos (boca seca, retencrón unnana y estre~tmtento) efectos cardiacos, incluyendo palpitaciones, taqmcardia (laudo cardiaco anormalmente rápido) e hipotensión ortostática. Los efectos tóxicos incluyen arritmias cardiacas y precipita· ción de otras anormalidades del corazón. El litio se emplea para tratar afecciones bipolares de la personalidad (también se denomina enfermedad maniaco-de· presiva). Se cree que su acción terapéutica_se debe a su capa· cidad de sustituir los iones sodio o potasiO en el transporte celular y reducir la acti,•idad de las catecolarninas. Como el litio reduce los niveles de sodio y potasio, los pacientes que reciben este agente junto con otros fármacos que producen pérdida de iones, como diurélicos, requieren de admi?istración frecuente de complementos de iones y de vrgtlancra CUIdadosa. El lilio se administra oralmente como carbonato (carbonato de litio) y se divide entre la sangre y los tejidos. La concentración plasmática de litio refleja la cantidad de litio en el organismo y se mide en miliequivalentes por litro (meq!L) de sangre. El rango terapéutico es de 0.5 a 1.5 meq!L. Como se distribuye en los tejidos se elimina en dos fases; la vida media de la primera fase es de 4 a 6 horas y de la segunda fase de 7 a 20 horas. La vigilancia de litio debe llevarse a cabo 8 a 1Ohoras tras la ingestión de la última dosis y debe ser especial para cada paciente. Los efectos secundarios de la terapéutica con litio incluyen afecciones gas:. ~trointestinales, neuromusculares, del sistema nervioso central, mentales y cardiovasculares. Los efectos tóxicos incluyen 01uy empleados

r

Cuadro 22-4. Rangos te~apéuttcos y vidas medios de los

onlldepreslvos trlciclcos y letrociclk:os

Fármaco

Rango tarapOOiioo (n¡jml de plasma)

lmlprarrina

150-250

9-24

Desipramina

15o--OOO

14-76

Atritriptilina

70.225

17-<10

Nortrlpti~na

50-150

18-93·

VIda media (Iteras)

Ooxepina

150.250

l t- 23

Maprotüinn

21)().000

?7· W

contraCciones musculares y rigidez, reflejo tendinal profundo hiperactivo y convulsiones epilépticas.

FARMACOS ANTIPSICOTICOS La psicosis son enfermedades psiqu!átricas _que se caracte;i· zan por disociación•de la realidad.c mc•p•rrdad para fu~Jo­ nar en sociedad. Estos fármacos se uulizan para el tratamiento sintomático de psicosis para producir tranquilidad emocional y relajación mental. Debido a sus estructuras, la clorpromacina, triflupromacina y prometacina son miembros del grupo de los f_ár· macos nntipsicóticos fenotiacfdieo3. Su mccani~rno de nccrón es el bloqueo de los receptores dopamínicos en el sistema nervioso central. Además de sus efectos sobre el comporta· miento tienen acción antiemttica, efectos sobre los mecanis· mos ce~trales musculosqueléticos, alteran la regulación de la temperatura, la actividad end~ri~a y actúan ~o~re el sistemA nervioso periférico. Las fenou~cmas se admmr~tmn por, vra oral, pero se absorben con lenutud y alcan1.an drversos nrveles plasmáticos en los ~ist!ntos pacien~es. _Otras vlill de ad· ministración son suposllonos o myeccrón rntramu~cular. La vida media de la clorpromacina es de 16 a 30 h0111s Y sus mctabolitos se encuentran en orina varias seman:r.s después de su administración. Los efectos secundarios incluyen la· quicardia, hipotermia, letargo, hipotensión onoslática y boca seca. Las fenotiacinas interactúan con muchos otros fármacos, por lo que es necesario obtener los antecedentes completos del paciente y vigilarlo en forma curdadosa. El haloperidol forma parte de los derivados de _la bu_tirofcnona y es otro fármaco antipsicótico. El halopen~ol tr~­ ne un mecanismo de acción y propiedades farmacológicas _similares a las de las fcnotiacinas, pero su estructura qufuuca es diferente. Su vida media es de 13 a 35 horas.

FARMACOS ANTINEOPLASICOS Los fármacos antineoplásicos actúan contra algunas ctlulas malignas y en cierto grado contra las células no malignas. El tratamiento con frecuencia combina varios fármacos para mcrementar las actividades de otros o proporcionar acción si· nergística con otros medicamentos. Es necesaria la vigilan· cia para establecer el protocolo clínico y evaluar la eficacra de nuevos regímenes con fármacos múltip~es .. . El metotrexato se clasifica como nntunetabohto porque interfiere con el metabolismo celular normal. Es un fármaco específico para el ciclo celular (i~hibe la duplic.aci~n celular durante una fase específica del ctclo celular) e mhibe la síntesis del DNA. Esto se realiza mediante la inhibición de la reductasa de dihidmfolato, una enzima necesaria para formar tetrahidrofolato, compuesto esencial en la síntesis de ?~A, RNA y aminoácidos. Las células malignas, que se diVIden con más rapidez y por tanto sintetizan más ~NA que las células no malignas, son especialmente suscepubles a los efectos del filnllitl"o, lo que es el objetivo del tratnmrento con metuucxnto. E\tc ~ admlniMm por vía or:tl o l);lrenteral. Lns u11ds tm1té11IÍCA~ M1 lnulviduafi1a11 y dependen de la talla 1 1clp.rl'lt•ut~. 1 ~ vltl~ nwtlllti'IU In ' rwtln In ;ln$11 11110 le hthnl· nl•u~. y Y~ tlr ) ltt•tt•• '''"'""11 ~11M, ""''~ '"~' tle lll lttuA~

VIGI.ANCIA DE LA TERAPfUTICA CON fARMACOS 22 • 457

456 • QUlfiJCA CUNICA

-

con dosis bajas. Los efectos secundarios incluyen mielosupresión, náusea y vómito. La terapéutica con dosis altas puede producir hepatotoxicidad. El metotrexato se enlaza con las prutcfna~ plasm~ticas, por tanto cuando se administra junto con otros f:lnucos compite poi el enlace pruteico y probablemente ocn\ione toxicidad con sfntomas de diarrea y aplasia de la méduln ósea. El císplatino y la ciclofosfamida se clasifican como agentes alquilnntes porque reemplazan los átomos normales por grupos alquilo. Cuando este reemplazamiento ocurre en el DNA, el DNA alquilado no experimenta duplicación o transcripción correcta, lo que conduce a la muene de la célula. Los agentes alquilantes son fármacos inespccfficos para el cicln celular y actúan tanto en células que se dividen activamente como en las que están en reposo. La dosis terapéutica se individualiza y depende de la talla del paciente. La ciclofosfarnida requiere una biotransformación hepática por cí sistema de oxidasa de func ión mixta de los microsomas para producir sus metabolitos activos, 4-hidroxiciclofosfamida y aldofosfamida, que a su vez producen la mostaza alquilante de ciclofosfamida. Los efectos secundarios del tratamiento con ciclofosfamida incluyen supresión hematológica, náu- - sea, vómito y disfunción reproductiva. El cisplatino, un compuesto que contiene platino, produce efectos nefrotóxicos y ototóxicos adicionales.

-\1~-----FUTURO DE LA VIGILANCIA DE LA TERAPEUTICA CON FARMACOS Es muy probable que las func iones de la vigilancia de la terapéutica con fármacos se expandan en varias direcciones.9 Los servicios de consultoría de farmacocinética clínica para interpretar e integrar datos de laboratorio se convertirán en rutinarios. Además, mejorará el control de calidad mediante el seguimiento de todas las solicitudes y quejas relacionadas con la aplicación de los datos de laboratorio al cuidado del paciente. Se llevará a cabo el análisis de los principales metabolitos de todos los fármacos para clasificar los perfiles metabólicos de los pacientes. La tecnología permitirá colocar sondas fijas y monitores sensoriales para vigilar en forma continua la concentración del fármaco en la sangre del paciente. Serán más comunes las pruebas que se realizan en. la habitación del paciente o en el consultorio médico. Las operaciones de rutina serán efectuadas por robots. El resultado de estos avances será que "los técnicos quedarán libres para panicipar en actividades que requieran de funciones intelectuales y cognoscitivas" .9 • Para el científico de laboratorio clínico con iniciativa, IJUC desea desarrollarse profesionalmente, el laboratorio de vl~tlancia de tcrapéulica con fármacos es un si:io muy inte1' ' """ ' IJnn futura tendencia en el campo del laboratorio ' """ '' •' t'•tnhkcer programas para la vigilancia de fárrna-

cos. En este tipo de programas, el cientffico del laboratorió clínico interactuará con farmacólogos, enfermeras y médiccs para analizar sustancias, dar orientación y enseñanza, e interpretar datos, en vez de indicar simplemente la concentración plasmática del fármaco en un repone. Ya existe un prototipo para programas de esta fndole; 10 los científicos dcllaborat~ rio clínico reciben un entrenamiento especializado intensivo que les permite manejar todas las solicitudes rutinarias y algunas consultas relacionadas con la vigilancia de fármacos. Los pacientes se benefician porque reciben cuidados más completos e individualizados. El médico se beneficia porque no sólo se le repona la concentración del fármaco, sino que se interpreta. El científico del laboratorio cHnico también se beneficia, porque se le c>timula intelectualmente y se desarrolla, lo que evita que "las personas de gran capacidad dejen de trabajar en las ciencias clínicas y se dediquen a otros carnpos·.to

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--

ol58 • QIJ\MICA CUNICA

_ _ __ __ J

APUCACION DE CONCEPTOS 22-1 ..___

~~paciente asmático varón de 32 año~ con alergia a la peni· 4. cthna rectbe tratarmento para bronqutlls asmática con un ré· gimen de dosis normales de teofilina y eritromicin:Lpot.vfa___ oral. E~ e~ octavo día manifestó comportan:tiento irracional y S. confustón, fue llev.ado a la sala ~e urgenctas por su esposa. Cuando ésta mencwnó el tratamtento que estaba recibiendo se ordenó un recuento de fármacos. El nivel de teofilina fue de 49 J!g/100 mi (los niveles normales son de 10 a 20 llg/1 00 mi). El paciente ingrtSÓ a la unidad de cuid:Wos in- 6. tensivos, recibió hidratación y se sometió a vigilancia hasta que el nivel de teofilina regresó a la normalidad. Después se le administró una dosis más baja de teofilina. El paciente se recuperó sin más complicaciones.

¿Qu~ relación existe entre la vida media del fármaco y su concentración en estado estable? ¿Puede determinarse si el paciente habla alcanzado los niveles de estado estable de teoftlina antes de efectuar la medición? ¿Qué nivel de fármaco será de mayor interés para este paciente?

Andrew Maturen

a. El mfnimo b. El máximo

y l.

¿A qué tipo de fármacos pertenece la teofilina?

2.

¿Qué significa estado estable?

3.

¿f'or qué es necesario que los niveles del fármaco se encuentren en la concentración del estado estable antes de cuantificarlos?

7.

¿En qué momento debe tomarse la muestra de sangre para que refleje las concenu¡ciones de nivel máximo y mínimo?

8.

Sugiera una explicación para el incremento del nivel de teofilina en este paciente.

Allen J. Nice

~~ ~----------------------~

i': OBJETIVOS DE APRENDIZAJE J 1·' ~--------------~ • Definir la toxicología y su función en el laboratorio clínico poro proporcionar servicios de pruebas toxicológicas.

• 1

ExpliCO! los principios y los componentes que M utmzan en cromatografía de capo tina, cromatografía gas·fiquldo, cromatogralla de fiquidos de alta resolución y cromatogralla de gases-espectrometria de masas.

• lndk:ar los prfncipoles fipos de sustanclos que se encuentran en los estudios toxicológicos.

CONTENIDO DEl CAPITULO

• Describir el mecanismo y los síntomas de toxicidad, y su detección y tratamiento para los siguientes Hpos de sustancias tóxicas. Dar ejemplos de coda Hpo:

INTRODUCCION

Gases Sustcr.clos voiótUes Metales pesados Sustonclos or¡¡élnlcos no volótaes

• Descrfblr el mecanismo y los síntomas de toxicidad y tratamiento de los siguientes 16nnocos en casos de sobredosis, e indicar sus nombres comerciales: Sollcllotos

Acetomlnotén Antldepres/vos trlcicficos

llPOS DE SUSTANCIAS TOXICAS Gases {mon6xldo de carbono) Productos vol6tiles Etanol Otros alcoholes

Metales pesoclos (plomo) Sustanclos orgónlcas no volátiles Pesflcldos Fórmocos y drogas de abuso Grupo de los ontetom/nos

Gn..po de los borbltuatos Grupo de las benzodloceplnos Cocóno Conoblnoldes

Metodono • Indicar lo dnerencia entre los procedimientos anafiHcos cuanlltaHvos y cuaiHattvos, los métodos de detección y los de canlimación.

, :,

¡, 1' -• 1.:.

• DlscuHr el empleo de las pruebas de revelaclo y los ensayos lnmunolbglcoa como m•lodoa pata deteccl6n toxicológica.

Metocuolono Gn..po de los oplóceos Fenclcldno Propold1ono

ronotloclnas Sobrodolb do tórmocos !;{!II(;IIOIOS 45G

460 , QIJMICA C~ICA

Cuadro 23-1. Sustancias tóxicos que se onolizon con lrecuenclo en elloborotorlo clínico AcetClll'Wlofén Anlldepreslvos tr1cicDcos

PROCEDIMIENTOS ANAUTICOS Comparación de métodos cuanlllaflvos con métodos cuaiWaflvos Métodos de detección Pruebas de revelado y reacciones color1dos Enloyos Mulológlcos Cromotogofio de copo ftna

Métodos conflrmato!los Cromotogofio gos·fiqJdo Cromotogofio de iq\Jdos de alta resolución Cromotogrofio ele goses·espectrometrio ae mosos

RESUMEN

---r-----INTRODUCCION

La toxicología estudia las sustancias venenosas o intoxican· tes, su actividad en el organismo vivo, su detección por métodos de laboratorio y de otro tipo, y las medidas para contrarrestar sus efectos biológicos. Es imposible tratar un campo tan amplio en un solo capítulo de un libro de texto de qufmica clínica, por tanto no se mencionan los campos de toxi· cologfa runbicntal, ocupacional o forense, sino que más bien se enfoca a los servicios de laboratorio que se proporcionan con frecuencia en los medios clfnicos para apoyar el diag· nóstico y tratruniento de pacientes intoxicados, por lo gene· ral en situaciones médicas de urgencia. Se concede importancia a la toxicologfa de laboratorio clínico: identificación. y en cienos casos cuantificación, de sustancias tóxicas en Jos líquidos corporales para proporcionar cuidados de la salud. El laboratorio clínico moderno que proporciona servicios de pruebas toxicológicas ayuda a responder tres preguntas pcninentes para el cuidado del paciente que se sospecha está intoxicado: l. ¿Qué sustancia tóxica, si la hay, está presente en la

muestra que se analiza? 2. ¿La identidad, la concentración de la sustancia o am· bas cosas se relacionan con Jos signos y sfntomas que presenta el paciente? 3. ¿Qué tratamiento debe dársele, si es que lo hay, se· gún las observac ione~ clínicas y de laboratorio? Desde un punto de vista fisiológico es posible afirmar que cuando un individuo ingiere alguna sustancia o queda expuesto a ella en cantidad suficiente, ésta ejerce efectos nocrvos para su salud. Sin embargo, para fines económicos v de otro tipo, el laboratorio de toxicología clínica debe limit.:r !ns .servicios de análisis disponibles a las sustancias que se lnJ\reren c~n más frecuencia o a las que hay más exposición rn el medro ambrente, para dar servicio a la población; y

aplicar mt todos de prueba que produzcan resultados válidos y útiles en el momento oponuno. Para formular un "menú" de servicios de análisis que el laboratorio de toxicología clínica debe poder efectuar, es necesario tomar en cuenta las acciones o intenciones que pro. ducen intoxicación y Jos productos tóxicos más comunes. Las acciones humanas que conducen a episodios de toxicidad se clasifican como intencionales o no intencionales por par- · te de la víctima (paciente). Las no intencionales incluyen aquellos casos en que la víctima no está consciente de Jos efectos, no está consciente de la exposición, se expone sin consentimiento o todos los anteriores, como ocurre entre pacientes pediátricos o geriátricos; las exposiciones en el trabajo, en la industria o ambicntab; u ser vftlima de un intento de homicidio o de asesinato. Las exposiciones intencionales incluyen intentos y tendencias suicidas y uso recreativo de sustancias. Cada sustancia tóxica que se encuentra implicada comúnmente en exposiciones intencionales o no intencionales se describe como representativa de uno de los seis tipos de venenos: gases, sustancias volátiles, corrosivos, metales, no metales y productos orgánicos n¡¡ volátiles. Las sustancias tóxicas que se analizan más a menudo en el laboratorio de clínica, según su clase y los tipos de exposición más fre. cuente, se indican en el cuadro 23·1. En él se mencionan cuatro de las seis clases. La exposición a productos corrosi: vos, como ácidos y bases fuenes (p. ej., sustancias para la limpieza del hogar) ocurre en forma de accidentes, homicidios, suicidios o casos pediátricos, pero el laboratorio clfnieo generalmente no panicipa de manera directa en el diagnósti: co o tratamiento. Los no metales como boro y Jos halógenos (flúor, cloro o bromo) tambitn se ven implicados en episodios tóxico< . pero con poca frecuencia en la mayorra de los casos clínicos, por lo cual las pruebas para su detección re· su!tan poco prácticas. Por supuesto, cada clase está constituí· da por una gran variedad de sustancias potencialmente tóxi· cas. Aquí sólo se discutirán las sustancias que se mencionan en el cuadro 23-1, que cumplen con los criterios para sustancias tóxicas de uso frecuente que el laboratorio clínico debe estar preparado para analizar en forma precisa y oponuna. Para cada una de esas sustancias se indica, cuando es aplica~­ ble, su prevalencia, Jos mecanismos de toxicidad y las observaciones asociadas de laboratorio, la recolección y manejo de muestras y los principios de los métodos comunes de análisis, además de una descripción del tratamiento.

------TIPOS DE SUSTANCIAS TOXICAS

GASES (MONOXIDO DE CARBONO) El monóxido de carbono (CO) es un gas incoloro, inodoro e insípido que se produce por la combustión incompleta de materia orgánica. Las fuentes atmosféricas que en general producen intoxicación incluyen escapes de automóviles, sis· temas de calefacción de gas sin ventilación adecuada e in· cendios. Una fuente hastante frecuente de CO en el trabajo

Sustancia

T¡po

Exposicitln gsnerol

Monóxido de ca !bono

Gases

U, S

Etanol

Volátiles

A

Ot10s alcoholes

Volátües

U, A

Plorro

Metales

U, O. 1'

Pesticidas Organotostatos Carbamatos

Productos orgánicos no vclálilcs

U, O, P

Fármacos y drogas de abuso Anfetamin as

Productos orgánicos no vctálilos

A, S

Productos orgánicos no vclátiles

U, P. S

~-~

Met3ñol- -

lsopropanol

Eblenglicol

Barbituratos' Benzodiacepinas• Opiáceos'

Cocalna - - - fenciclidina

Canabinoides·~· -

---

Propoxiteno·

FenoUacinas' Metacualona Sobredosis de fármacos terapéuticos Saliolatos . Acetaminofén

Antidepresivcs U= no inlencional; S= suicida; R"' recreativa; O • ocupacional; P .. pedi3trica. •También pueden cladi::arse como sobredosis de lármac~ tefapCutlcos.

es el diclormetano (removedor de pintura) que se usa para cambiar el acabado de Jos muebles; cuando se inhalan, los vapores de esta sustancia se transforman a CO en el organismo. El CO tiene una afinidad 210 veces más alta hacia la molécula de hemoglobina que la del oxígeno. Cuando se expone al CO. la cxihemoglobina se transforma en carboxihemoglobina, por lo que el apene de oxígeno a Jos tejidos se ttduce, lo que da lugar a hipoxia y anoxia. En 1980 las exposiciones al CO produjeron más de 3 800 muertes en Estados Unidos, que representa la tercera parte de todos Jns falte· cimientos por intoxicación.1 En el mismo periodo, 40'7r de los suicidios se llevaron a cabo por intoxicación por monóxido de carbono.2 El CO se produce normalmente en el organismo en pequeñas cantidades durante el catabolismo del hem. Esta fuente endógena más las fuentes ambientales comunes que incluyen humo de cigarrillo y escapes automotrices. hacen que los niveles de carboxihemoglobina en sangre vayan des· de menos de 1'k de hemoglobina tO(a1 en personas no fuma· doras que viven en el campo, hasta 5'if o más en personas que fuman v viven en la ciudad. A niveles relativos de 10 a 20% de car'boxihemoglobina, se observan síntomas de falta de aliento, dolor de cabeza y mareos, que progresan a irrita-

bilidad, confusión e incapacidad para pensar juiciosamente a niveles de 40 a 50'1, y coma, fallo respiratorio y muene cuando Jos niveles de carboxihcmoglobina alcanzan de 70 a 80'if de la concentración de hemoglobina total. 3 Durante Jos meses de invierno, cuando se utilizo la cale· fac ción, al determinar la concentración de carhoxihemoglo· bina en la sangre de pacientes que se presentan a la sala de urgencias con quejas de dolor de cabeza )' marco se dcscu· bren varios casos de exposición insu~pcc had:r al CO. e~pc · cialmcnte cuando otras persona> que habitan con cllu> pre sentan los mismos síntomas.' En e) laboratorio el CQ >C deiCIIIIÍIIa Cll >:III¡IIC Clltelll como carboxihcmoglohina, y Jos rc>rrlt:ulu, ' e c~pr c,.m como porcentaje de hemogluhina total. l.1" )II IIICI)III" 1lr análisis dependen de diferencia' en lo' dcct1" 1h' ah,ur ~ lílll de las cuatro especies de he mo~ lohi na romum'' 11111' •e 1'11 cuentran en la sangre (l)UC >tlll uxihenw¡•luhina. hl'llllll'luhr na reducida, mcthcmoglobina y carhoxihcnllltJh•hnm). La muestra de elccci(m para dctcnnin:u cmhliArhcntt• globina es sangre entera, anticn:r~ u l:nla ron lu:p:ur1111 11 EDTA. Los métodos manuales que 'e emplean. 1'1>11 frr• ru·n cia utilizan las diferencias espectrales de di\'Crm c•J>ri'IC' de hemoglobina y se basan en el método de Tim y l'icr~ck,' en el cual un hemolisado de sangre ent(•:• se traw con lnclw-

462 • QUIMICA CUNICA

TOXICOlOGtA 23 • ol63

0.5

0.3

0.1

o

560

500 480 nm

Flg. 23·1. Espectro de absorbancia de la calboxihemoglobina (CO. Hb) Y hemoglobina reducida (HHb). En el método CO.Hb de Tietz y Fioredt so efectúan determinaciones a 555 nm en donde las dos especies p!OSantan absorbancias sirrilares y a 54t rvn en donde fa CO. Hb tiene mayor obsolbanda.

-

-

-

RHb

- - - 01-lb

-COHb - --

sulfito de SCKiio (dlllnnll•). 1!.\tc tlflhno reduce la oxlherno¡Jobina y la rnethemogloblna (lt'rO no reacciona con la carboxihemoglobina por lo cual en la muestra sólo queda carboxihemoglobina y hemoaJobina rtducid11. Esw dos especies tienen absorboncies simiJaru a longitud de onda de 555 nm, pero b carboxihemoglobina Jiene mayor absorbancia que la hemoglobina reducido a 541 nrn (fig. 23-1). La absorbancia del hemolisado se determina a csw dos longitudes de onda y la relactón (As.~ riA¡¡¡) presenta una relación lineal con respcc.. to a la concentración relativa de carboxihemoglobina. Para obtener con rapidez los resultados, en el medio médico de urgencias se utilizan instrumentos que funcionan se- gún los principios que se relacionan con los distintos espcc. Iros dt l~s especies de hemoglobina. Un instrumento de cs~c tipo_ es el Co-oxfmetro IL 482 (lnstrumentation Laboratories, Lexrngton MA). El IL 482 toma determinaciones espectrofotométricas directas a cuatro longitudes de onda (fig. 23-2) y calcula el porcentaje de carboxihemoglobina; el porcentaje de oxihemoglobina y hemoglobina total se calculan mediaote una serie de ecuaciones. Se demostró que los resultados que se obtienen con el IL 482 setcorrelacionan bien con el Jllétodo manual descrito antes.6 El primer Pa5o para ír.ilar la intoxicación por CO es rtlirar al paciente del sitio de exposición. La vida media delCO (tiempo que se requiere para reducir la concentración sanguínea a 50%) en los adultos que respiran aire atmosférico

.¡:¡ :~ :o

:g:

:~

:"'

MetHb

0.1

500

LONGITUD DE ONDA (nm)

600

Flg. 23-2. Espectros de absoJbancia de oxihemoglobina (0 Hb), hemoglobina reducida (RHb), calboxilemoglobina (COHb) y melh~ na (MaiHb). Empleando ef Co-oximetro modelo 482 de lnstrumenlalion Laboratorias (ll) sa efectuaron determinaciones en sangre entera dllf da a 535, 585, 594 Y626 nm. A continuación, las cuatro absorbancias se multiplicaron por una ' malli2 de coefiCientes• para determinar Jas COl' cen~es relativas de O Hb, COHb y MetHb. (Tomado de ll482 Co-Oximeter, lnstrumenlation Laboratories Lexinglon MA Reproducilb

con autonzaclón.)

•

·

aproximadamente de 5 horas. Puede reducirse a 80 minuadministrando oxfgeno a 100% a presión atmosférica a ni~el del mar y reducirse aún más administrando oxígeno puro a mayor presión, como se hace en las cámaras hiperbáricas.l Este último procedimiento conlleva cienos riesgos; en general sólo se emplea para casos graves y en centros médicos bien equipados que disponen de cstM cámaras. Generalmente se realizan determinaciones adicionales de carboxihemoglobina para vigilar el tratamiento. La exposición al CO es una afección tóxica frecuente que es necesario rttonocer y tratar oportunamente, con ayuda de una serie de pruebas de laboratorio. En estos casos el paciente se recupera sin complicaciones, a menos que se haya producido daño cerebral durante una exposición prolongada t$

105

PRODUCTOS VOLATILES Etcnol El etanol es una de las sustancias tóxicas que se obtiene con más facilidad y una de las más mortales. Se estima que de 100 a 150 millones de norteamericanos consumen alcohol y ¡o millones de ellos tienen afecciones que van desde abuso basta adicción.~ La mitad de todas las muertes violentas (homicidios, accidentes y suicidios) se relacionan con alcoholismo agudo o crónico.1 El etanol se absorbe con facilidad a través de la mucosa gástrica e intestinal y alcanza niveles máximos en sangre aproximadamente una hora después de la ingestión. Una pequeña cantidad del etanol que se ingiere se excreta sin modificaciones en los pulmones y los riñones. La mayor parte de la dosis ingerida se metaboliza, principalmente en el hfgado. El etanol primero se deshidrata a acetaldehído mediante la oeshidrogenasa alcohólica. El acetaldehido se deshidrata más hasta ácido acético. El ácido acético penetra en forma de acetilcoenzima A al ciclo de Krebs. Los bien conocidos efectos tóxicos de la ingestión de alcohol al parecer se deben ·--a los efectos del acetaldehído en el sistema nervioso. Cuando el adulto promedio ingiere de tres a cinco tragos !el "trago" se define como una onza de whiskey (de 80 grados proof o 40% de etanol), 4 onzas de vino de mesa (de 25 grados proof) o 12 onzas de cerveza (4 grados proof)] sus concentraciones séricas de etanol alcanzan niveles de 50 a 100 mg/1 00 mi. En muchos estados la concentración sanguínea de 0.1 g/100 mi (100 rng/100 mi) M: define por ley como un estado demasiado intoxicado para manejar un vehículo motorizado. Este nivel sanguíneo generalmente se caracteriza por euforia y pérdida de las inhibiciones sociales normales. En general las concentraciones sanguíneas de 200 a 300 mg/100 mi se manifiestan como exageración del estado de ánimo, dicción poco clara, apatía, desorientación y pérdida de la coordinación. El coma y la mucne se presentan a nivel~ de 400 a 500 mg/100 mi aunque se observa gran variabilidad biológica entre Jos diversos individuos con respecto a ts(;¡s correlaciones clínicas.8 Pueden utilizarse muestras de sangre entera o plnsrna anticoagulado con Ouoruro de sodin. suern. urina n snlivn Para determinar el etanol. Si se utili1a >rm ~ rc. el ~ itiu de (llln·

ción venosa debe limpiarse con un desinfectante que no contenga algún tipo de alcohoL Las concentraciones de etanol en suero, plasma y saliva son aproximadamente 20% más altas que las de la sangre entera. Las muestras deben analizarse de inmediato o mantenerse tapadas y refrigeradas hasta que se efectúe la prueba. Los dos m~todos cuantitativos más frecuentes para analizar etanol son cror¡tatograffa gas-líquido (CGL) y análisis enzimático utilizando el reactivo deshidrogeiimalcohólica (ADH). Los principios generales de la cromatograffa gas-líquido se describen en la última sección de este capítulo. Como este método no sólo se emplea para determinar etanol sino también para separar y cuantificar otros produclos volátiles de bajo peso molecular, incluyendo metano!, acetona e isopropanol, se describe en la siguiente sección. La reacción con ADH que se describió con anlerioridad para el metabolismo del etanol tambi~n forma parte tlcl m~ · todo químico que se emplea con mayor frecucncin Jlllrn de· terminar etanol en suero o en un filtrnd o de sangre cntw• con ácido tricloroacético:

CH,CH,OH + NAD' ~ . CH¡CHO + NA DII

1

11 '

El reactivo AOH de la levadura cataliza la deshidrogennción de etanol a acetaldehido y la reducción simult:inen de NAO' a NADH. El incremento de absorbancia a 340 nm ni formnr· se NADH es directamente proporcional a In concentración de etanol en la muestra. Esta reacción es selectiva pero no es del todo específica para el etanol. El isopropanol se deshidrogena frente al ADH a razón de aproximadamente 35% con respecto a la velocidad del etanol, y el etilenglicol a razón de alrededor de JO%. La actividad del ADH sobre el metano(, en especial en presencia del sustrato de preferencia, que es etanol, es despreciable. En ausencia de ooos alcoholes de bajo peso molecular el método se considera relativamente específico para el etanoL El método de ADH se ha adaptado para utilizarse en analizadores químicos automatizados, incluyendo el ACA de DuPont (DuPont Company, Wilmington DE). La vida media de eliminación del etanol es de 2 a 14 horas y el mejor tratamiento es el reposo y medidas de apoyo para controlar los posibles síntomas cardiovasculares y respiratorios_to

Otros alcoholes

Otros alcoholes de bajo peso molecular que ocasionalmente producen episodios de toxicidad aguda, incluyen metano!, isopropanol y etilenglicol. El metano), o alcohol de madera, se utiliza con frecuencia como disolvente industrial en pintu· ras. El isopropanol suele venderse como alcohol para frotar y el etilenglicol se utiliza como anticongelante en los siste· mas de enfriamiento de los automóviles. En general la ingestión de estos compuestos se lleva a cabo de manera inadvertida o los alcohólicos los ingieren como sustituto del etanol, ya c1ue en In ct:1(13 inicial producen un erecto parecido a la intoxicución por ctnnnl. O~n,iunnlrncnte los niños ingieren cti lrn~ lko ltlehJ.Iu n Hr ~utuu tlukc.

TOXICOlOGIA 23 •

El metano! se metaboliza a fom1aldchfdo y ácido fónni· co siguiendo una vía metabólica análoga a la del etanol. Estos metabolitos quizás produzcan los sfntomas tóxicos, que incluyen náusea y dolor de cabeza, que progresan a convulsiones y coma, asf como visión borrosa que puede llegnr a ceguera temporal o permanente. Las observaciones de laboratorio asociadas son acidosis metabólica grave (bajo pH y COz total sumnrnente bajo, con reducción del pC01 a mane·ra de compensación) con incremento de la brecha de aniones debido al formato que se produce. Puede producirse la muerle con la ingestión de tan sólo 10 a 30 mililitros. El isopropanol se metaboliza a acetona, produce cetosis y d~ prueba positiva con la tableta de nitroprusialo (p. ej., Acetest, Miles, Jnc., Elkhart IN) en suero y en orina, pero sin acidosis metabólica notable. Las observaciones clínicas rcla· cionadas son hipotermia. hipotensión, complicaciones cardiovasculares y coma. Se considera que las dosis de 240 mi son monales. Se han reportado varios casos de toxicidad aguda por fricción excesiva o baños de esponja con isopropanol.8 Como ocurre con el metano!, los principales productos de descomposición del etilcnglicol (ácido fórmico y ácido oxálico) producen una acidosis metabólica con considerable - ---brecha de aniones, acompañada con frecuencia de aparición de cristales de oxalato en orina. Se considera que la dosis oral de 100 mi casi siempre es fatal. Las secuelas tóxicas incluyen depresión del sistema nervioso central, hipertensión e insuficiencia renal. El método de ADH descrito antes para determinar etanol en los líquidos del organismo no es apropiado para medir otros alcoholes, ya que el ADH tiene menor afinidad hacia ciertas moléculas (véase la discusión anterior). El metano! y el isopropanol. lo mismo que el etanol, pueden medirse bien con cromatograffa gas-lfquido. Como estas sustancias se volatilizan a temperaturas inferiores al punto de ebullición del agua. se inyecta directamente suero y orina a la columna de crom ato~ra ffa gas-lfquidu a temperatura relativamente baja, de apru~im:ulnr11cnlc HO n S5''C. No es necesario obtener un derivado qu fm i~o de l:t mueMra ni efectuar extracción y se logta una buenn srpurncilln ck mctnnnl, etanol, isoprop:mol )' t~cc tonn (lln mclnholiwtll'l isopropanol). En la figura 23-3 ~e mucMtn un ' ltiiiHtlnpnmn rarnctcrfltico de ~~~~ranc ias voMtlln r 11 ~ll'' ' "· ool•lrnlrlu 1"'' ~ ltllll ntup,raffa ijill·lfquido con th•tn t111 •h' hlltl''" 11\n tlt• llitlllil. '-'" pmduCIOI volátiles de 111111111111 111.o ,¡, '.! "'''' ul.t '' hltntrfro•rm ¡Mtr MI' tiempos de reto 11• h•ll 111 111 1"""1111•1 •Ir llllllmll•lltllffn ca>·lfquido, qne ~e '''' "!'•""''' "111111 llt''"l"'' tlt' r c1 c11d~n rlc cMdndarcs ••uláti· 1t ' !'""'' 1 ,1\ ~ti\HIIlt "" o¡nr ~r hlcnlifi~nn ~e cunntilic:m •""'1' uolhloo "" ~''''" h.r ju "" milx rniiJ> tle In IUst:m~in prol•l•n••• •••n 11" ~"''" •Ir "" m~m11us tk ntrtrulnr c~ cuya cun""""' hru •• 1"n" e Sr "''JUicrc 1111 Integrador para medir l•1 ~~~ '" rlr ¡,,, """"""'· t 'rmntlu no se dispone de e>tc apa" ''"· l u1 "'""' lltt.tdullt' rlr' '"' !U\tnncins vol:ltilcs oc los 1'"'''" '""' r rk trrnlllllm \IIIIIJl.IWndo las ~lturas oc los m:\'"""' •lrl¡•tt•lth•llla ( 1111 In' 1lc tl1411dntcs, aum¡uc esto nu es 11111\11111 h • l',uh lltt•juull la 1'\IIClltud y prccbión de la determina' it\11 •le Ml\tn11cr." 1ul~tilcl JlOr crom:llograrra gas-líquido, 1c IIIIKlllit'lllr lul lll ~ ttxlo s dcl~ritos. y se usa n-propano! como C\t ~ mlar i11tcrno. Se diluyen los a~cntes problema y los es-

ulrulatcs vuldiilrs t'OII el cst:lndnr interno, que es una sustan. El etilenglicol es un alcohol dihídrico no volátil por decia poco empleada y que cn.\i nunca se encuentra en las finición, ya que su punto de ebullición (197•C) es muy supemuestras de p~cientcs. t:l rntlximo del n-propano! tiene un rior al del agua. En discusiones de toxicología cJ_fnrca, ge_neliempo de rctendón más prolongado que el de otras sustan; ralmente se clasifica con el grupo de las s~stancras voláules cins volátiles, corno~ observo en la ligura 23-3. La relación porque existen similitudes entre el etllenghcol y los.alcohodel área dclrntlximo o lo altura del máximo del problema se les monohfdricos en términos de sín~omas y tratamtento de compara con In del n-propano!. De manera similar, se deter-' la toxicidad. Por ser no vol:lul, el eulenghcol no puede deminan las relaciones cntn: las áreas de los máximos mediante terminarse pouromatograf~gas-líquido en muestras no tra· tadas en las condiciones descritas con anterioridad. Los mé· las alturas de los estándares volátiles y la del estándar de n-propanal. A continuación se obtienen las concentraciones de lo$ ·.· -- todos de cromatografía gas-lfquido ~ue se empl_ean p~a etilenglicol, utilizan la reacción del mtsmo _con áctdo ferulproductos volátiles en el problema al comparar la relación en~­ borónico para formar un éster de fenilboronato, el cual pueéste y el estándar interno con la relación entre el estándar voláde medirse por cromatografía gas-líquido,13 o el etilenglicol til y el estándar interno. Este método pcnnite detectar y cuanti."-- . ·se oxida a metano! con ácido pcryódico, y el metano! produ· fte:~r sustMcia.s volótiles a conccntmcioncs de 5 a 400 mg/100 mi . - cido se analiza por cromatografía gas-líquido. Un mét~o rácon precisión de± 3% (una desviación estándar). pido para detectar etilenglicol en sue~o se basa en la m_terfeUn má~imo de metano! en el cromatograma se confirma rencia del e11lenghcol con los rnetodos de tnghcendos con una prueba positiva de color :leido cromotrópico. En séricos en los que se utiliza como enzima reactiva la deshieste método calorimétrico cualitativo, el metano! se o~ida a drogeoasa de glicerol (p. ej., en el ACA de DuPont).: formaldehfdo con permanganato. A continuación el ácido cromotrópico (:leido 4,5-dihidro~inaftalén- 2,7-disulfónieo), que es específico para el formaldehido, se añade para desaTriglicéridos ~ glicerol + ácidos grasos rrollar un color púrpura. Esta prueba no produce color con otros alcoholes. 14 Glicerol+ NAD+

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tratamiento es evitar que se metabolice el alcohol y facilitar su eliminación del organismo. El tratamiento se basa en que la ADH prefiere como sustrato el etanol. Se administra al paciente por vfa intravenosa y se le somete a diálisis o se le da tratnrniento con agentes diuréticos; el etanol satura los sitios de enlace de la ADH y la diálisis o diuresis elimina los otros alcoholes antes de que el metabolismo dé lugar a productos tóxicos. Desde el puntó de vista clfnico es importante que el laboratorio distinga con precisión el etanol de los otros alcoholes, y también que diferencie estos últimos. La cromatografia gas-líquido es un método confiable para este fin cuando se dispone de un buen instrumento y un técnico experimentado, aunque esto no siempre es posible en casos de urgencia. La presencia de sustancias volátiles siempre debe confirmarse mediante la correlación de los resultados de laboratorio, como se indica en el cuadro 23-2. La brecha osmolal, u osmolalidad delta, es la diferencia entre la osmolalidad que se mide en suero, y la que se determina con el osmómetro de punto de fusión, y la osrnolnlidad que se calcula para el suero. Se determina mediante una fónnula que se basa en la conccn1ración de las sustancias problema, que en cs1ado normal son las principales contribuyentes a la osmolalidad sérica, es decir, electrólitos, glucosa y nitrógeno ureico sanguíneo (BUN):

dihidroxicetona + NADH

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El etilenglicol en suero ocasiona interferencia positiva con el método. porque los glicoles y el glicerol efectúan la segunda reacción descrita antes. Al tratar el suero del pacten· te con lipasa y cinasa de glicerol se eliminan de manera eficaz los triglicéridos endógenos y el glicerol, pero no el elllenglicol. El suero tratado de esta manera se anahza en el 4 _ ACA para estimar la concentración de etilenglico1.' La presencia de alcoholes en los líquidos del ~rgamsmo es una observación anormal que requiere de atenctón médt· ca. Mientras que la sobredosis de etanol en general s_ólo re· quiere de tratamiento de apoyo u observacrón, los eprsodros de toxicidad con metano!, isopropanol o eulcnghcol hacen necesario un lratamiento más agresivo. Estos alcoholes son relativnrncnte poco tóxicos; los efectos de intoxicación que producen se deben a sus metabolitos y las afecciones que éstos producen (p. ej., acidosis metabólica). La AD~ metaboliza todos estos alcoholes a diversas tasas. El objetrvo del

glucosa BUN Osmolalidad calculada =1.86 Na• + - 1- - +2.8 8 La osmolalidad calculada se basa en las contribuciones a la osmolalidad !érica de estas sustancias problema únicamente y la osmolalidad medida se basa en las cootribuciones al abatimiento del punto de congelación de todas las panículas en suero. La brecha osmolal normal generalmente es de O a 1OmOsm!kg de H20. Los alcoholes, cuando están presentes con!ribuyen significalivnrncnte al incremento de la osm~lalidad y a ellos se debe que la osmolalidad sérica sea bastante más alta que la osmolalidad calculada. Esta diferencia entre la osmolalidad que se mide y la que se calcula ~e observa siempre que hay alcohol en suero. !~1 dctcnninacit\n de una amplia brecha osmolal no pcrmirc dirmncinr los tipos de alcoholes pero siempre se detecta cu~ ndo hay 11110 n más alcoholes en suero. 16

Cuadro 23-2. Correloclones de toxicidad del etanol con ollos alcoholes en et tobofotorlo crrnlco

Alcohol

Brecha osmolllr

AcidoSis metabólica con brecha de aniones

Aceronaen suero

Metano!

+

o

Etanol

o

o

Etilenglicol

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+

aumcnla o es anonnal; O:::- negativo o sin cambio.

+

o

Pruoblt crornolrdplca de~ddo

o o

lsopropanot Flg. 23-3. Cromatograma gas-liquido de sustancias volableS en suero, empleando n-propano! como estándar inlemo y detector de ionización de llama. l os numeres por encima de los picos son tos 1ieRI' pos de retención.

OJWiatosen orina

o

466 • QUIMICA CUNICA TOXJCOLOGIA 23 • 467

METALES PESADOS (PLOMO) El saturnismo o intoxicación por plomo, es un problema para la salud en las civilizaciones "avanzadas" desde la antigüedad. En el Imperio Romano la exposición ambiental al plomo se debió a las cañerías, al uso de utensilios de cerámica para cocer y consumir alimentos y para la fabricación de vino. En tiempos modernos, la principal fuente de exposición al plomo, especialmente para Jos niños, son las pinturas con base de este metal. La concentración de plomo con frecuencia excede 40% en pinturas para el hogar fabricadas antes de 1978. A partir de esa fecha el contenido de plomo se restringió por ley en los Estados Unidos a no más de 0.06%, pero se estima que 27 millones de hogares en ese país están aún contaminados cori pinturas con alto contenido de plomo. Los niños que habitan en casas deterioradas y pertenecen a familias de escasos r~cursos, ingieren pedazos de pintura o polvo de pinturas que contienen plomo, y también los que viven en casas que se están remodclando. En 1980 se estimó que aproximadamente 4% de los niños (675 000 niños) me· nores de cino años de edad tenían concentraciones de plomo en sangre de 30 llg/100 mi o más; entre los niños de raza negra de familias urbanas de bajos recursos, la prevalencia de esta concentración excede 18%.11 Otras fuentes de exposición en el trabajo, la industria y el ambiente, inchiyen fundiciones de plomo, fabricación y reciclado de acumuladores, demolición y tetraetilo de plomo del escape de los motores automotrices que emplean gasolina con plomo. La reducción importante del uso de gasolina con plomo en la última década ha logrado cierta reducción en el nivel de plomo promedio en sangre entre la población en general. El poh·o de plomo llega al hogar proveniente del sitio de trabajo adherido a la piel, el cabello y la ropa. Los niños cuyos padres trabajan con plomo o viven cerca de sitios in· dustriales relacionados con él, corren mayor riesgo de intoxicación por este metal.~ 18 En general, los niños tienen más riesgo de intoxicación por plomo en un medio en que existe este metal que los adultos, por diversos motivos fi siológicos. Se estima que la absorción general del plomo ingerido es de 8% en adultos y hasta de 40% en niños; el hecho de que gateen y a su componamiento exploratorio natural, que en ocasiones se combina con pica (ingestión habitual de materiales no comestibles, como pedazos de pintura y tierra), incrementan la cantidad de plomo que ingieren. Noventa por ciento del plomo que se ingiere, se absorbe o llega a la sangre por algún otro proceso \p. ej., inhalación o penetración cutánea) se transfiere a los huesos. La tasa más alta de recambio óseo en los niños hace que el plomo sea más accesible a la sangre y los tejidos blan· dos. Los niveles bajos de calcio y el incremento de la producción de vitamina D debido a la exposición solar aumentan la liberación de plomo de los huesos. Estas relaciones ayudan a explicar el incremento en el número de niños con mala nutrición que presentan síntomas de intoxicación por plomo durante el verano.• Ca.~i todas las manifestaciones de la toxicidad por plo~o se r elacionan con sus efectos en los eritrocitos, el aparato drgcstrvo, nñones y el sistema nerVioso central y periférico. Los primeros signos de toxicidad por plomo en niños son c:unbros de conrpon:uniento, como disminución del margen

de atención, irritabilidad, hiperactividad y problemas de aprendizaje. ~os síntomas son bastante generales e incluyen pérdida del apetito, náusea, debilidad muscular, fatiga, palidez y dolor de cabeza. Los efectos más graves de la exposición crónica al plomo son daños permanentes al sistema nervioso central, anemia grave y enfermedades renales. La encefalopatía por plomo suele relacionarse con concentraciones de plomo en sangre de lOO llg/100 mi o mayores-y--constituye una urgencia médica aguda que requiere de trata: miento agresivo.!6 El cuadro hematológico de intoxicación por plomo incluye incremento del recuento de reticulocitos y basófilos punteados en los eritrocitos. Los efectos tóxicos del plomo se deben a que inhibe en forma no competitiva diversos sistemas enzimáticos. Dichos efectos sobre la síntesis de hem y la anemia resultante se relacionan directamente con los métodos de diagnóstico del laboratorio clínico. El plomo inhibe la actividad de varias enzimas de la vía de biosíntesis del hem, incluyendo la deshidrasa y la ferroquelatasa del ácido aminolevulínico delta (ALA) (fig. 23-4). Los sustratos de estas enzimas, ALA y protoporfrrina IX, se acumulan en los eritrocitos.'Cuando la ferroquclatasa se inhibe o no hay hierro disponible, el exceso de protoporfirina IX se combina con el zinc del eritrocito y produce protoporfirina de zinc (ZPP). Las altas concentraciones de ALA en orina se correlacionan con la toxicidad por plomo y se emplean para detectar la exposición a este metal. Más recientemente se han utilizado análisis para detectar incrementos de la concentración de ZPP en los eritrocitos como la hematofiuorimctría. Esta prueba se basa en la autofluorescencia del eritrocito ZPP en células intactas, el cual se mide mediante hematofiuorímetro portátil de escritorio.'9La prueba puede llevarse a cabo en diversos sitios, no requiere de personal especializado y sólo se necesitan unas cuantas gotas de sangre capilar. Los resultados de 35 11g ZPP/1 00 mi de sangre entera se consideran altos. Es necesario llevar a cabo otras pruebas para diferenciar la toxicidad por plomo · de la deficiencia de hierro, ya que la ZPP se eleva en ambas afecciones. La concentración de ZPP de 35 llg/100 mi en eritrocitos se correlaciona aproximadamente con una concentración de plomo en sangre de 251!g/100 mi. Hasta 1991 se consideró que 251!g/IOO mi era el nivel de plomo que in· dicaba toxicidad y la prueba más empleada de detección fue la de ZPP. En las guías más recientes de los Centers for Disease Control se redujo el nivel de plomo en sangre que indica toxicidad de 25 a JO 11g1100 mi. La prueba de ZPP no es sufi· cicntemente sensible para emplearse para detectar niveles de plomo inferiores a 25 ¡¡g/100 mi, por lo que ya no se recomienda como prueba de detección.'! Debido a la incidencia relativamente alta y a la amplia distribución de la intoxicación por plomo entre la población pediátrica, los programas de salud pública pedi:ltrica actual· mente recomiendan que se analice a todos los niños menores de seis años por Jo menos una vez al año. dando mayor pri
~ r-:~ 6-ácido amínolevulíníco delta (ALA)

j -·~ Porfobitinógeno (PBG)

-·~-¡ ' \ Uroporfirinógeno (UPG)t

.=::.' ::.= Uroportirlnógeno (UPG)III

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Coproporfirinógeno 1

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Heme Flg_ 23-4. Vías de síntesis de hem. Et plomo inhibe la deShidrasa de ácido ~eYI.IIinico y ta lerroquetatasa (nschas), 10 que produce acu· mutaQón de ALA y protoporfírina IX fluorescente en eritrocitos. Esta última se combina con me y forma protoporfima de me, la cual se determila por hematofluorimetria.

Los métodos para detectar plomo en sangre no son prácticos como pruebas de detección o de campo, ya que son más complejos, requieren de personal entrenado y equipo especializado y las muestras se contaminan con facilidad con fuentes exógenas de plomo durante la recolección y la prueba. La muestra que se requiere es sangre entera venosa amicoagulada en un recipiente de vidrio libre de plomo. Sin cm· bargo, como la determinación de plomo en sangre resulta poco práctica como prueba de detección y hay diversas dificultades asociadas a la punción venosa en niños pequeños, el descenso del nivel de riesgo a 10 11g/JOO mi ha conducido a buscar nuevas pruebas de detección que sean más sensibles y específicas. Las determinaciones de plomo en sangre entera generalmente se llevan a cabo por espectrofotometría de absorción atómica ..sin flama" o vohametría de denudación anódica. En la espectrofotomctría de absorción atómica se utilizan átomos activados que absorben luz. Cada especie atómica o demento es capaz de absorber luz en una banda bastante angosta del espectro, que corresponde a la línea espectral especifica de dicho elemento. En el espectrómetro de ab;orción atómica se utiliza una lámpara de cátodo hueco con un fi la· memo del material que se va a analizar (en este caso, plo· rno), para producir luz de una longitud de onda que corres·

ponda al espectro de línea del plomo en la muestra. Los métodos estándar de espectrometrfa de absorción atómica se modifican para realizar determinaciones de plomo en sangre, con el fin de incrementar la sensibilidad y precisión del aná· lisis. La figura 23-5 es un diagrama funcional de un espec· trómetro de absorción atómica como los que se utilizan para determinación de plomo en sangre. La muestra se coloca en una varilla de carbón u "horno de grafito" que se ubica en el interior del instrumento, de manera que la luz de la lámpara de cátodo htleco lo atraviese. En la parte media del horno hay una abertura a través de la cual se pipetea al horno una muestra previamente tratada de 1 a 100 11L de volumen. Se hace pasar una corriente eltctrica a través del horno, la cual seca, carboniza y finalmente atomiza la muestra a un nivel de energía en el que los átomos de plomo son capaces de absorber la longitud de onda específica de luz de la lámpara de cátodo hueco. . Cuando la luz de la lámpara de cátodo hueco atravresa la muesua atomizada en el horno, los átomos de plomo de la misma absorben la luz emitida. La luz que no se absorbe atraviesa el horno y choca contra el detector. La diferencra entre la cantidad de luz específica que sale de la lámpara de cátodo hueco y la cantidad que choca contra el detector es proporcional a la concentración de plomo en la muestra.

TOJOCOLOGIA 23 • ~

LAmpara de cátodo hueco

Nube de electrones

Monocromador

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De lector

1

Horno de grafila {alorrizador de varilla de carbón)

Flg. 23·5. Principio de la espec!romelrfa de absorción atómica sin flama empleando un horno de grafito para determinar plomo en sangre.

En la voltamelrfa de denudado anódico, el método de prueba consiste en poner el metal (p. ej., plomo) en solución en contacto con un electrodo de mercurio que consta de una delgada película de mercurio sobre una superficie inene. Este electrodo se introduce en la solución problema y en la solución estándar a un potencial eléctrico negativo, lo que hace que el mela) de la solución recubra el mercurio del electrodo. Después del recubrimiento, el potencial del elec· trodo se cambia a positivo o anódico. Cuando se alcanza el potencial en el que el metal se "denuda" del ánodo y pasa de nuevo a la solución, se detecta una corriente en dicha solución. El voltaje en el cual se detecta la corriente es caracte· ríslico del plomo y la tasa del flujo de corriente se relaciona con la concentración del plomo en solución. Este método permite medir diversos me1ales y es rápido, sencillo y repro· ducible. 20 Para tratar a los pacientes intoxicados por plomo es ne· cesario separarlos de la fuente de dicho metal y administrar· les uno o más agentes quelantes, según los síntomas y la concentración de este metal en sangre. l6 Los agemes queJan. tes incluyen anti-lewisita británica (BAL) y EDTA cálcico (Ca-EDTA). Estos agentes actúan combinándose con el plo· mo del liquido extracelular (ambos) y del lfquido intracelular (únicamente el BAL). Si se usan juntos, extraen el plomo de los tejidos blandos, se combinan con él en el líquido extracelular y favorecen la excreción a la orina y la bilis (p. ej., a través del aparato digestivo). Los agentes quelantes son tóxicos en sí y es necesario administrarlos bajo cuidadosa vigilancia médica. La terapia de quelación se vigila mediante determinaciones de plomo en orina por alguno de los métodos descritos antes.

SUSTANCIAS ORGANICAS NO VOLATILES Pesllcldos

Los pesticidas son compuestos que se ulilizan para matar determinados animales o "plagas", como insectos y roedores, y son tó~icos no sólo para estos organismos, sino tarn· bi6n para los seres humanos. Las exposiciones tóxicas en general producen into~icación aguda en personas que utilizan pesticidas para el fin correcto pero sin el cuidado necesario y los casos pediátricos se deben a ingestión no intencion~l. En Estados Unidos se estima que las mucnes por exposición a

pesticidas son 1 por cada 1.5 millones de personas y los episodios tóxicos de tipo agudo que reciben tratamiento con éxito son aproximadamente 1 por cada 150 000.8 Los organofosfatos y los carbamatos son los principales grupos de pesticidas que actualmente se utilizan y juntos ocasionan cerca de la mitad de las intoxicaciones por pesticidas que se observan en el medio clínico. • Los pesticidas actúan inhibiendo la actividad de la esterasa de acetilcolina, enzima que neutraliza la acctilcolina en las terminales nerviosas y uniones neuromuscularcs. Cuando los pesticidas inhiben la csterasa de acctilcolina, se acumula acetilcolina en la unión neuromuscular y provoca diversos síntomas que en general se relacionan con la estimulación del músculo liso y la inhibición del músculo esquelético. Estos incluyen vómito, diarrea, frecuencia cardiaca más lenta, micción y defecación involuntaria, debilidad del músculo esquelético, contracciones y calambres, inquietud e insomnio. En casos agudos se produce la muene, ya que la debilidad de los músculos respiratorios conduce a insuficiencia respiratoria.• En general, el laboratorio que panicipa en el diagnóstico del paciente intoxicado por pesticidas se limita a realizar una prueba subrogada para determinar la actividad de eozi·. mas de seudocolinesterasa en suero. La esterasa de acetilcolina de las uniones neuromusculares no se encuentra fácil· mente disponible para el análisis. Otro sitio importante de -verdadera actividad de esterasa de acctilcolina en el organis· mo que refleja la actividad de la enzima en la unión neuromuscular es el eritrocito, pero la mayoría de los laboratorios clínicos no están preparados para determinar esterasa de acctilcolina en eritrocitos en forma rutinaria. Aunque existetl ciertos métodos, la determinación de los pesticidas en sí en líquidos del organismo tampoco se practica en la mayoría de los laboratorios clfnicos, porque los casos son poco frecuentes. La actividad de la seudocolinesterasa {ChE) en suero probablemente represente a un grupo de JI o más enzimas que hidrolizan diversos ésteres de colina además de la acetil· colina (p. ej., benzoxilcolina, butirihiocolina) y cuya activi· dad se reduce tras la exposición a los pesticidas. Se desconoce el papel fisiológico de estas enzimas. pero sus actividades en suero ditminuycn tras la exposición aguda a pesticidas organofosfatados y carbamatos. Sus actividades también se reducen en enfermedad hepática, alcoholismo crónico y des· nutrición, y en pacientes con afecciones hereditarias que t!e· nen ChE con menor acti,•idad. Sin embargo, las presentaCiones clfnicas generalmente incluyen información sobre el uso

0 ingestión de algún pesticida, esto se combina con la menor actividad de ChE y se toma como supuesta evidencia de expasición a pesticidas. · Los métodos para determinar la actividad de ChE en suero en general se basan en la hidrólisis de un sustrato sin· ~lico, un éster de tiocolina, para liberar esta ú~tima, la cual reacciona con un reactivo colorido para productr un produc- 10 colorido que absorbe de 405-a-41 Onm. Este_método se ha automatizado para el ACA de DuPont y existen diversos métodos manuales en forma de estuches. La actividad sérica de ChE puede descender debido.a u~a exposición a ni~eles de pesticidas inferiores a los necesanos para producrr smtomas clfnicos y por tanto se considera un indicador seosible de la exposición a pesticidas. La actividad de la C~ se reduce en las 24 horas siguientes a la exposlctón, y los mveles permanecen bajos durante varias semanas. El tratamiento para la exposición a pesticidas incluye sulfato de atropina y en casos agudos pralidoxima (PAM), que restaura la actividad de la coline~terasa. La respuesta al tratamiento con PAM en general se vJgJla med1ante determ1· naciones en serie de la actividad de ChE.

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GRUPO DE lAS ANFETAMINAS

El grupo de las anfetaminas incluye no sólo anfetamina y metaanfetamina, sino también otras arninas simpaticomiméticas. Algunos ejemplos de otras aminas simpaticomiméticas incluyen fentermina, efcdrina, seudoefedrina y fenilpropano· lamina. La anfetamina y la metaanfetamina se recetan para suprimir el apetito, tratar la narcolepsia y para control de niñ~ hipercinélicos. Los otros fármacos similares a las anfetaminas se encuentran disponibles en medicamentos que se adquieren sin receta, como aquellos para perder peso y descongestivos nasales en medicinas para el catarro. Además de sus aplicaciones clínicas, se abusa de los fármacos del grupo de las anfetaminas por su efecto estimulante. Los sfntomas de uso de anfetaminas incluyen estimulación del sistema nervioso central, pérdida del apetito, insomnio, fatiga, y actividad motora y de comunicación excesivos. No existe un antídoto específico para la sobredosis de anfetaminas y el tratamiento en general se limita a medidas de apoyo. Las dosis que ponen en peligro la vida son poco frecuentes. GRUPO DE LOS BARBITURATOS

Fármacos y drogas de abuso

Los fármacos y drogas que se detectan en casos de sobred~­ sis generalmente se clasifican en cuatro grupos: _1) deprestvos, 2) estimulantes, 3) alucinógenos y 4) analgésicos y anudepresivos. Los depresivos incluyen alcohol, sedantes.e hipnóticos, narcóticos y tranquilizantes. Los esumulantes mcluyen cocaína, anfetaminas, metanfetaminas y sustancias similares a las anfetaminas que se encuentran en diversos medicamentos que se adquieren sin receta, como supresores del apetito y medicamentos para el catarro. La fenciclidina (I'CP), el LSD Y la mezcalina pertenecen al grupo de los alucinógenos. Lacalegaría de los analgésicos y antidepresivos incluye medicamentos que se adquieren sin receta, como salicilatos y acet~­ minofén, y aquellos que se adquieren con receta, como ~~~­ depresivos tricfclicos. En el cuadro 23-3 se presenta una lista de las drogas y fármacos de que se abusa con mayor frecuencia. Aunque el número potencial de fármacos y drogas de que se puede abusar es muy amplio, el número real de sustancias que el laboratorio tiene probabilidad de encontrar en un paciente con sobredosis es limitado. En un estud1o que llevaron a cabo los autores, 93% de las sustancias que se identificaron en una serie de 200 pruebas de detección posi· tiva para fármacos y drogas en el dcpanamento d~ un hospital urbano correspondió únicamente a 17 sustanc1as (cuadro 23-4).23 Estas 17 sustancias pueden reduci~ ~ún más cuando se agrupan en las categorías que se dcscnb1rán postenormente en el presente capítulo. Además, la qurnma (que con frecuencia se mezcla con la heroína), la fenrtofna y la carbamacepina, en general no se consideran dr?gas d_e abuso. Para que el laboratorio proporcione un serv1c10 IOX1coióg1c~ eficaz y económico es necesario que se concentre. en 1denuficar los fármacos o grupos de los mismos que estad1sucamente es más probable que se detecten en la población de pacientes a la cual da servicio.

Algunos ejemplos de los fármacos que se incluyen en el grupo de los barbituratos son amobarbital, butabarbital, butalbital, pentobarbi¡al. fenobarbital y secobarbitaL ~os barbituratos se clasifican según la durac1ón de su acUvJdad farmacológica (véase el cuadro 23-3). Los fármacos del grupo de.'os barbituratos son sedantes o depres1vos y suelen prescnbtrse para aliviar la ansiedad, la intranquilidad,_ la irritabilida~ y la tensión. Generalmente se recetan para rndum sedac1ón y sueño. Diversos fármacos de este grupo son sustancias de abuso frecuentes y ejercen un efecto similar al del alcohol, que también es un depresivo. Las personas que abusan ~e l_os barbituratos desarrollan tolerancia a ellos, por lo que mgle· ren dosis cada vez mayores. Los síntomas de abuso de barbituratos incluyen dicción poco clara, funciones mentales lentas, constricción de las pupilas y depresión del siste~a nervioso centraL La depresión respiratoria y la insuficiencta cardiaca por depresión del sistema nervioso central, generalmente provocan la muene en casos de sobredosis. 22 La ma· yoría de las intoxicaciones por barbituratos en adultos son intentos de suicidio. El tratamiento para la sobredosis de barbituratos incluye terapéutica de apoyo y alcalinización urina· ria para favorecer la ionización de estas sustancias, lo que evita su resorción en los túbulos y mejora su ~xcreción. 2 J GRUPO DE lAS BENZOOACEPINAS

El grupo de las benzodiaeepinas incluye una larga lista de fármacos que se recetan para reducir la ansiedad. Algunos ejemplos de fármac os de este grupo incluyen diaceparn; ox~­ cepam, fluracepam, loracepam, alprazolarn y ~lordracepóxl· do. Estos fármacos se utilizan para tratar afecc1ones del sueño, ansiedad, supresión alcohólica y convulsiones. Las benzodiacepinas son el fármaco que se adquiere con receta más empleado por los nortcamericanos. 22 Au~que lo~ fárma· cos de este grupo tienen potencial de abuso, s1guen s1endo el tratamiento de elección para diversas afecctones relacJO~a­ das con ansiedad por su baja letalidad. A pesar de que se m-

47G • Q\IIMICA CUNICA

IOXICOlOGIA 2J • 471

Cuadro 23·4. Frecuencia de ldentlfleoc16n de suslonclos' Cuadro 23·3. Fármacos y drogas de los que se abuso con ~ecuenclo

Número

Sustancia Fánnaco, droga o grupo al que pertell8C9

Nombre(s) genérico(S)

Clasificación

Nombre(s) comercial(es)'

Etanol an combinación Mariguana

Anfetaminas Similares a las anfetaminas

Dexedrine, Benzedrine Desoxyn, Melhedrine, hielo Estimulante

Eledma Setxloefedrina FenHpropanolamina Fentermina

Barllituralos

Depresivo Sedanteihipnótico De larga duración De acción intermedia

Fenobarbital Amobarllltal Butabarbital Butalbital

De corta duración

Pentobarllital -~barllital

Benzodiacepinas

Primatene AC1iled, Stxlaled, Drixoral, Dexatrim, Triaminic Fastin

Depresivo Tranquilizante

Luminal Amytal Butisol Fiorinal Nemi¡¡Jtal

Seco~al

Diacepam Clordiacepóxldo Oxacepam Fluracepam Loraoepam Afprazofam

Valium Libriwn Serex Dalmane Ativan Xanax

CocaIN

Estimulante

Cocaina

Crack, coca, nieve

C.nablnoldes

Alucinógeno

Tetrahidrocanabinol

Mariguana, hashish

MotAdoN

Narcótico

Melado na

Dofophine

MtlllcUIJlorl41

Depresivo Sedanteihipnótico

Metacualona

Ouaalude, Sopor

Ol~otol

Narcótico

Herolna Morfina Codeína

Diaoetyfmorphine, smack Duramorph Melhylmorphine, Robitussin A·C

Fenciclldinn

Alucinógeno

Fencididina

PCP, polvo de éngel

Cocaína (banzoüecgonina) Fencicidina Opiáceos Q\inila/quinidina

Fenobarbitat Fanitolna Benzodiacepila

Acetaminofén Oilenhídramilaldimenhidrinato Eledrina/setx!oefedrina Saf10lato Metadona Nortriptilina y metabolitos Carllamaoepina y metabotitos Desipramina y metabolitos

"

73 51 38 28 27 18 15 14 14 12 10 7 7 6 6 4 4

35.8 25.0 18.6 13.7 132 8.8 7.4

6.9 6.9 5.9 4.9 3.4 3.4 2.9 2.9 2.0 2.0

'S. detectaron l5!Annacosadicionales con frccuor
Amox.apina

Erilromicina

Propox~ono

T~elenamina

Elinamalo

Penlilal

Uetaprolol Trimipramir1a y rnetabolitos

F~opanolamina

l.idoaina

Doxeoina y rnetabolilos

gieran en dosis masivas, ]¡¡s benzodiacepinas casi nunca pro· vocan la muene, a menos que se tomen con alcohol.24 Los síntomas de ingestión de benzodiacepinas son similares a Jos de barbiluratos, pero menos intensos. Como estos fánnacos generalmente no inducen depresión prolongada o grave del sistema nervioso central, el tratamiento de la sobredosis con· siste en terapéutica de apoyo.

Narcótico

PropoxHeno

Darvon, Darvocet·N

Fenotiecinas

Depresivo Tranquiizante mayor

Clorpromacina Prornetacina Proclorperacina

Thorazine Phenergan Melfari Compazine

Trorkfrcina

SaHcifaiOs

Analgésico

Acido aoetilsalialico

Aspirina, Anacin, Excedrin, Bufferil

Acetamrolén

Analgésico

Acetaminofén

Tytenol

Antidepresivos tricfclicos

Antidepresivo

Amitriptrlna Nortriptilina tmipramina Desipramina

Elavi. Endep Pamelor. Aventyt Tolrani Norpramin

• Eslos nombres corresponden al mercado estadounidense.

CANABINOIDES

Entre los nombres comunes de las sustancias que penenecen al grupo de los canabinoides se encuentran mariguana, hashish, sensimiUa y déha·9·tetrahidrocanabinol (1l!C). Lamariguana y la cocaína son las sustancias ilegales que se utili· zan con mayor frecuencia en Estados Unidos. 8 ingrediente más activo y el principal agente psicoactivo de la mariguana es el TIIC. Generalmente se fuman cigarrillos de mariguana o se utiliza como tabaco para pipa, pero también se ingiere oralmente en panquecillos de chocolate (brownies) y otros alimentos. Aunque la mariguana se clasifica como un alucinógeno, las dosis que se utilizan comúnmente no producen alucinaciones. Los novatos pueden experimentar scnsnción de paranoia, pero los efectos que se rcponan pÓr uso de ca· nabinoides son una sensación de relajación y bienestlll, leve euforia y alivio de la ansiedad. Como el TUC es liposolublc muestra tendencia a acumularse en la grasa del org1mlsmcr, en donde tiene una vida media de 7 a 8 dlas. El uso crónico a intervalos inferiores a la vida media ocasiona que se almncc· nen grandes cantidades de THC en el tejido graso. Esta sus· tancia pued~ detectarse en orina varios dlas o una semana después de Úna sola exposición. En las personas que usnn In sustancia en fonna abundante y durante mucho tiempo, el TIIC que se acumula en el tejido graso se libera gradualmen· te a la circulación y puede detectarse de 21 a 30 dlas tras la última dosis.26 Aunque las personas que usan mariguana en fonna moderada y por poco tiempo probablemente no sufran ningún efecto prolongado, la mariguana contiene más hidrocarburos carcinógenos que el tabaco, lo que puede ocasionar problemas a quienes lo usan en grandes cantidades y durante mucho tiempo. Como en general la mariguana no se toma a dosis suficientemente alta para ser tóxica, su uso preocupa poco a los médicos de la sala de urgencias. METADONA

COCAJNA

Propoxlleno

sobredosis casi siempre corre su curso antes de que el pa· eiente llegue a la sala de urgencias. 25

Antiguamente la cocaína tenía muchas aplicaciones, pero en la actualidad su uso médico se limita a anestésico tópico para rinoplastia y cirugía intranasal. A pesar de los esfuerzos del gobierno para controlar su uso, la cocaína sigue usándose como droga por su efecto estimulante. Se administra por in· suflación nasal, inyección intravenosa en fonna de clorhidra· to de cocaína o se fuma como alcaloide en fOITila de crack o "base libre". t.;; cocaína es el único anestésico natural y el estimulante natural más potente del sistema nervioso central. los síntomas de abuso de cocaína son similares a Jos de las anfetaminas. Además de sus efectos estimulantes la cocaína ejerce un efecto cardiotóxico directo que se considera un factor en las muenes relacionadas con abuso de esta sustan· tia.8 La cocaína se metaboliza con rapidez a benzoilecgonina Yéster metilado de ccgonina. La benzoilecgonina es el meta· bolito que miden los métodos de detección de uso de cocaí· na. Como esta sustancia se mctaboliza con t:tl rapidez, la so· brcdosis en gcncrnl no requiere de tr~tnmientn espccrfico. La

La metadona o Dolofina se sintetizó por primera vez como sustituto de la morfina en Alemania durante la Segunda Gue· rra Mundial. Produce efectos muy similares a la morfina, un opiáceo, y es uno de los narcóticos de uso más frecuente por sus efectos similares a la heroína. Como la.metadona puwe administrarse por vía oral a un costo razonable y los sínto· mas de supresión son menos intensos que Jos de la heroína, se emplea para desintoxicación y mantenimiento de adictos al opio debido a que la metadona se enlaza en alto grado con las proleínas, se elimina con lentitud y puede administrarse sólo una vez al día.n Como la metadona es un opiáceo sinté· tico, los síntomas y el tratamiento de la sobrwosis son los mismos que se describirán más adelante para Jos opiáceos. METACUALONA

L3 mctacualona, que comercialmente se vende como Quaalude y Sopor. se empleaba anteriormente por sus propiedn· des m lnntcs e hipnólica~. Ournnte In década de los años 60 Y

lOXICOlOGIA 23 • 473 (72 • QUIMICA CliNICA

70 el f:lnnaco tambifn fue populnr como droga de abuso. Debido fi su ¡lOpularidad y a c¡ue se desarrolla tulcrancia y cltpcndcncin Usicn por su uso a lnrxo plnw, la metucunlona se rctlrt\ •lcl mcrr:11lu norteameritnno en 1984.1 El fármaco se tuhninisua ornlmcntc y produce slntomas similnres a los •Id grupo de los barbituratos, principalmente letnrgo, coma y clcpresión respiratoria. El trutamicnto de la sobredosis de este fármaco se limita :Ltcra¡iutica de apoyo. GRUPO DE LOS OPIACEOS

-

Los ftlrrnacos que se incluyen en el grupo de los opiáceos se consideran narcóticos. Este grupo incluye fármacos individuales que van desde sustancias sintéticas hasta algunas que se encuentran en la naturaleza. Entre estas últimas, las sustancias que se afslan de la amapola de opio incluyen opio, morfina, codeína y tebaína. La heroína, la hidromorfona (Di· laudid) y la oxicodona (ingrediente del Percodan) son opiáceos semisintéticos. Algunos ejemplos de opiáceos sintéticos son meperidina (Demerol), metadona (Dolophine), propoxifeno (Darvon), pentazocina (Talwin) y fentanilo (Sublimaze). Los opiáceos se utilizan clínicamenre para alivio de do-¡¡;r intenso, supresión de la tos, tratamiento de dinrrea, como sedantes preoperatorios y como anestesia. Los opiáceos también producen un estado de euforia y por tanto se utilizan como drogas de abuso. La hero!na, la hidromorfona y la metadona son opiáceos de los que se abusa con mayor frecuencia y producen euforia intensa. La heroína se administra por vín intravenosa, intranasal u oral. Los síntomas de uso de opiáceos incluyen depresión del sistema nervioso central, respiración poco profunda con frecuencia respiratoria baja, pupila del tamaño de un alfiler e hipotermia. Los opiáceos son de los pocos f~rmacos o grupo de fármacos que tienen nntfdotos especfficos. Cuando se sospecha que el paciente ingirió una sobredosis de cualquiera de los opiáceos se le da tratamiento con naloxón (Narcan). El naloxón es un antagonisia específico de los opiáceos que invierte la depresión del sistema nervioso central en un lapso de 1 a 3 minutos. Como no tiene efectos secundarios significativos, el naloxón puede utilizarse pnra diagnóstico y para tratamiento y se administra al paciente que presenta signos de sobredosis de narcótico antes de conocer los resultados de las pruebas de detección. Si los síntomas del paciente mejoran, se supone que la causa de ellos fue un opiáceo; si no se observa mejoría, se descarta la posibilidad de uso de dichas sustancias.lJ

cuencia se espolvorea en un cigarrillo con bajo contenido de mariguana, perejil o menta y se fuma. Cuando el PCP se fuma de esta manera el usuario controla mejor la dosis. La persona que ingirió PCP presenta patrones de depresión, estimulación y alucinaciones, según la dosis y la vía de administración.21 A dosis bajas el usuario suele experimentar euforia. Las sobredosis causan sensación de fuerza sobrehumana y pueden inducir coma. Otros síntomas de sobredosis de PCP incluyen rigidez muscular generalizada, convulsiones, taquicardia e hipertensión. El tratamiento de la sobredosis se limita a cuidados de apoyo de tipo médico y psiquiátrico. PROPOXIFENO

El propoxifeno (Darvon) se recetaba comúnmente para dolores de cabeza. hasta que se difundieron los conocimientos con respecto a su potencial de abuso. El propoxifeno tiene una estructura similar a la metadona, puede ser mortal a dosis relativamente bajas y se cree que su metabolito, el norpropoxifeno, es el agente que contribuye a prodocir los efectos tóxicos.l'! La sobredosis incluytt síntomas similares a la intoxicación aguda por opiáceos, incluyendo coma, depresión respiratoria e hipotensión. El naloxón se emplea para tratar la toxicidad por propox ifcno.~

láctico. El metabolismo de lípidos se incrementa, se r~uce ! metabolismo de aminoácidos y la acumulación de ácrdos eorgánicos conduce tarde o tcmpran? ~ 1a act'dos1·s ~~taból'~ca.ll Los síntomas clínicos de tox.rctdad por salrcrlatos rncluyen tinnitus, hiperpnea, taquipnea, letargo, vómito y posible17 mente coma, convulsiones e hipertermia en casos gravcs. La gravedad de la sobredosis se valora seg~n los resultados de gases saog¡rín~.os...aoWal~s y de electrólrtos. La ~~~aloSIS respiratoria aparece en las pnmer~ eta.pas de la '?X.IClda~ y en etapas posteriores se observa acrdosrs metabólrca con rocremento de la brecha de aniones. En contraste con muchas •· de las drogas de abuso, pnra valorar la intoxicación por salicilatos es necesario efectuar una determinación cuantitativa de sus niveles en suero. En pacientes que han ingerido una - sola dosis tóxica de salicilatos, la toxicidad se valora graficando el nivel de salicilatos en suero contra el tiempo a partir de la ingestión, en el nomograma de Done para intoxicación por salicilatos (fig. 23-6). Este nomograma carece de validez para valorar toxicidad en caso de ingestión crónica. - Como no existe un antídoto específico para los salicilatos, el tratamiento consiste en tratar el desequilibrio acidobásico Y de electrólitos, retirando el ftlrrnaco que no se haya absorbido.

ACETAMINOFEN

El aeetaminofén se encuentra en más de 200 preparaciones farmacé uticas, ya sea por sí solo o combinado con otros fármacos. Algunos nombres comerciales del mismo incluyen Tylenol, Datril y Anacin-B. El acetaminofén e~ uno de los medicamentos que se emplea con mayor frecuencra en Estados Unidos y se adquiere, sin receta, tiene propredadcs analgésicas y antipiréticas similares a los salicilatos. Aun.q~e no posee las propiedades antiinnamatorias de l~s salrcrlato~, no provoca tanta irritación estomacal o reduccrón d~l funcr on~­ miento de las plaquetas cuando se rng1erc a dos1s tera¡iut~­ cas. Aunque es seguro si se ingiere a dosis terapéuucas, a dosrs tóxicas provoca hepatotoxicidad. En el hígado se acumula un metabolito intermedio, y no el ftlrrnaco ongrnal, y produce los efectos tóxicos de sobredosis. Clínicamente, el paciente que ingirió una dosis tóxica tic acetarninofén puede parecer a.~intomático o desnnollnr slntn· mas inespecíficos, como náusea, vómito o :lllorcxin. dumnlc las primeras 24 a 48 horas. Aunque los sfntonu" clfnr cn~ nu aumenten de gravedad hasta que transcurren 72 honl\,.ln nc· crosis hep:ltica se inicia de 24 a 48 horas, con clcvacrcín. tic enzimas hepáticas, bilirrubina y del tiempo de protrombllln.

FENOTIACINAS

Las fenotiacinas constituyen un amplio grupo de fármacos disponibles para uso clínico. Varias de las más comunes incluyen clorpromacina (Thorazine), prometacina (Phenergan), tioridicina (Mellaril) y proclorpcracina (Compazine). Se recetan para náusea aguda, alivio de comezón grave, sedación y esquizofrenia. Las personas no abusan con frecuencia de estos fármacos, aunque tienen potencial tóxico. Las sobredosis producen 1oxicidad cardiaca y del sistema nervio- ·· so central, y los síntomas más frecuentes son taquicardia, fiebre y convulsionesP El tratamiento de la sobredosis se limita a medidas de apoyo.

Pf!OBABLEMENTE MORTAL

Sobredosis de lórmocos SAUCILATOS

Entre los diversos medicamentos que se adquieren sin receta y contienen salicilatos se encuentran Alka-Seltzer, Anacin, aspirina, Bufferin, Excedrin y Mido!. Los salicilatos se clasi· fican como antiinnamatorios y analgésicos antipiréticos, y se FENCICUDINA · utilizan para reducir la innamación, la fiebre y el dolor. Los efectos secundarios de la ingestión de salicilatos, aun a dosis Los nombres callejeros pnra la fenciclidina (PCP) incluyen polvo de ángel, "palitos de la felicidad" y PCP. Generalmen- terapéuticas. incluyen irritación estomacal y reducción del funcionamiento de las plaquetas. La toxicidad por salicilatos te el PCP se clasifica como alucinógeno y constituye una clase distinta. Provoca alucinaciones, pero también actúa es frecuente tanto en niños como en adultos. Puede producir· se sobredosis en casos pediátricos o en intentos de suicidio. como estimulante y depresivo del sistema nervioso central. El PCP se desarrolló originalmente como analgésico de corta Inicialmente la toxicidad por salicilatos provoca alcalosis duración para seres humanos y después se utilizó como anes- respiratoria. porque éstos estimulan el centro respiratorio del tésico veterinario. En 1978 se prohibió toda venta y fabrica- sistema ner\'ioso central pro\'ocando hiperpnea y taquipnea. Los salicilatos también inhiben las enzimas del ciclo de ción legal y actualmente el PCP se elabora en laboratorios clandestinos. Se ingiere por vía intranasal, o con mayor freKrebs y ocasionan que el piruvato se transforme en ácido

10

o

12

24

HORAS A PARTIR DELA INGESTION

Fig. 23-6. No rama para intoxicación aguda por salicilatos. (Reproducido con autorización de Pediatrics 26:800, 1960.) 11109

IOXICOLOGIA 23 • 475

m • QUIMICA CUNICA . ve y los niños, muestran tendencias a 1~. sobred~sis in:cionales o no intencionales._ Las caractensllcas clímcas de El grupo de los antidepresivos tricíclicos incluye mucb~ sobredosis incluyen taq~Jcard1a, alteración del estado menfármacos que se venden bajo una lista de nombres comercia-tal depresión respiratona y convulsiones. El paro card1aco les muy amplia. Algunos de los fármacos que se recetan con es 'e1 aspecto que con mayor fre~uenciapone _en ~ligW la mayor frecuencia ysus nombres comerciales son: amitriptilina ·da en caso de sobredosis de anlldepresJvos tncfchcos. El (Eiavil, Endep), nortriptilina (Pamelor, Aventyl), imipraml: · ~tamienlo de la sobredosis consiste en eliminar el fármaco na (Tofranil), desiprarnina (Norpraroin), trimipraroina (Sur.-que aún no se haya absorbido, dar tratamiento de apoyo y VI· mont•l), protriptilina (Vivactil), y doxepin (Sinequan). Otras gilar los signos vitales. Aunque los métodos cualitativos se utilizan para confirsustancias que se recetan por sus efectos antidepresores, aunmar el diagnóstico de toxicidad por antidepresivos tricíclique técnicamente no son compuestos tricfclicos, lambi~n se cos, las determinaciones cuantitativas de niveles de_ estaS incluyen en este grupo. Entre ellas se mencionan trazodoo sustancias tienen valor limitado para tratar la sobredosiS. Es(Desyrel), amoxapina (Asendin) y maprotilina (Ludiomil). · tos compuestos se enlazan en alto grado con las proteínas. Además de prescribirse para tratar depresión grave, estos por lo que el tratamiento de diálisis no es_un m~todo eficaz fármacos se utilizan para tratar migrañas, dolor crónico y a]. · para eliminarlos cuando ya se han absorbidO. Sm embargo, teraciones del apetito, así como problemas de falta de COII. la cuantificación de niveles séricos es útil para vigilar el curcentración en niños.31 Al parecer los tricfclicos reducen las so de los pacientes que han ingerido sobredosis. afecciones depresivas inhibiendo el consumo de noradrenalina, serotonina y otras ami nas en el cerebro.ll Estos fármacos tienen un rango terapéutico reducido y pueden producir efectos tóxicos a dosis relativamente baja• Desafortunadamente, las poblaciones de pacientes a los que se recela antideprcsivos lricfclicos, como son los adultos que sufren de depresióo

Tres a cinco días después de la ingestión, aparecen síntomas similares a los de hepatitis viral, que se deben a la necrosis hepáúca.31Además de las determinaciones de enzimas hepáticas, se requiere efectuar la determinación cuantitativa de los niveles de acetaminofén en suero, para valorar la probabilidad de daño hepático. Para determinar la probabilidad de toxicidad hepática se determina el nivel de aeetarninof~n por lo menos cuatro horas desp~s de la ingestión. Para determinar si se requiere otro tratamiento, el nivel cuantificado se grafica contra el tiempo a panir de la ingestión, en el nomograma para acctarninofén, que se muestra en la figura 23-7.11 El acetaminofén, a diferencia de otros fármacos, cuenta con un antídoto especffico que se emplea en casos de sobredosis grave. La N-acetilcisteína (Mucomyst) reduce eficazmente la cantidad de necrosis hepática, al disminuir la acumulación del metabolito tóxico del ru:etaminof~n en el hígado. El tratamiento con N-acetilcisteína debe iniciarse en los 10 horas siguientes a la ingestión, para que su eficacia sen máxima. Como se cuenla con un antídoto especffico y es diffcil diagnosticar la toxicidad por acetaminofén en la etapa inicial, se recomienda que todas las pruebas de detección de toxicología en la sala de urgencias incluyan una prueba para acetaminofén, ya sea en su~o o en orina.

ANTIDEPilESIVOS TlliCICUCOS

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(llu¡wt'tlll(t00 fOIIAr~Oirlnclón de Podialrics 55:871, t975.)

Los métodos que se emplean para detectar fármacos en ~rina varían considerablemente en términos de expenenc1a del tecmco e instrumentos necesarios para llevarlos a cabo. Los más fáciles son las pruebas de revelado, en los cuales se añaden reactivos a una alícuota de la muestra para formar un complejo colorido en presencia de algún fármaco:_ ~ pruebas de revelado que se erflplean con mayor frecuenc•a mcluyen pruebas para acetaminofén, imipramina, salicilatos y ~enotia­ cinas.l6 Las ventajas de las pruebas de revelado consisten en que no es necesario tratar previamente la m~es~a, que son económicas y rápidas, y requieren poca expenenc1a por parte del técnico. Las desventajas radican en que suelen ser menos sensibles y especrficas que otros métodos.37 E11$0yos Inmunológicos

Los ensayos inmunológicos son in:ls complejos que lns pruebas de revelado pero se realizan con focilidad y se em¡1le~n con frecuencia para fines de detección. En este.tipo de cn~ll­ yos el fármaco presente en la muestra del pam nle con~pllc contra un fármaco marcado por un número hmllado de Slll OS de enlace en los anticuerpos espccfficos para el fármaco que se está analizando. El fármaco marcado en el ensayo inmunológico lleva ~n radioisótopo, una enzima o un compuesto PROCEDIMIENTOS ANALITICOS fluoresccnte.l1 Los ensayos inmunológicos incluyen ensayo radioinmunológico (RIA), técnica de ensayo inmunológico por multiplicación enzimática (EMI!J y ensayo inmunológiCOMPARACION DE METODOS CUANTITATIVOS co por polarización de fluorescencia (FP!A). Los métodos CON METOOOS CUALITATIVOS RIA, aunque son más sensibles, reqmeren de pcnodos de Incubación prolongados y no son adecuados para detectar fárLa detección de fármacos en pacientes que se sospecha están intoxicados se lleva a cabo en muestras aleatorias de orina. macos en situaciones de urgencia. Los métodos EMIT y En la mayoría de los casos el análisis cualitativo de orina FPIA no necesitan muestras con tratamiento previo, son senpara detectar fármacos proporciona suficiente información sibles en el rango de microgramos a nanogramos por mililitro, proporcionan resultados rápidos en casos de _urgencia Y diagnóstica que indica si el paciente está o no intoxicado.34 Como el tratamiento en la mayoría de los casos se limita a están adaptados para uso en instrumentos automauzados. ~or terapéutica general de apoyo, los resultados cuantilativos son estos motivos, muchos laboratorios utilizan estos análiSIS para realizar pruebas de urgencia en 24 horas. . de poca utilidad adicional. La información que se obtiene de Los ensayos inmunológicos tienen dos desventaJas. En un análisis cualitativo del fármaco se emplea como guía para el tratamiento inicial.3l Los volúmenes de muestras relativa- primer lugar, cada prueba inmunológica e_s cspecffica para un fármaco o grupo de los m1smos, y no ex1stcn pruebas dismente grandes que deben obtenerse para efectuar cienos pro· ponibles para todos ellos. Por ejemplo, en la actualidad no se cedimientos de detección hacen que la orina sea una muestra dispone de una prueba inmunológica para ibuprofén. En semás adecuada que la sangre. Pocas situaciones especfficas requieren de determinación cuantitativa del nivel en sangre o gundo lugar, algunos ensayos inmunológicos provocan reacciones cruzadas con otros fármacos o metabohtos de los nusen orina del fármaco; en general basta con el análisis cualitativo para guiar el tratamiento inicial y establecer un diagnós- mos que tienen estructura semejante. Por ejemplo, el ensayo EMIT para anfetaminas puede dar resultados positivos con tico diferencial. difenhidramina, un ingrediente frecuente en medicinas para el catarro que se adquieren sin receta. Aunque los ensayos inmunológicos dan resultados rápidos para detección de fárMETOOOS DE DETECCION macos, no se dispone de pruebas para todos los fármacos de abuso comunes y en ocasiones se obtienen resultados falsos los métodos de detección cualitativos incluyen baterías de positivos. pruebas, como ensayos inmunológicos y pruebas de re ve~a­ do, orientadas a fármacos específicos o grupos de los mismos, o el análisis de amplio espectro por cromawgrafra de Cromotogrofío de copo flno capa fina o cromatografía gas-líquido que permite detectar los diversos fármacos presentes en la muestra. Para que sean Los métodos toxicológicos que requieren de mayor expe· ricncia técnica son las cromatografías. Las técrucas cromato6tiles, los resultados del análisis deben estar disponibles en gr:lficas que se emplean para la detección de fármacos son un lapso de una a dos horas.

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Pruebos de reveiodo y reocclonls colo~dos

m • QUIMICA CUN!CA c rum~10grarln

rnor o~rn ffn

IOXICOLOGIA 23 •

de capa fina, cromarograffa gas-lfquido, cro-

de gascHSI>CCirumerrfa de masas y cromatogra-

Ua de lfqullltJS de ahn resolución. Las récnicas cromarográli,., toe l~ot~An rn la separación de fármacos en una fase móvil,

•••rt"'l 11 Ut¡uitlu, ~nhre una filie csracionaria lfquida o sólitl• H ~r~~dos erornarográficos en roxicologfa. De las récnicas crornatográficas, la crornatograffa en capa fina es el procedimiento más econórnico·para derecrar abuso de fármacos. Aunque no requiere de insrrumcntos costosos, es el más subjerivo de los mérodos cromatográficos. Como ocurre con otros métodos de esre ripo, es necesario extraer los fármacos de los líquidos del organismo y concentrarlos. Las sustancias como los barbituratos requieren extracción ácida, y la mayorfa de los otros fármacos, como anfetaminas y metadona, requieren extracción alcalina. Tras acidificar o alcalinizar la muestra, se agira con un disolvente orgánico como cloroformo para extraer los fármacos. Se retira la fase orgánica y se evapora casi por completo; el residuo se aplica al cromatograma, que consiste en una capa delgada de un material inorgánico seco, como silicato, sobre un sopone sólido. La parte rerminal del cromatograma, que contiene los fármacos concentrados, se coloca dentro de un disolvente orgánico. A medida que el disolvente asciende por el cromatograma y pasa más allá del punto de aplicación de la muestra, los fármar.,ps se disuelven y son rransponados por él. Una porción de dicho disolvente se enlaza con el crornatograma, lo que permite que se efectúe la partición o reparto de los fármacos enrre el disolvenre que se desplaza y el disolvente enlazado. También se produce una interacción iónica entre ciertos fármacos y el cromatograrna. Los fármacos se separan porque algunos de ellos ascienden por el cromatograrna con más rapidez que otros como rcsuhado de un menor grado de enlace iónico con el cromatograma. Para visua-

tizar los fármacos, el cromarograma se remoja o se roe fa con una serie de reacrivos y se examina con luz ultravioleta. Es posible identificar diversos fármacos y sus melaboliros P
m

+-Frente del disolvente

fD

Gas de transporte (acarreadO!)

METODOS CONFIRMATORIOS

Dolector

Las pruebas de confirmación se efectúan combinando una prueba de detección y un método independienle secundario, · como cromatografía de gases y ensayo inmunológico. Las pruebas confirmatorias con frecuencia toman tiempo y requieren de instrumentos complicados, de los cuales no siempre disponen las diversas inslirucioncs. La identificación de los fármacos en muestras de pacientes por métodos distinlas a cromatograffa de gases-espectrt>metría de masas se consideran presuntivas.

Registrador Ftg. 23-9. Diagrama funcional de un slslema de cromatografia gasliquido.

o

Cromatografía gos-fiquido

Otros métodos cromatográficos que se emplean para idenrificar fármacos, como cromatografía gas-Hquido, cromatografía de gases-espectrometrfa de masas y cromatografía de líquidos de aha resolución, requieren instrumentos costosos y un nivel técnico de alta experiencia. Las técnicas de cromatografía gas-Hquido en general requieren un paso de extracción y concentración de la muesrra similar a la extractióo para cromatografía en capa fi na, de manera que los fármacos de la muestra se concentren y puedan inyecrarse al instrUmento. Tras la inyección de la muestra, un gas (generalmente nitrógeno o helio) transporta las sustancias volatilizadas a travts de una columna empacada con un material sólido inerte, recubierto con un Hquido. Los fármacos y metabolilos se desplazan por la columna a diferentes velocidades, dependiendo de su solubilidad y de la interacción iónica con la

Fase móvil

Fase estacionaria

Detector

Aplicación

Cromalografía de capa tina

Disolvenle(s) orgánico(s)

Capa delgada de silicato o material simRar

Vosual, reactivos de colot. !Atravioleta. ele.

Detección cualilllliVa

Cromarogralia gas·Uquldo

Gas inerte: nitrógeno o helio

Capa delgada de liquido sobre un medio de soporte sólido

De ionización do llama o lermiónico selectivo

Detección CIUllilaliYA Y cuantificación

Cromatogrulln de líquidos do olta resolución

Liquido orgánico o solución S6ido sobre 111 medo amortiguadora de soporte

Espectrofo!ómctro

Detección cua~tativa Y

Cromatogrofla de gasesespectrometría do masa

Gas iner1e: r1tr6geno o helio Capa delgada de ~ sob'e ~de masas lXI medio de sqxxle s6ido

...__ Aplicación

3

fase líquida de la columna. Después de su separación, las sustancias se detectan a medida que se cluyen de la columna. En la figura 23-9 se muestra un diagrama funcional de un sisrema de cromatograffa ga.~-lfquido. Los dos ripos de derectores que suelen usarse para el :m~ lisis de f:lnnacus su11 el derector de iuni7.1Ción de O:una y el tcrmiónictHelcclivu, que r:unbién se ll:una detector de nilrój\cnc~fósforo. El ok lector de ioni1."ión de nama consi1tc en un3 pcr¡ucna ll:tn1:t de aire e hidr~gen u ni frnnl de una b01¡uilht, ctm un clrlcu•l" por encirna de cl1:1. Cunrult>cll'n' de n~1u rcu uoiH•h•tr lt••¡ compucsro~ urR:Inicus a ln llnrna. ~e ftuman ltu1c\, Jll olc•trt ror lcnnióniccHciC'IiviJ e~ ~inulnt ul tlc lo >11 i1111.1~n ,¡~ llnnt", tnn cxccpci~11 tic r¡uo 111111 ¡~·oln de (tr :\mk~. '''"' ~~ 1illlrotlo! cl~clrirumcntc, IIJilnta lut·nrrl¡f,, nnc•ln h•¡•n~ 1~ lunl11• 11111 Coo c1tn pctln calrntr~l.l , el olrtr,rur t1rml ~nh 11 .-h111.,'1''" pt.Kcinnn tllln ~>~: n\lhllrtl n,I I1J'II•Xhn uoln1111111~ , '"'' "" 1114\ alt:t ;c lns counpnc''"' IHI\rtnh 101 •1n~ rouorlroun h• '"" ' \' IJlrnximntl:unwtc ~O vrtC' 111~1 nh rt ll tPIItl'llr•ht~ o •o ~llnh" que contienen nolr ~ltt•nll, r 11 '"'"ll.lr~tl~u ''"' d dl'ltt ll•• ''' ionitnd~n tiC 111111111. l.111 IIIIIC' ~C rC111Ir1 11111 h(lhtllllllll lln Voltaje n unvés tlt lu lliuua ~1111 In ¡~·tia ole t ctdmlt n •• 1 n111 rricntc resultante ~e nrnpliloc11 onnlr:mtc nn dtclo~uoctoll y ~e regima como una :.er1c tic pie"' '"luc una titn 1lc I'•'JICipru n gráfica en rnovirnienru. El ricrnpu que rrutln cntln ~u,rancia Para atravesar la columna (que se dcnnmina ricmpu de rcren·

cuantifiC~~ción

Confirmación y cuanlifocación

o

Flg. 23-8. Cromalogralia en capa lina tras la migración y visualización de las manchas con reactivos coloridos. La muestra 1 es un es~ que contiene los tármacos A. By C; la muestra 2 es un probleore que contiene una mancha que r:crresponde al fármar:c B; la muestra 3 es un problema que contiene una manclla que r:crrespoo· de allármaco e yuna segunda mancha (D) que no eslá preSllnle en el estándar.

Cuadro 23-5. Mélodos cromalogr6ficos en toxicología

Mélodo

o2

'

l

ción) es característico y permite identificar las sustancias. Estas se cuantifican midiendo el área bajo los máximos. Cromatografía de fiquldos de alta resolución

La cromatograffa de líquidos de alta resolución se asemeja a la croma1ogmfía de ga.o;es. excepto que la fa~ móvil es líquida en vez de gaseosa y usualmente el detector es un espectrofotórnctro. Tras exrraer y concentrar la muestra, se inyecta a la fase móvil del sistema dccromatografía de líquidos de alta resolución. La fase móvil lleva la muestra a través de una columna empacada con un marcrial inerte sólido. Conforme la f:L~e móvil pasa por Incolumna, los fdrmacos se separan por su interacción iónica con el material de ésra y se identifican pur d ricnopo t¡uc ton1nn en cluirse de ella. Para visualizar la cludón tic I n~ lrtornnw•. la fa1c móvil atraviesa por un esJlCI"tru(utfunctrn l¡uc ~~ Cllhl\:11 n lii longiiUd de onda a la cual ~r Rh\l ul~· n h•l l 4ornlltl'~ tlt i llltr~~. 11 mt didn que estas suslnlldn• t oll/ltrl ~ 1 n¡~·t llulnti\mc un, ~>~: rcgiMrnn como una ~1· r k ol~ ¡>ku1 n¡nllniiiQ1111 npnrnl lo1n, '•'u ''' '1'' lt tiPIIIilh•t·~otlfn t'"' lf<¡uido y la ero· lllllh•llltti!K1h , 11' 1 \ 1 ' 1" ' 111111Hiolllilr 111"'"-'• •t lllili7,10 para j,(, nlllh '" '"11 111 olll~lll~ y o 11•nllt1tll Y~ ok1 látltl[k•tjj. I.M vt ntR1111 11•11 \ 1" loo ~ In 1" 1"' lo•lt IJih lit\ h l~ lltlht ilrlt uorl t¡U C SC 1• nll ltt iJII ttl • t i•• IU IIHIII• Uh • 11ri IIIUV t llfl lhh-t-, I&IHunrniC 1 ~t · · lll· • t ,.¡,,, tll ~ 1 ¡• "'''" n • h • tn•t IK1u~nrlllrncli\11 . 1 ~t ,t. ~· lll'•ltt ,1. t ' " 1 • ul· 1t "" •l 111 '" tlal lm1hb trU hl• lll" , 11 111, • l1le•l ,1, ,1..1 h .. t4ttth Uhl t•tt \lit ~ 11•" llU I{' ~ " '' t ·1 •h•• ut · 1 .1 ~· 1 tl• h · t -4: h • nl·-. .,... ' u•¡uln•· 1• ll .t h ,thl •t t 11''' • · hm l• ,,¡,, l ' """h h•l t lln IIUUI•III1t 111 ''"'ni , ,,.,,. CroniologroNo
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tOXICOLOGIA 23 • ~19

1·

4/8 • OOMlCA CUNlCA

sas como detector. En este úhimo los fármacos se bombar· dean con eleclrones al eluirse del cromatógrnfo de gases. Se producen iones que son fragmentos de los fármacos bombar· deados. Los iones se separan eléctricamente o por cleclro· magnetismo debido a su relación masa-carga. Los iones se detectan mediante un detector de cargas eléctricas, la señal se amplifica y los 1razos compuestos de todos los iones del problema constituyen una huella dactilar distintiva, que.JC_ utili1.a para identificar el agente sin lugar a dudas. Los especlros de masas que se producen son altamente específicos para una sustancia dada y se utilizan para la identificación definitiva de un fármaco o un metabolito del mismo. 40 De todos los métodos cromatográficos, la cromatografía de gases-espectrometría de masas es la técnica más específica que permite cuantificar e identificar sustancias de manera defini' ti va. Con la posible excepción de la cromatografía en capa fina, las técnicas cromatográficas no son adecuadas para de· lección urgente de fármacos. Por el tiempo necesario para rcalitN el análisis cromatográfico, suelen preferirse las prueba~ de revelado y los ensayos inmunológicos, que permiten obtener rcsuhados con más rapidez, guiar el tratamiento en r usibles casos de sobredosis.

--f.-----RESUMEN

La toxicología de laboratorio clínico es la identificación y en Algunos casos la cuantificación de sustancias tóxicas en lí· quidos del organismo con el fin de proporcionar cuidados para la salud. Aunque la variedad de sustancias potencial· mente tóxicos es muy amplia, el laboratorio clínico debe li· mltor ~~~~ seo vicios de análisis a las sustancias de los grupos 11\xlctl\ llUCIn población a que da servicio utiliza o emplea \llll o ll~l frecuencia. 1n1 ~ult nnc ial tóxicas más comunes que se describieron t•n ~1 cnp!tulo incluyen monóxido de carbono, etanol, otras -u•tnnclnl vol~t iles, pesticidas que contienen plomo, salicila· lt•' · M rt ~ minufén , nntideprcsivos tridclicos, así como otras 'lo''W'' tic uhu~o. l.os fármacos y drogas de abuso que general· uu•11tc ~t llli
mo y ensayo colorimétrico de actividad de seudocolinesteo1. sa para exposición a pesticidas. Los métodos de análisis Plrl fármacos y drogas de abuso incluyen pruebas de reveJado y reacciones coloridas, ensayos inmunológicos, cromatogra(i¡ de capa fina, cromatografía gases-líquido, cromatografía de líquidos de alÍá resolución y cromatografía de gascs-espec. lromctr!a de masas.

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480 • QUIMICA CUNICA

~ AP_L_ IC_AC_I_ O_ N _D_EC~O_N_C_EP_TO_S__ 23_-1____________________] _ Un niño de ocho años ingresó a la sala de urgencias con problemas respiralorios graves. Anlerionneme esluvo jugando . en casa de un amigo y experimeló náusea, vómilo y dilicullades respiralorias varias horas después de haber regresado a

casa. Se obluvieron los siguienles da1os de laboralorio cuando ingresó: Na+ K'

cr

145 mmolll.. 3.6 mmol/L 96 mmolll.. 10 mmolll.. 25 mmHg

HCO¡pCO¡ Nirrógeno ureico san~fnco 31 mg/100 mi

GIUCOSll

pH Osmolalidad

82 mg/100 mi 7.22 287 mOsmll:g

(136-145) (3.5-5.0) (99-109) (22-28) (35-45) (10-20¡ (70-105) (7.35-7.45) (275-295)

l. Calcular la brecha de aniones. ¿Es normal, es1á aumen-

lada o disminuida? l ¿Qué lipo de desequilibrio acidobásico se observa?

__cAPITUl

3. ¿Cuál de las siguiemes afecciones puede explicar estas resullados?

Introducción a las hormonas y a la endocrinología

a. Imoxicación por mooóxido de carbono b. lnloxicacióo por elilenglicol c. Imoxicación por plomo d. lnloxicación por salicilalos c. Imoxicación por ace1aminofén 4. Calcule la brecha osmolar. ¿Ayuda para delenninar la . causa de los sfntomas del pacienle? Pruebas adicionales del laboratorio revelaron los siguicmes da1os: Detección de drogas: negativa Nivel de salicilatos: 82 mgllto mi

- .Jocelyn J, Hulsebus

S. ¿Rcpresenla es1a información un nivcl 1óxico de salicilatos? 6. Explique el mecanismo por el cual la intoxicación por salicilalos puede producir eslos datos de laboratorio.

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

CONTENIDO DEL CAPITULO

• Definir los siguientes términos: Hormona

ClASIFICACION DE LAS HORMONAS H01monos proteicos H01monas esferoides Factores de crecimiento

GlóndJo endocrho Gl6n<:Ua exocrtno

Céh..olo blanco Prep¡oholmono Proholmono Segundo mensajero

• Closilicor los hormonas y enumerar los coracteñslicos de codo closillcoción. • Enumerar los principales glándu la~ endocrinas y las hormonas que secretan. • Describir los mecanismos de retroolimenloclón pasiHvo y negativo para la regulación de hormonas. • Describir los mecanismos de actividad de las hormonas proteicas y esferoides. • Describir los alecciones primarios y secundarias del sistema endocrino.

REGULACION DE lA SECRECION HORMONAL MECANISMO DE ACTIVIDAD AcHvidad de los hormonas proltlcas AcHvidad de los hormonas esleroidtS AfECCIONES DEL SISTEMA ENDOCRINO RESUMEN

El sistema endocrino consta de una serie de gl:lnduln' o¡uc producen mensajeros químicos que se denorninnn hormn· nas. Estos mensajeros provocan cambios en los procc;ns Ir siológicos y químicos que ayudan a mantener el ctluihhriu del organismo para la homeostasis. La mayoría de las glándulas del cuerpo humano se dnsi fican como endocrinas o exocrinas. Las glándulas cnJ(lcri· nas no tienen conductos y eslán bien irrigadas por capilares. Los productos de estas glándulas (hormonas) se liberan de la célula, pasan directamente a la circulación y son transporta481

~82

• QUIMICA CUNICA

INTROOUCCION A lAS HORMONAS V A lA ENDOCRINOLOGIA 24 • 443

dos por la sangre a otros tejidos del organismo. Las células exocrinas también generan un producto de exportación (con frecuencia una enzima) que debe salir de la célula y alejarse de la glándula mediante un solo conducto hacia un área ]uminal como la cavidad oral o el intestino. Los productos de las glándulas exocrinas no pasan directamente a la circulación. Las hormonas son los mensajeros químicos que producen las células endocrinas, y viajan a través de la circulación a células específicas del organismo que los utilizan. LaStélulas del organismo que contienen receptores para hormonas específicas se denominan cilulas blanco. El enlace de una hormona con su receptor es muy específico, dependiente de la concentración y reversible.

--f-----ClASIFICACION DE lAS HORMONAS

HORMONAS PROTEICAS

Las hormonas se clasifican en dos grupos principales: proteínas y esteroidcs. Las hormonas proteicas están formadas por

aminoácidos. Este grupo incluye péptidos, cadcn:u de ocho aminoácidos o menos, aminas y aminas modificadus. Las hormonas proteicas y peptfdicas se sintetizan en las g14ndu. las endocrinas en forma de moléculas precursoras de grBn la· maño que se denominan preprobormonas.t La preprohormona contiene uni secuencia guía de aminoácidos que se denomina secuencia de señal. Esta secuencia se desprende de la molécula tras su inserción al retículo endoplá.!mico (fig. 24-1 ). La molécula resultante se llama ahora prohor. mona.1 Las prohormonas se rompen enzimáticamente ydaa lugar a moléculas más pequeñas de hormona activa (fig. 241) que están empacadas en el interior de vesículas secretorias. Las vesículas secretorias pueden migrar a la membT11Jl¡ plasmática, fundirse y liberar las hormonas o permanecer eo el citoplasma celular como vesículas de almacenamiento. Estas últimas proporcionan al organismo acceso inmediato a · la hormona en el momento en que más la requiera. En general, este grupo de hormonas no se une con las proteínas plasmáticas y circula en la sangre en forma de hormona libre: Una excepción la constituyen las hormonas tiroideas (ami· nas modificadas) que circulan uni
®

tiempo que se requiere para que se retire la mitad de la hormona secretada de la circulación.

HORMONAS ESTEROIDES Las hormonas esleroides se sintetizan en el citoplasma por procesos multienzimálicos. Todas las_hormonas esteroides ~ derivan del coleslerol (fig. 24-2a) y uenen la estructura básica de anillo de ciclo perhidropentanofenantreno (fig. 24-2b). Las hormonas esteroides se separan en grupos de acuerdo con el número de carbonos que contienen: C-18 corresponde a estrógenos, C-19 a andrógenos, y C-21 a glucocorticoides, mincralocorticoides y progestinas. A diferencia de las hormfrnas proteicas, las esteroides no se encuentran dentro de vesfculas secretorias y la célula no almacena hormonas de reserva de este tipo. Las hormonas esteroides tienen capacidad para difundirse con libertad a través de la membrana plasmática y hacia el torrente sanguíneo. Una vez en circulación, la mayorfa de los esteroides se enlaza, con proteínas plasmáticas especfficas, lo que les permite permanecer en circulación durante periodos más prolongados que la hormona no enla· zada o en su forma libre. ·se considera que la forma acciva es únicameme la hormona libre y sólo la forma activa es capaz de enlazarse con su receptor. Las hormonas esteroides toman más tiempo que las hormonas proteicas para iniciar su reacción y una vez que comienza, ésta se mantiene por un pcrio· do más largo. En general, las hormonas estcroides tienen vi· das medias más prolongadas, lo que se debe en parte a que están enlazadas con las proteínas de transporte plasmático principales. En el cuadro 24· 1 se da una lisia de las principa· les glándulas endocrinas y las hormonas presentes en cada glándula.

Preprohotmona

FACTORES DECRECIMIENTO Péptido

Hormona

suJetador

b.

Fig. 24-2. Estructura molecular de 1. colesterol y b. ntictoo dt cldo

perhldropentanofenantrono. secreción de una o más hom10nas prccur5oms (fig. 24 J). Este proceso depende de la concentración, lo que implicn que cuando el producto final se cncucnlm n cnncentración plasmática alta inhibe la cascada. Si el producto final se tn· cuentra a concentración plasmática baja se eliminn In inhibí· ción y se inicia nuevamente la cascada. En circunstancias poco frecuentes, la secreción hormo· nal se regula mediante retroalimentación positiva. En este caso, la hormona final que se produce aumenta o induce a la hormona inicial y ocasiona que se incremente su propia prfrducción (fig. 24-4).

Existe una tercera categoría de compuestos dentro de la clasificación de las hormonas que se denomina factores de crecimiento. Los factores de crecimiento están formados por aminoácidos y comparten muchas de las caracteríslicas de las hormonas proteicas. Los factores de crecimiemo no prfreedcn de glándulas endocrinas organizadas sino de células individuales o grupos de células. Cada factor de crecimiento tiene su propio receptor extracelular porque no es capaz de atravesar la membrana plasmática.

Señal da secuencia

Prohormona

·~------REGUlACION DE lA SECRECION

~

! ® ®

®

Vesículas de

HORMONAL

secreción

Flg. 24-1. Las hormonas proteicas se sintetizan como una moléciJta precursora de gran tamaño qua se denomina preprohormona. A. Eslil molécula se inserta en el retículo endoplásmico. B. En donde una porción de la molécula que se denomina secuencia de señal se desprende enzimáticamenla da la molécula. Ahora. la molécula resultante se denomina prohormona. Esta úttima viaja a través del retícu!o endOpláSifiCO · hacia el aparato de Golgi. C. Ahl se leva a cabo la rotura linal de tipo enzimálico para dar lugar a la hormona. Acontinuación las hormonas se empacan en gránulos de secreción.

Muchas hormonas se secretan por el mecanismo de cascada. Con frecuencia la regulación de este patrón de secreción se lleva a cabo mediante un proceso que se denomina rctroalilllentación negativa. Mediante este pruccso. la hormona final que se produce regula su propia scnccit1n. inhibiendo 1:1

CélulaS blanCO

Flg. 24-3. Elomplo do regu1ndóo horrnonal por rotronllmontación

negA!Iva (oslirnu1nclóo 1•1. 11\hlblctón l-ll·

4&.1 • QU\MICA CUI\'lCA

INlllODUCCION AlAS HORMONAS YA LA ENDOCRINOLOGIA 24 ,

Cuadro 2A-1. Prlnclpales glándulos endocrinos y hormonos que p¡oducen

Glándula

Tipo de hormona

Honnolllls presentes

Pineal

Melantonina

Proteínas

HipófiSis anteriOr

Hormona folícllioestimulante (FSH)

Proteínas

Hormona luteinizante (LH) Honrona del aaciriento (GH) Prolactina (PAL) Honrona adleuocooi:otlópca (ACTH) Hormona estimulante de la tiroides (TSH)

Proteinas

Oxltocina Hormona anlidiurética (ADH)

Protelnas Proteínas

Calcitonina Twoxina (T•) Tnyodotironina (T¡)

Proteínas Protelnes Protelnas

Organo

):r~

Hipófisis posterior

Tiroides

Paratiroides

Protelnes Prole!nas

Proteínas

lnsufm Gtucagon Polipéptido pancreático Somotoslatine

Protelnes Proteínas Proteínas Proteinas

Médula suprarrenal

Adrenalin4 No/adrenalina

Protclnas Proteinas

Col1azn suprarrenal

CorU!IOI Aldostorona

Esteroido E1te1oido

rstrOgono PIO{IOtltrOOI!I

LA!oroltlo 1 otftloidl

l wotr..tórt•lll

1 at~r ol.to

CMi1\os TA5tiC1 r~l'

M CANISMO DE ACTIVIDAD AI IIVIIlAil llClAS ltORMONAS PROtEICAS l • ltr•rrwrrl" l 't"trl•l" (l~ptltl"' y ~mlnn') y lo~ (actorc~ de 1111 nu ..vbnn In utcmhnmu plnsm:\tica para pcllr 11•1 11 ht t t luln. l'ur tnntu, es ncces:llio 11uc sus receptores

• li t hui! tthl

~~

1'11t nrnttcn t'll ti

l~do

cxtracclular de la membrana plas-

Intracelular

endocrino 2

~"':oo

endocrino 3

Hormona proteica

(+)

Proteínas

Paralhormona (PTH)

Páncreas, islotes de Langerhans

Membrana plasmática

(+) ~Organo

(+)

Proteinas

Extracelular

485

Células blanco Flg. 24-4. Ejefr4llo do regulación hormonal de retroalimentación positiva (estimulación ~D-

mática para que la honnona se enlace con ellos. Una exce)}" ción son las honnonas tiroideas, la triyodotironina (T3) y la tiroxina (T4). 2 Estas honnonas hidrofóbicas se difunden con facilidad a través de la membrana celular para unirse con sus receptores intracelulares de alta afinidad. Cuando la honnona proteica se enlalll con un receptor extracelular. se requiere un método para transmitir la señal de la honnona al interior de la célula.l·4 La transducción de la señal a menudo se realiza mediante un sistema compuesto de una proteína intr:unemhrana (que se denomina proteína G)/b con varias subunitlades (alfa. beta y gamma) y una enzima (adenilciclasa) 1111e ~e encuentra unida aliado intracelular de la membrana pl111111~ticn (fig. 24-5). La~ protefnas G son en realidad un gnt¡IO de protclnas intrnmembrana diferentes. Estas se enla¡nn t"tln el Ci"ll' y lo hidrolizan,l y son necesarias para la acllt•rrdón (01) o inhibición (G,) de la enzima ciclasa de adeoilu.• l.n (i, nctivadn estimula la enzima ciclase de adenilo p.u ~ !"'"lucir umt molécula (eAl\IP) que se denomina seMIIIttln mcnJajtro.1 Este último (cAMP) activa o inhibe una <J m. • cn1imas en el interior de la célula, para modificar los 1111 ~T~t11 tnt·tnhc\licos intracelulares. Aunque el cAMPes un ~ r~uutlo mt•nsnjero común para muchas honnonas proteicas, uu es el ¡\uicu que se conoce. El tri fosfato de inositol es un sr»umlcr mcnsnjero que ~eneralmcnte se asocia con factores tic crecimit·nto. En In generación de este segundo mensajero p:ut1cipa una prntcfnn G (GP) y una enzima, la fosfol i~ t'.bEsta úllirnn desprende el trifos(ato de inositol de un llpt· du tic la membraM, el fosfotidilinositol. El trifosfato de inositulno intcracttía con las enzimas cclularcs6 sino que induc_e nn incremento considerable de la concentración de calcio libre intracelular. Aparentemente, el incremento de calcio libre se debe :t libcración de reservas intracelulares y a un aumen· to de la entrada de calcio a \a célula. En realidad, el incre· mento de calcio estimula diversas actividades intracelulareS·. El calcio influve en los mecanismos intracelulares a 1J11Vis de la calmodulina. una proteína enlazante del calcio. Esta tll- - ·.

Receptor

Ciclasade adenllo

ATP

Flg. 24-5. Mecanismo de la actividad de las hormonas proteicas. Las hormonas prololeas so enlazan con rocopto1es oxtracolulnres. Asu v esto activa una proleina intramembrana (G) para lransducir la señal a una enzima (clclasa de adcnilo) para producir un segundo meosa¡ ez, (cAMP). 8 segundo mensajero provoca cambios intracelulares. • ero

tima se combina con el calcio y a su vez activa otras enzimas celulares. -· - -·- - - -

ACTIVIDAD DE LAS HORMONAS ESfEROIDES Las honnonas asteroides son capaces de difundirse a trav~ de la membrana plasmáúca y penetrar a la célula.;• Todos los receptores de estas honnonas tienen ubicación intracelular.' Se ha propuesto un modelo para el receptor de esteroides.l.9 El receptor propuesto tiene sitios de enlace con hormonas y sitios de enlace con DNA, y está asociado con una proteína de choque de calor que se disocia después de que se produce el enlace con la honnona. En apariencia, la proteína de choque de calor se disocia para dejar expuesto el sitio de enlace del DNA.l9 Una vez que la honnona esteroide se enlaza con su receptor, el complejo honnona-receptor migra al DNA& (fig. 24-6) y se enlaza con una región específica. El sitio de enlace de DNA es rico en residuos de cisteína y al parecer requiere la presencia de iones zinc para que se prt>duzca un enlace óptimo con el DNA.2 El enlace del complejo inicia la síntesis de mRNA y posterionncnte la síntesis de la proteína. Parece que el receptor de honnona tiroidea tiene estructura similar al receptor de esteroides, lo que podría indicar que existe semejanza en la expresión de genes reguladores entre los dos tipos de honnonas.1

·---AFECCIONESDEL SISTEMA ENDOCRINO

Casi todas las afecciones del sistema endocrino se dividen en dos categorías principales: primarias y secundarias. Las afee: cienes primarias incluyen problemas de la glándula que

produce la honnona (ya sea hipersecreción o hiposecreción) aunque los agentes de estirnulación externos sean nonnale ' En las afecciones secundarias, la glándula que produce 3 honnona es capaz de funcionar normalmente. Los agentes d estimulación externos se encuentran en exceso (lo que pro~ duce hipersecreción glandular) o son deficientes (lo que d Jugar a hiposecrcción glandular). Cualquiera de estas anom ~ lías provoca rasgos clínicos que se identifican junto con ~ afección endocrina. a Con frecuencia la hipersecreción honnonal es más di['.1 cil de corregir que la hiposecreción. Para que haya bipers • creción es necesario que la glándula esté inhibida, ¡0 q: suele destruir tejido endocrino. El resultado final del trat ~ miento de la hipersecreción suele ser la inducción de hiposa_ crcción. A menudo la hiposecreción no se detecta hasta q~ cesa de funcionar cerca de 90Sí de la glándula. Para tratar ,: hiposecreción generalmente se utiliza terapia de reposición hormonal.

r

---~-----RESUMEN

El sistema endocrino está formado por glándula.~ c1ue produ. cen mensajeros qufmicos que se llaman horn10nas. Estas úhimas ayudan a las células a comunicarse entre ~r para m~ntcner el equilibrio del organismo u homeostasis. Lns horm on~ sólo interactúan con células específicas que se denominan células blanco. Par~ que una hormona active la célula blnneo es necesario que esta úhima contenga un receptor. Cada hormona tiene su propio receptor. Las honnonas se dh·iden en dos grupos principales: pro. teínas y csteroides. Las hormonas proteicas están ronnadas por aminoácidos, se almacenan en vesfculas secretorias, no circulan enlazadas con proteínas plasmáticas y tienen vi d~

416 • OOMICA CLINICA

Membrana plasmática

-Receptor

Extracelular

~C=A==P=I=T=U==L=O~~f===================================~

Membrana nuclear

Proteína de choque--

calorífico

Hormona esto roldo

-::

EndocrinJ)logía· del~ hipotálamo y la hipófisis

O

Proteína de choque calorífico

Jocelyn J. Hulsebus

Síntesis de + - - - -- - mRNA proteínas DNA Flg. 24-6. Mecanismo de la actividad de hormonas esferoides. Las hormonas asteroides (H) se dHunden a través de la membrana celular para enlazarse con los receptores intracelulares (R). Una proteína de choque de calor se disocia del receptor tras el enlace. El complejo hormona-receptor (HR) migra al intenor del núcleo y se enlaza con una región específica en el ONA. Se produce mRNA y se sintetiza una proteína.

..

medias cortas. Además, las hormonas proteicas son incapa· ces de penetrar a las células blanco y se enlazan con receptores extracelulares. Una vez que ocurre el enlace, se transmite una señal al interior de la célula y se produce un segundo mensajero. Este último provoca los cambios en el interior de la célula blanco. Una excepción son las hormonas tiroideas. Estas arninas modificadas se enlazan con una proteína plas· mática, se difunden en el interior de la célula y se enlazan con receptores intracelulares que aparentemente tienen estructura similar a los receptores hormonales esteroides. Las hormonas esteroides se derivan del colesterol, no se almacenan en las células endocrinas, con frecuencia circulan enlazadas con proteínas plasmáticas y tienen vidas medias más prolongadas que las hormonas proteicas. Las hormonas esteroides son capaces de difundirse con libertad a través de la membrana plasmática para enlazarse con receptores intra· celulares. Cuando la honnona csteroide se enlaza con el receptor, el complejo hormona·receptor se une con áreas es¡JC· cíficas del DNA celular, estimula la producción de mRNA y provoca en último término la síntesis de proteína.

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OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

CONTENIDO DEL CAPITULO

• Describir la ubicación anatómico del hipotálamo, la glóndulo plneol y lo glóndulo hipófisis.

HIPOTALAMO GLANDULA PINEAL

• Enumerar los neuropéptidos que produce el hipotóiomo e Indicar la función de codo uno.

GLANDULA HIPOFISiS

Hormonas de lo hipófisis posterior

Hormona ontldl\xéNca Oxitoclna • Enumerar los hormonas que almacena lo hipófisis posterior e Indicar lo función de codo uno.

• Enumerar las hormonas que produce lo hipófisis anterior, su ¡egulaclón y sus mecanismos de acción.

• Poro las siguientes afecciones clínicos, describir síntomas cffnlcos, flsiopotologío y observaciones de laboratorio:

Diabetes Insípido SIADH Den ciencia de ho
Hormonas de la hipófisis anterior

Prolactlna Hormona del creclmento/somalotropii'IO Gonodotroplnos Hormona estimulante de la ttroldes Hormona adrenocortlcotróplca Alecciones crrnrcos

Diabetes Insípida Síndrome de hermano antldiLréNco Jnodecuoda Deficiencia de hormona del crecimiento Panhlpopttularlsmo Hlperp¡otocllnemla RESUMEN

ENOOCRINOI.OGIA DEL HiPOTALAMOY LA HIPOFISIS 25 • Aet

------- ---- --~

• QIJIMICA CUNICA

HIPOTALAMO

GLANDULA PINEAL

El hipotálamo es la parte del cerebro que est:i ubicada por debajo del tercer ventrículo y directamente por encima de la hipófisis. Esta última eslá conectada físicamente con el hipotálamo por el infundíbulo o tallo de la hipófisis. En el interior del hipotálamo hay neuronas especializadas que se denominan c~lulas neurosecretorias y producen neuropéptidos estimulantes e inhibidores1 (hormonas). La principal función de estos neuropéptidos es modificar la secreción de las hormonas de la hipófisis anterior. En el cuadro 25-1 1·2 se enumeran los neuropéptidos que se producen en el interior del hipotálamo y su principal función.

Cuadro 25-1. Hormonas del hlpotólomo

HOITJ10fiB

Función principal

Hormona tiberadora de corticotropina (CRH)

Incrementa la ACTH y ollas hormonas (lipotropina beta y endorfina beta)

Hormona Hberadora de tirotropina (TRH)

Incrementa la hormona estinUante de la tiroides (TSH)

Hormona ~boradora do gonadolropina (GnRH)

Incrementa la hormona foticuloeslinulante (FSH) y la hormona lutelnizante (LH)

FIICior lnhibldor do prolactina (PIF • dopamina)

Reduce la prolactina (PRL)

Factor liberador do prolactina Incrementa la PRL (PRF) (indeterminado, puede serTRH) Hormona tiberadora de hormona del crecimiento ¡GH-RH, somatocrinlna)

Incrementa la hormona del crecimiento (GH)

Hormona inhibldora de la hormona del crecimiento

ReciJ:e la hormona del crecimiento

(somatoslatina) Facto< mtidor de meWocilos (MJF)

Hormona anlidiurética (ADH,AVP)

Oxitocina

Reduce la hormona melanocito· estimulante (MSH) Incrementa la resorción de agua del filrado gkxnerUal y la orina, asf corno la vasoconstricción del músculo tiso Estimula la contracción del músculo uterino

ACTti =hormon.a adronocorticotrópica: AVP .. arginina vasopresina.

La glándula pineal se ubica en la pared posterior del tercer

ventrículo del cerebro (fig. 25-1). Se desconoce su función exacta. Produce la hormona melatonina que provoca la inhibición de hormonas gonadotrópicas en Jos venebrados infe- . rioresJ La melatonina puede o no inhibir las hormonas gQ:' nadotrópicas en seres humanos. Además, la glándula pineal ' probablemente desempeñe cierta función en el control de los ritmos circadianos.

------GLANDULA HIPOFISIS

El infundíbulo, o tallo de la hipófisis, es la conexión entre ésta y el hipotálamo.• A través de dicha estructura los neuro- ~ptidos procedentes del hipotálamo migran hacia la hipófisis a través de la circulación portal hipotálamo-hipofisaria1 La hipófisis sobresale de la superficie inferior del cere, bro y reside en una depresión del hueso esfenoides que se denomina silla turca (fig. 25-2). En Jos humanos, la hipófisis se di,ide en dos lóbulos principales, la hipófisis anterior o adenohipófisis y la hipófisis posterior o neurohipófiSis. El lóbulo intermedio está presente en el feto humano pero es rudimentario en Jos adultos. La hipófisis posterior almacena dos hormonas, oxitocina y hormona antidiurética (ADH), que con frecuencia se denomina arginina vasopresina (A VP).s Aunque ambas hormonas . se almacenan y se secretan en la hipófisis posterior, en realidad son sintetizadas por las células neurosecretorias del hipotálamo. Las células neurosecretorias tienen procesos axonales largos que atraviesan por el tallo de la hipófisis Y terminan dentro de la hipófisis posterior (fig. 25-3). Tras la sfntesis, las hormonas viajan bajando por los procesos axo-· nales y se liberan a la hipófisis posterior para su almacenamiento.1 La hipófisis anterior sintetiza y secreta muchas hormonas, incluyendo conicotropina (ACTH) y péptidos relacio~ (lipotropina beta, endorfinas y encefalinas), gonadotropinas iFSH y LH), prolactina iPRL), hormona del crecimiento (GH) y lirotropina (TSH).4 La mayorfa de estas hormonas inicia la síntesis y secreción hormonal de Olras glándulas endocrinas ubicadas en todo el organismo. La GH y la PRL son excepciones. La GH estimula directamente el desarrollo --de muchas células en el organismo y la producción de factor de crecimiento (sornatomedina C) en el hígado. La PRL puede estimular directamente el tejido de Jos senos, aunque no se libera ninguna hormona en respuesta a dicha estimula- . ciOn. Las h0nnonas (cuadro 25-1) que proceden del hipatá· lamo actúan en diversos tipos de células (acidófilos, basófi·

Fig. 25-1. Anatomia del cerebro yla glándula pineal.

Jos o cromófobos, según sus propiedades de tinción usando hematoxilina-eosina) en la hipófisis anterior y modifican su sfntesis y la secreción de hormonas de la hipófisis anterior. Los acidófilos se tiñen de rojo y son somatótrofos (GH) Y laetótrofos o mamótrofos (PRL). Los basófilos se tiñen de

azul y son los tirótrofos (TSH) y gonadótrofos (FSH YLH). Los cromófobos no se tiñen y son Jos contcótrofos (ACTH). Las hormonas de la hipófisis anterior ayudan a regular su propia secreción mediante el mecanismo de retroalimentación negativa al hipotálamo, inhibiendo en consccucncta In

Torcer ventriculo

Tercer ventriculo Hipotálamo

Fig. 25·2. Anatomia de la glándula hipófisis y e! hipotálamo.

Flg. 25-3. Almacenamiento de hormonas hipotalámicas, ADH y oxitoclna en la hipófisis posterior.

ENDOCRINOI.OGIA DEL HIPOTAIAMOV LA HIPOFISIS 25 •

(90 • QUIMICA CUNICA

liberación de honnonas o factores hipotalámicos. Esto se denomina retroalimentación negativa de ciclo cono (fig. 25-4).

HORMONAS DE LA HIPOFISlS POSTERIOR Honnona anHdlurétlca La hormona antidiurética es un péptido de la hipófisis pos-

terior que estimula las células de los túbulos contorneados distales y conductos recolectores del nefrón para incrementar la resorción de agua. La estimulación de ADH se inicia con ~u enlace al receptor V 2 ubicado en los túbulos contorneados distales y conductos recolectores. Esto activa la adenilcicla!a y se genera cAMP. Es probable que el segundo mrns:!jero (cAMP) inicie In fosforilación de alguna proteína o prut tfnn~ de la membrana, incrementando la penneabilidad tle lA mrmbmna luminnl al ngun. Además de regular el equillhdu de nwun dd organi~mo, In ncción de ADH ejerce un efecto tic concentrndón en In orina. El principal estímulo J)nrn In sccrccif\n tic ADII es un incremento de la osmolalidnd pln~m:ltica que es detectado por los osmorreceptores del cerebro. !.os pacientes con deficiencia de ADH tienen polidipsi:~ (incremento de la sed) y poliuria (incremento de la producción de orina). Esta honnona también se conoce como arginina vasopresina, ya que es capaz de provocar vasoconstricción generali2ada y puede ayudar a preservar la presión anerial durante lesiones por traumatismos. El análisis de ADH generalmente se lleva a cabo mediante ensayo radioinmunológico (RIA). La muestra de elección para dicho análisis es plasma anticoagulado con EDTA.6 La muestra de sangre debe centrifugarse tan pronto sea posible tras obtenerla' para retirar el plasma con rapidez de las células.6 El plasma se congela hasta que se vaya a analizar. Es conveniente hacer notar que los niveles de ADH se deterioran con el almacenamiento prolongado. Las concentraciones de ADH plasmático se reponan junto con la osmolalidad del plasma del paciente. En el cuadro 25-26 se presenta una lista de los rangos de referencia para ADH. Con frecuencia se malinterpretan las concentraciones bajas de ADH ya que es imposible distinguir los valores bajos normales de la ausencia de honnona.

CUodro25·2- Rangos de referencia poro ADH Osmo/afldad (mOsm'kg)

ADH (pglml)

27().280

<1.5

28().285

<2.5

285-290

t-5

290-295

2-7

295-300

4-t2

Se puede efectuar una detenninación indirecta del contenido de ADH evitando que el paciente consuma agua durante la noche.6 Se deja de dar agua al paciente durante ocho horas. Se obtiene una serie de m~stras de sangre y de orina a detenninadas horas de acuerdo con el peso del paciente. Se detennina la osmolalidad de cada orina y muestra de suero. Los pacientes con deficiencia de ADH deben mostrar incremento de la osmolalidad sérica y reducción de la osmolalidad de la orina en el periodo de prueba. Estos cambios de osmolalidad se deben a que cooforme el plasma se filtra ¡xw el riñón, pennanece un alto porcentaje de agua en el filtrado glomerular y la orina, en vez de resorberse como ocurría normalmente gracias a la actividad de ADH. Esto provoca un efecto de concentración en el plasma y un efecto de dilución en la orina. Los pacientes con respuestas nonnales de ADH no deben tener pérdida de peso mayor de 3% y la reducción del consumo de agua debe estimular la liberación de ADH.6 El incremento de ADH provoca ajustes nonnalizadl}- . res de la osmolalidad sérica (incrementando la cantidad de , agua que se resorbe de la orina) y los valores pennanccen dentro del rango de referencia (275 a 295 m0smlkg). 6

Oxitoclno La oxitocina es un pequeño péptido que se almacena y se-

1+1

Hormona liberadola

Flg. 25-4. Aotronllroontación nogntlvo do ciclo corto do ho.Jrmonas do la hipófisis anterior ]+ (ealimul3clón) - (inhibldón)J.

creta en la hipófisis posterior y parece ser más activa en mujeres embarazadas.• Los dos estímulos más fuenes para liberación de oxitocina son la distensión uterina y la succióll neonatal del pezón. A ténnino, la oxitocina induce contraC-·ciones uterinas y en ocasiones se emplea para acelerar el trabajo de pano. En las glándulas mamarias, la oxitocina induce la lactancia estimulando las contracciones de las células mioepiteliales- Se pueden detenninar los niveles basales de oxitocina en mujeres no embara23das y en varones. La fUDción real de la oxitocina en estos individuos no se ha detetminado.4 El método preferencial para análisis de oxitocina es RIA. 6 La muestra de elección es el plasma anticoagulad0 con EDTA. El plasma se congela hasta que se vaya a ana~­ zar. El rango de referencia para oxitocina es< l2 IIUI/mrhlitro.6

HORMONAS DE LA HIPOFISIS ANTERIOR ProkJcftno

La prolactina es una honnona proteica producida por las células lactótrofas (mamótrofas) de la hipófisis anterior. La GH y la PRL aparentemente están muy relacionadas ya que tienen semejan235 estructurales y de secuencia.1 La PRL, junto con varias otras honnonas, ayuda a estimular el desarrollo del tejido de los senos que se requiere para la lactancia1 En el pospano la PRL induce la síntesis de leche en la glándula mamaria de la madre. La PRL está presente en mujeres no lactantes, hombres y niños, pero los niveles séricos de estas personas (< 20 nglml) son inferiores a los de mujeres embarazadas (primer trimestre < 80 nglml, segundo trimestre < 169 nglml, tercer trimestre < 400 nglml).6 Aún no se comprende la función real de la PRL en mujeres no lactantes, varones y niños. Aparentemente, la secreción de PRL es controlada por el factor inhibidor de prolactina (PIF), que se conoce como dopamina y procede del hipotálamo 7 Cuando los niveles de dopamina se reducen, se secreta PRL. Si . - los niveles de dopamina aumentan, la secreción de PRL se inhibe. No se ha identificado ningún factor liberador de prolactina, pero se ha demostrado que la honnona liberadora de tirotropina (TRH) induce incrementos de los niveles de PRL.6 Aún no se establece la participación real de la TRH para regular la secreción de PRL.6 El método de elección para análisis de prolaetina es RIA. La muestra preferencial es suero no hemolizado fresco. El suero debe congelarse tan pronto sea posible cuandó no se va a analizar de inmediato.6 Es necesario registrar cuidadosamente a qué hora se obtuvo la muestra, ya que los niveles de p•tL son más altos por la mañana. Además, la PRL aumenta cuando el paciente se encuentra bajo tensión. Hormana del creclmlento/somototroplna

La hormona del crecimiento es una honnona proteica producida por las células somatótrofas de la hipófisis anterior. De todas las hormonas presentes en las células de la hipófisis anterior, la GH es la que se encuentra a concentración más alta. En general, la GH es anabólica para la mayoría de los tejidos y estimula la síntesis de nuevas protefnas.1 Una excepción de esta actividad anabólica son los adipocitos, y en ellos la GH provoca lipólisis. Se requiere GH para el desarrollo y crecimiento de cannagos y huesos, aunque su actividad es indirecta. Primero, la GH estimula el hígado para ' producir proteínas que se denominan somatomedinas (factores de crecimiento)' En el plasma humano se encuentran ·, dos somatomedinas: factor de crecimiento similar a la insuli' - Da U o IGF-11 (somatomedina A) y factor de crecimiento similar a la insulina l o !GF-1 (somatomedina C).ro El com'· puesto que se reconocfa como somatomedina B es en realidad un factor de crecimiento de ctlulas glialcs de tipo ácido y no una de las somatomedinas.ro La GH estimula la Producción de IGF-1 (somatomcdina C) en el hfgado. En se· zundo lusnr, la IGF-1se cnl az:~ con los receptores de cartfla. lOS y célulns 6sc11~ para cs1imular la sfn tcs i~ de DNA y el dtsarrnllo celulnr.l Al p:ucm. la rc¡¡ulnción de li1 ~ccrcdr~n

m

de GH es multifacética. El hipotálamo contiene honnona liberadora de la honnona del crecimiento (somatocrinina),2 un pequeño péptido que induce la secreción de GH. También está presente en el hipotálamo la honnona inhibidora de hormona del crecimiento (GHIH, o GIH) que se denomina somatostatina. Ambas honnonas actúan en concieno para provocar aumento y reducción de la concentración de GH en circulación. Ade~. la hipoglucemia indüCe Ía secreción deGH y también algunos aminoácidos. La muestra de elección para analizar GH es suero fresco, pero puede utilizarse EDTA o plasma heparini2ado.6 El método de elección es RIA. Existen diversos estuches comerciales excelentes para análisis de GH. Los rangos de re· ferencia aproximados para GH son < 10 nglml para mujeres y < 2 nglml para varones.

Gonadotroplnas

Las gonadotropinas, la hormona folirulotstlmulPntc ( ~"S il ) y la hormona lutcini2ante (LH) son producida! por lu mismas células gonadótrofas de la hipófisis anterior. Pnnlcipan en la regulación de células y hormonas sexuales procedentes de las gón~d:¡s en ambos sexos. El principal estfmulo pnm la secreción de éstas hormonas es la honnona liberadora de gonadotropina (GnRH) que procede del hipotálamo.' Los gonadótrofos se describen brevemente en este capitulo y con mayor detalle en el capítulo 30. La FSH, la LH y l~ honnona estimul~nte de la tiroides (TSH) tienen estructura semejante y comprenden un grupo que se denomina honnonas glucoproteicas.9 Estas honnonas de gran tamaño están formadas por dos cadenas (alfa y beta} unidas entre sí por enlaces disulfuro y con grupos laterales de carbohidratos. Las cadenas alfa de las glucoproteínas tienen secuencia casi idéntica, pero las cadenas beta tienen secuencia singular y dan espec ificid~d a la molécula_ 9 Otra hormona glucoproteica muy relacionada es la gonadotropina coriónica humana (HCG) que produce la placenta. En las mujeres se libera FSH y LH en cantidades variables durante el ciclo menstrual. Los niveles más altos de ambas honnonas se alcan2an justo antes de la ovulación, aproximadamente en el décimo cuano df~ del ciclo.9 La FSH estimula el desanollo de los folículos asf como el desarrollo y la maduración del óvulo. Conforme las células de los folículos se desanollan producen estrógeno. ESte tiene un efecto de retroalimentación positiva sobre la secreción de GnRH. Tras la ovulación, la LH estimula el folículo, para que se transfonne en cuerpo lúteo. Una vez fonnado, el cuerpo lúteo produce progesterona. En los varones, la FSH ayuda a la espennatogénesis en los túbulos seminíferos de los testículos. Las células de Leydig, o intersticiales, responden a la LH y producen testosterona. En los v~rones no se secreta LH y FSH de acuerdo con un patrón cíclico como en las mujeres. 9 El método de prcfcrenci~ para el análisis de FSH YLH es RlA, ya que es muy cspecffico.6 El análisis puede reali7:trsc en sucm 11 plusma. I:n In~ mujeres se dificu lt ~ la interpretnci~n tic r cs ult:rdu~ n menos IJliC se incluya In ctapn del rklunrcn,lrurrlr•nt¡uc M' t"lll"UI'IIIl':t,

m • QUMICA CUNICA bumana. Recientemente se resolvió este problema produ· insípida ncfrógena tienen concentraciones plasmáticas de ciendo hormona del crecimiento humana por ingeniería genormales a elevadas de ADH, pero el riñón es incapaz de La TSH se produce en la hipófisis an1erior y estimula la nttica y métodos recombinantes. Los niños con verdadera responder a la hormona. Algunas causas de la diabetes insíglándula úroides para que produzca tiroxina (T4) y triyodoti· deficiencia de hormona del crecimiento en general respon· pida nefrógcna son enfermedades renales crónicas como pie.. ronina (T La secreción de TSH la controla en parte la den y se desarrollan tras recibir inyecciones de esta hormolonefritis crónica,-inanición que produce falta de protefnas, TRH que procede del hipotálamo. La función de la TSH y su na. Los adultos con deficiencia de hormona del crecimiento hipopotascmia, anemia de células falciformes, fármacos análisis se describen con mayor detalle en el capítulo 26. easi nunca muestran síntomas clínicos. (carbonato de litio, fluoruro, anestesia con metoxiflurano, Las determinaciones aleatorias de hormona del crecicolquicina, propoxifeno), mieloma múltiple, amiloidosis y miento casi nunca son de valor diagñóstico, ya que los indi· defectos congénitos en los receptores renales o defectos en la · Hormona odrenocorHcollóplco viduos normales con frecuencia tienen niveles basales bajos estntctura del tú bulo renat.tl de esta hormona.6 Para probar la deficiencia de hormona del La hormona adrenocorticotrópica (AC'ffi) es una hormona Las pruebas diagnósticas más valiosas para diabetes increcimiento, es preciso que el paciente no responda a dos de la hipófisis anterior que se desprende de una molécula sípida son la osrnolalidad plasmática y de la orina.12.13Generalpruebas de estimulación diferentes (niveles de hormo_na del precursora de gran tamaño llamada proopiomelanocortina. mente, la osrnolalidad de la orina es baja (< 400 mOsmlkg) y el crecimiento < 5 nglml). En una de las pruebas de estnnula· El principal tejido blanco para la AC'ffi es la corteza supra· volumen de la orina de 24 horas aumenta (> 3 000 mi). La . · ción más antigua se emplea una inyección de insulina exóge· renal. Tras enlazarse con su receptor, la AC'ffi inicia la este· osmolalidad plasmática es normal (275 a 295 mOsmlkg) si na para inducir hipoglucemia grave que a su vez estimula un roidogénesis y el producto final que se sintetiza en este pro· no se restringe el consumo de agua. La prueba de privación · incremento de la hormona del crecimiento en plasma. Esta ceso es el cortisol. La regulación de la secreción de la ACTH de agua puede utilizarse para ayudar al diagnóstico. Los·niprueba es peligrosa debido al grado de hipoglucemia que in· la efectúan, a través de retroalimentación negativa, el corti· veles de ADH plasmática determinados mediante RIA con duce. Es necesario que esté presente el médico todo el tiem· sol v el factor liberador de corticotropina (CRF) que procede frecuencia son poco claros ya que los valores normales bajos po durante el estudio.6 En la actualidad se emplea una inyec· del i1ipotálamo. 11 •11 quizás no sean precisos y pueden interpretarse como ausen. ción de hormona liberadora de conicotropina (CRH) para El método de elección para análisis de ACTH es RIA.6 cia de hormona.6.tl Es posible adiinistrar ADH exógeno a__ estimular un incremento de secreción de hormona del crecilos pacientes para probar su respuesta a la hormona. Los paLa muestra de elección es el plasma con EDTA o heparinimiento. Esta prueba es más~gura para el paciente ya que no zado. La AC'ffi es inestable en sangre entera y se adhiere a cientes normales responden reduciendo su producción de induce hipoglucemia. Otra prueba que se utiliza para increorina e incrementando la osmolalidad de la misma. Aquellos las paredes del tubo de vidrio.6 Para la correcta separación mentar la hormona del crecimiento en plasma es el ejercicio del plasma, es conveniente centrifugar la muestra primero en con diabetes insípida nefrógcna no muestran respuesta a la vigoroso. Se pide al paciente que se ejercite durante 20 miuna centrffuga refrigerada; retirarla y centrifugarla de nuevo. inyección de ADH y los individuos con diabetes insípida . nutos. Se toma una muestra de sangre inmediatamente y se Así se remueven los elementos adicionales que se forman, neurógena deben mostrar un incremento > 10% en la osmoanaliza para determinar hormona del crecimiento. Los niveque incluyen enzimas proteolíticas que pueden descomponer lalidad de la orina.6 les> 6 ng/100 mi se consideran normales.6· 12 También es la ACTH durante el proceso de congelación y fusi6n.6 La . posible inducir incrementos de hormona del crecimiento en muestra debe congelarse si no se analiza de inmediato. Los plasma con inyecciones de clorhidrato de arginina. Los pa· Síndrome de hormona ontidiurétlco Inadecuado niveles de ACJ"H se encuentran en su concentración más tientes normales muestran incrementos de hormona del ere· baja Aproximadamente a la media noche y en su concentra· La hipersecreción de ADH induce exceso de la retención de cimiento que equivalen a tres veces el nivel basal una o dos ción rnás alta alrededor de las 8:00 a.m. Para una interpreta· plashoras después de la inyección inicial.6 ción correcta de los resultados es conveniente anotar a qué agua provocando efecto dilucional de los componentes 121oque daht· máticos e hipoosmolalidad (< 275 m0smlkg), hora se tomó la muestra. Los rangos de referencia para gar a una afección que se conoce como síndrome de ADH · ACfH a las 8:00a.m. son 25 a 100 pglml y a las 6:00p.m. inadecuado (SIADH). El análisis de sodio plasmático indica Ponhlpopltuitorlsmo son< 50 pglmililitro.6 valores bajos(< 135 mmoi/L} pero el sodio total del organis, mo con frecuencia aumenta y la osmolalidad de la orina sue· El panhipopituitarismo es un hipofuncionamiento generalile ser de 300 a 400 mOsm/kg. La hiponatrcmia (bajo conté· zado de la glándula pituitaria con la disminución resultante AFECCIONES CLINICAS nido de sodio) induce debilidad general, confusión mental, . de todos los niveles de hormonas pituitarias. En general, se coma y convulsiones.6 El RIA para ADH es valioso y puede observa panhipopituitarismo tras daños graves a la pituitaria. Diabetes Insípido emplearse para detectar la cantidad real de ADH present~ · Estos pacientes tienen insuficiencia tiroidea y suprarrenal, y La causa de hipersecreción suele ser un tumor de la pituttafl1 ausencia de funcionamiento de las gónadas. Con frecuencia La diabetes insípida Los pacientes con esta afección producen gran· La enfermedad de Simmonds es un tipo de panhipopi· des cantidades de orina (poliuria) con gravedad específica . tuitarismo que se desarrolla después de la destrucción de la baja (< 1.005) y orina con osmolalidad (< 400 mOsm/kg). Deficiencia de hormona del crecimiento · pituitaria por intervención quirúrgica, infecciones, lesiones o Estas observaciones son similares a las de pacientes con dia· ~gún tumor.ll.I•.IJ Los síntomas varían de intensidad e inclu· betes sacarina no controlada. Si se restringe el consumo de Las deficiencias de hormona del crecimiento suelen deberse · Yen pérdida de peso exagerada, debilidad general, piel seca, agua, se eleva la osmolalidad plasmática (> 320 mOsmlkg} a tumores pituitarios, lesiones por traumatismos o afecciones b!aclicardia, hipotensión, atrofia de genitales y senos y seni· y el sodio en plasma (> 150 mmol/L) y los pacientes pierden congénitas o son de tipo idiopático.6·8·12 Los niños con defi· ~ prematura. hasta 3% del peso del cucrpo_IW Además, los síntomas de ciencia de hormoroa del crecimiento no se desarrollan YSOO El síndrome de Sbcehan es otra forma de panhipopitui· los pacientes incluyen fatiga. deshidratación grave, hipoter- de estatura baja. Cuando la falta de desarrollo se debe a deftlarismo, a menudo de inicio insidioso. Este síndrome lo ocamia y choque. La polidipsia (incremento del consumo de ciencia de hormona del crecimiento y no a que el organtsrt!O ·liona un infarto a la pituitaria tras complicaciones por hcmoagua) es un efecto secundario frecuente en esta afección. sea incapaz de usarla, por ejemplo por anormalidades de 1~ . ltagia durante el posparto. 12.l~tl Se cree que el infarto es En la diabetes insípida neurógena, la causa de deficicn· receptores, se da tratamiento al paciente con reposició? ~ · ~io nado por espasmos ''asculares de las arterias hipofisa· cia de ADH puede ser un tumor de la pituitaria, una lesión hormona del crecimiento. El principal problema al sunun!Slla¡ que reducen la irrigación sanguínea a la pituitaria, y ocapor traumatismos o de tipo quirúrgico, o factores genéticos, trar hormona del crecimiento exógena al paciente es que_d sionan hipoxia en los tejidos y necrosis. 1 ~ Durante el cmba· autoinmunitarios o idiopáticos. Los pacien1es con diabetes cuerpo humnno s61o responde a la hormona del crecimiento Hormona estimulante de la Hroldes

»·

ENDOC!l\NOI.OG!A DHIIIPOIAtAMOVlA lfiPOflSIS 25 • 493

razo, la pituitaria aumenta ligc1amente de tamttno pur el in cremento de demnndn de hOtmonas, lu que aumentA la ocre sidad de nutriente~ y oxr¡eno en ~m célula~ p111 tll<• •e hlll r más susceptible d la hipoxlu lndudcla l"'r CIJlJIIIIu w•u lar.ti l.o1 ptimcflll )lntomal del •ln1l111m~ dr Shuhan ~<•n uu5cnch.l dr lactancia (mhwd~n dr JlRJ.) y ~mtnunn rn 1'1 pospano ( 1 c~uccl6n tlt I·SJI y 111) 1 ~ ¡.¡ n1lmr1u 1lr 1 1ntum~• y su grnvcdn1l dCIM'Iulrn de lu t'lulld!llllra1 1Jc I~Jhlu l'lt111tM ru! ~ue jé tl~slluy~. 1a th•mlnud~n
El exceso de secreción de PRL (>125 ngfml) en la pituitaria suele debe~ a la pr~encia de un tumor. Aunque los tumores se asoctan con htperprolactinemia, otras enfermedades como acromeg;llia, hipotiroidismo y colapso renal crónico también la inducen.14 En las mujeres, la hiperprolactinemia se relaciOna con rcducc16n de las concentraciones de gonn· dotropmas y estrad1ol. En estas personas, el incremento de PRL puede provocar flujo continuo de leche (galnctorrcn) del seno aun en ausenc1a de un lactante que succione.ll En general, junto con la galactorrea, la paciente deja de mens· truar (amenorrea). Los niveles altos transitorios de PRL ~ detectan en mujeres normales después de que efectúan cjcr· cicio vigoroso.l 4 Los hombres con hiperprolactinemia en ocasiones pre· sentan aumento de tamaño del tejido de los senos (gincccr maslla). Además, puede producirse reducción del funciona· miento de las gónadas (hipogonadismo} que conduce a disminución de la producción de testosterona y atrofia de Jos testículos.14

-\Ir---RESUMEN El hipotálamo está conectado físicamente con la hipófisis mediante el infundlbulo. Las céiJias neurosecrctorias del hi· pot:llamo producen una !cric de hormonas y factores estimu· !adores e mh1b1dores que actúan sobre la hipófisis anterior e inducen la secreción de sus hormonas. La hipófisis se diride en dos lóbulos principales, la hi· pófisis anterior y la posterior. La hipófisis posterior no produce hormonas pero almacena y libera dos hormonas que se producen en las células del hipotálamo. Las dos hormonas que se encuentran en la hipófi!is posterior son oxitocina Y

Al)ll. 1a t•~tllldna es mils acllva en mujeres embarazadas e bridge, England, Cambridge Univcrsity Press ln•luce COIIIIIICCIOntl en clthero y en h\S c61ulas miocpitelia1974. ' lts de lo mruna pnra la libcrnción de leche. La ADH actúa 5. Brownstein MJ , Russel JT, Gainer H: Svnthcsis sobte los túbulos de nefrón e incrementa la resorción de transport, and release of posterior pituiÍary ho¡.:· agua. mones. S'
[ APLICACION DE CONCEPTOS 25-1 Una mujer de 26 años sufrió una hemorragia posparto grave un año antes de ingresar al hospital. La anamnesis después del parto reveló amenorrea, ausencia de lactación, atrofia de los senos y pérdida de vello púbico. Daros dt laboracorio

Sodio Porasio Ooruro Dióxido de carbono Glucosa Creatinina Nitrógeno ureico sangufneo Hemoglobina Hematócrito

130mmoi/L 3.8 mmot/1.. IOO mmot/1.. 25mmot/L 60 mg/100 mi 0.9 mg/100 mi 15 mg/100 mi 10.5 g/100 mi

31% 2.1~gi l 00 n~

T4

l. Identifique los resultados anormales de las pruebas de

laboratorio. Otras pruebas de laboratorio produjeron los siguientes resultados: sTSH LH FSH ACTii

0.2 mU/ml 1 mUI/ml 1mUI/ml 10 pg/ml a las 8 horas

2. Interprete los resultados.

3_ Diga cuál de las siguientes hormonas no se produce en la hipófisis anterior:

a. AClli b. TSH c. LH d.FSH e. PRL f. ADH g. HGH 4. Si todas las hormonas de la hipófis~s anterior se en· cucntran a niveles bajos, ¿c¡né térnuno puede u~nr~t para describir lrt afccción7

S. Dc~riba dos ctiologln~ pam hlpo~ecrccl~n de ln1 ht•1 monas de Inhipófisis nntcrior.

6_ Dados los antecedentes médicos de In 1.~1clcnte y 111~ 1c sultados del lallorniOriO, ¿cut\1es In cuoh>Hfn llttl~ ¡JHt bable?· 7_ Para cada uno de los resultados anormales d~lln~rato­ rio, señale qué deficiencia hormonal de la lupófis1s anterior puede haber provocado la anormalidad. S. Es necesario diferenciar el panhipopituitarismo de di,·ersas afecciones con síntomas clínicos similares. ~no de ellos es hipotiroidismo primario. ¿Qué observac16n de laboratorio permite diferenciar entre ambos?

ENOOCRINOLOGIA DE lA 111l01DES 2b •

,., ,. 1 1 11 1

(

o.

Marcia K. Leise

i'

Endocnno . ogza

HORMONAS TIROIDEAS Blasíntesls Mecanismos de acción Hormona libe!adcra de tlrotroplna Hormona esllm.kldora de la tiroides

Hormonas lioldeos PRUEBAS DHUNCIONAMIENTO DE LA TIROIDES TSH sensible "

Recolecdón y manejo de muestras Rango de referencia

Rango de referencia Relación de enlace de hormona llroldea

Ruth A. Sibilia

•

_ __ __ _____:._ _ ___,

Recolección y maneJo de muestras Rango de referencia

lndice de r. tibre Rango de referencia

Trlyodofironlna total Recolección y manejo de muestras

• Definir y enumerar los síntomas de hlperllroldlsmo. • Discutir los causas del hlperliroldlsmo, su llsiopatalagío y tos observaciones de laboratorio. • Definir y enumerar los síntomas de hipotlraldismo.

• Dtscrlblr lo bloslnltsls de hormonas tiroideas y sus mtcontsmas dt occl6n. • Poro tosstgultnlts pruebas de funcionamiento de lo llroldts, describir ti principio del procedimiento y cualquier prtcaucl6n especial que se requiera poro lo rtcoltcclón y manejo de muestras: ar:,ll

• Discutir las causas del hlpofiroidlsmo, su flslopotolagía y las observaciones de laboratorio. __ • Describir lo naturaleza autotnmuniloño de los afecciones tiroideos. • Dlscufir y clasificar las enfermedades inflamatoriOS de la tiroides. • ·Discufir y closlficor las neoptasmos de la tiroides.

Rango de referencia Indica de l3 libre

Rango de referencia l3 Ubre Recolección y manejo de muestras

Roogo de referencia l3 inverso Recolección y manejo de muestras

Rango d<:! referencia Proteínas enlozantes de la hormona firoidea Tlraglabulino

11 11111 blOC OtiO IA ibO

laiOIQ ~\Cllccde

bllblc

lalhlo rh

• Describir los observaciones de laboratorio en tos pruebas de funcionamiento de la tiroides paro lOS siguientes alecciones:

Enfermedad no tkoldeo Depresión

Embarazo Afecciones armentlclos

Prol oin<» onrazonlcs de hormona t~oldeo

lkoglobulrno Anticuerpos tkotdcos RAIU

CONTENIDO DEL CAPITULO

Supresión de h Estlmuloclón con T1lH

ANATOMIA

• Con los datos dados, calcular FT•I y FT3I. 496

REGULACION

RESUMEN

Los ltdtntcs AY~III'rl en la nrnlh l~n r 1~ 1""'1•• noloon ol.l funcirmnutltnhr tJc f~ IÍIIiltfr• frJn r~ lt lllllrr•loo oonofolooo lrrq•• tllllttS en fa f~ilrl kA tlfnlt a )' tf~ ful•~•to•loo 1ro• lhlo hnn llciAiillf() lu$ il\( ~'1 t111 iiiii ii ÍIIIIIIIIIIt ~llro ) oh roll oooiflrru 11 tnd iln1ic lu1 cnlrurtr•l•rlr•• tlrtihlr'o,. 1ro t•ro•r oluul• ""'' rl• evnluacli\n dlnkn 1lt t¡uc ~·· rlr•proru• r rr 1~ "' llroliol•rl hl• rrll fi cnn lns MrMnncln' ¡uulllrrrru 1ron ruuyror " rr\llollhh"l y 1"" fi abilidad, nlterantlu lai~¡-ÍI'nrh· hn 1'"~'~"'"' clr la• Jlllll' bas tiroidcn.1. El presente cnphulo ~e inlcin cun inlturrración cicntfiH'a básica acerca de In nnawrrrfa y lu lisiulogfa de In tiroides en condiciones normales y patolóyicus; :r cominunción se presenta una diséusión de la naturaleza autoinmunitaria de las enfermedades tiroideas. En las secciones posteriores se incluyen detalles sobre los protocolos de las pruebas, recomendaciones para obtener y manejar las muestras, rangos de referencia característicos y limitaciones, así como diversos problemas que surgen ni emplear los principales métodos de que se dispone actualmente. En las secciones fi nales se incluyen discusiones sobre la valoración clínica de enfermedades de la tiroides y ejemplos de la valoración tiroidea en afecciones o enfermedades no tiroideas, depresión. embarazo, anorexia nerviosa y bulimia.

u,....,

Recolección y manejo de muestras

Rango de referencia Anticuerpos de la tiroides Pruebo de consumo de yodo radiactivo Pruebo de supresión de l3 Pruebo de eslimulaclón de TRH

1~ ~I J 1~ lyl(ll

Embarazo

Rango de referencia

Recolección y maneJo de mueshas

• Dllcrlblr cómo se regula la producción de hormonasllroldtás.

Enfonnodad no tiroidea

Dop¡eslón

Tlroxlna libre

y

• Describir lo ublcacl6n anatómica de la gl6ndula flroldes.

Alecciones médicos seleccionadas

Afecciones olmontlciOs

Tlroxina total

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

Carchoma medUa Corchoma tiroideo no Cffcrcnclodo

Recolección y manejo de muestras

de la tiroides

L__L_=__:...._____ _ _ __

m

APLICACIONESCUNICAS Hipertiroidismo Exceso de estimuladores tiroideos Enfermedad ttroldeo prlmalla Causas yatrogérlcas y facltclos

Hipotiroidismo CongéNio AdQlkldo Afecciones outolnmunllarias nroldllls Agucla

~ Crónico Neoplasias Carcinoma papilar Carcinoma loUclJ!ar

---~---ANATOMIA

La glándula tiroides está delante de la tráq\1\!a, al nivel del segundo y tercer anillo canilaginosos: se mantiene en su si· tio gracias a tejido conjuntivo laxo. Tiene forma hilohular de mariposa y está unida en el centro por un istmo. Con frc· cuencia, el lóbulo derecho es ligeramente rn~s grande que el izquierdo. En los adultos, la glándula tiroides pesa de 15 :1 25 g, mide de 3 n 5 cm de largo y es de color café ruji111. Cada lóbulo esrá muy vascularizado y recibe un amplio aporte sanguíneo de dos vasos principales: la arteria tir oit~c:r superior, que procede de la carótida, y la arteria 1iroidcn 111· feriar, que procede de las ramificaciones de la arteria ~utx:la· vicular (fig. 26-1 )' ·2 El flujo ,·cnoso n través de In trrordcs varía en forma considerable debido al tamaño, ubicación Y número de vasos. También, se producen variaciones dcbi~o a bocio intrator.lcico u oclusiones cerca de la entrada torácrca.·

m •

QUIMIC" CUNIC"

LNOOCRINOI.OGIA DE LA TIROIDES 26 • 499

del tltcitno sexto al tltclrno ~plinto dfas de la gestación. La invaginación continilu hacia abajo, y da lugar a una forma similar a un matraz, con un cuello angosto que se denomina conducto tiroglosal. La glándula tiroides alcanza su posición del cuadragésimo quinto al quincuag6imo días de la gestación. El conducto tirogloso se resorbe en su mayor parte y deja una fosa en la base de la lengua en su extremo proximal. Aproximadamente la tercera parte de los individuos tiene un extremo distal que persiste como el lóbulo piramidal de la tiroides (fig. 26-1). Las células que se originan a partir de la cuarta bolsa farfngea dan lugar a células foliculares durante la séptima semana de la gestación. Por último, las células parafoliculares producen calcitonina.l El tejido paratiroideo, que procede de la tercera y cuarta bolsas faríngeas, también se encuentra bien desarrollado y se ubica detrás de los lóbulos de la tiroides al final de la séptima semana de la gestación. En la décima semana hay evidencia de síntesis de tiroglobulina, acumulación de yodo e incorporación de yodo

a moléculas orgánicas. Durante el segundo trimestre se de· tecla tiroxina (T.¡) y TSH, lo que sugiere que la glándula tiroides queda bajo el control de la hipófisis.1 El folfculo es la unidad estructural fundamental de la glándula tiroides. Consiste en una sola capa de células foliculares en torno a un lumen relleno de un coloide de protef· nas. La glándula tirpides del adulto tiene aproximadamentt_ tres millones de folfculos que varfan de 50 a 500 m11 de diá· metro. La célula folicular tiene formación plana o columnar; el lado basal de la misma se proyecta hacia el exterior dellu· men y está rodeado por un plexo capilar extenso. El vértice (lado apical) de la célula folicular se dirige hacia el interior del lumen, en donde se almacenan protefna.l de tiroglobulin• proteica (fig. 26-2). Los espacios intcrfoliculnrcs ut~n llrnr~ de apone sangufneo capilar, tic la red linfático. ele Ohrr11 ¡hlll~ ticas adrenérgicas y de fibra.1 pnrasimp~ticM colinc'rgica~ . ' La ultracstructura de la célula foli cular ~e r f lftclun~ 1'"' las funci ones c~pccfficas tic sfnt csis y ~crcclc\n h1ntm~r~l

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Flg. 2&-1. Vista anterior de la glándula tiroides y estructuras circundantes: a. gangtio linfático; b. glándula tiroides; c. nervios; d. tráquea; 1. sutrinistro de sangre arterial; f. surrinistro de sangre venosa, y g. lóbuto pramidat.

En torno a los folfculos tiroideos se encuentra una extensa red de capilares linfáticos y corre adyacente a las células parafoliculares. Las ramas linfáticas recolectoras con frecuencia corren paralelas a las vénulas. El drenaje linfático de la glándula tiroides se \'atfa en los ganglios regionales del cuello e incluye nujo retrógrado ascendente hacia la órbita.l La tiroides tiene fibras nerviosas adrcnér~iras (que libe· ran adrenalina o noradrcnalinn), fibras ncrv iu~ns sirnp:ític:L~ posgang l iónic:L~ {que lihcran ncctikolina) y fihra~ rwrvio;as parasirnp;lticas pos¡¡anl\lii\nicns. l.11s ner vio~ udt~·n ~ tl'it•os ;e

originan a partir de los ganglios cervicales y los nervios coli· nérgicos a partir del nervio vago.J Los nervios adrenérgiCOS afectan directamente los procesos metabólicos de las células del parénquima tiroideo, activando a la ciclasa de adenikl Y simulando el efecto de la hormona estimuladora de la tirO~ des (TSH). Ambos tipos de nervios controlan el nujo sangur 4 neo arterial y venoso a través de neuropéptidos vasoactii'OS· Durante su desarrollo embriónico, la glándula tiroideS se inil'ia romo una lmlsa de células epiteliales que crece hada el interior (invaginación) a partir de la faringe prirnitii'J

Flg. 2&-2.

~IIIUCturn (10 In giAildUIA tiiOI!IU . 1 loilcuto ~roldi!O; h ~tlh~A l(li~ulfll, illlkl Hjlk Al, O lullltlll nhiiO lhJ ftl~ikl6; d d lulilfOJICIJlel, 1.1110 IJIIIIII; t l'i"IU fhlill,tl, 1 ft o¡W k~ lnhJrhlll( 11~1111~

ENDOCRINDLOGIA DE 1). lllOIJES 26 •

500 • QIJIMICA CUNICA

La síntesis de tiroglobulina se inicia en el retículo endoplásmico rugoso, cerca del perímetro externo de la célula, y continúa hasta el aparato de Golgi para adición de monosacáridos y ilcido siálico. A continuación, la prohonnona tiroglobulina es transportada en vesículas exocitóticas a la superficie apical interna que contiene actividad de peroxidasa, la cual da lugar al aparcamiento y yoduración de la tiroglobulina. Para liberar hormonas tiroideas dellumen, se extienden seudópodos de la membrana apical hacia el coloide, formando vesículas fagoclticas y secuestrando las gotitas de coloide.3 Estos fag osomas se funden con vacuolas que contienen enzimas proteolíticas, los lisosomas, y forman fagolisosomas. La tiroglobulina se digiere y se liberan yodotironinas. La salida de las tiroglobulinas del Jumen, a travts de la c~lula folicular, y por último hacia la circulación periférica en forma de yodotironinas, monoyodotirosina (Mfl), diyodotirosina (Dll), triyodotirosina (T3), T~ y T3 inversa (rT3) es regulada por la hormona estimuladora de la tiroides. 1

--~-----REGULACION

La secreción de honnona tiroidea se controla por retroalimentación negativa o retroalimentación inhibitoria y sigue la vía del eje hipotal:ímico-pituitario-tiroideo. El mecanismo de control primario se inicia en el hipotálamo, ubicado en el cerebro, que secreta hormona liberadora de tirotropina (TRH). que t:unbién se conoce como factor liberador de la hormona estimuladora de la tiroides (TSH-RF). A su vez, la TRH estimula la pituitaria para que secrete TSH. Esta última actúa directamente en las células foliculares de la tiroides, incrementando la liberación y producción de hormona tiroidea. La hormona tiroidea que se produce en mayor cantidad es T~· y es significativamente más abundante que T.1. La mayor parte de la hormona que se secreta se enlaza con proteínas, en panicoJ!ar globulina enlazantc de tiroxina (TBG), pero sólo las formas libres de T3 y T~ tienen actividad biológica y retroalimentación regulatoria. En caso de elevación de TBG, la concentración total de hormona tiroidea aumenta, pero se preserva el estado eurotiroidc romo resultado de que se restablece el equilibrio entre hormona tiroidea libre y enlazada. El incremento de las cantidades de T, libre retrasa la secreción de TSH y además altera en form·a secundaria la síntesis de TSH. La T, libre también reduce el número de sitios receptores para TRH en la hipófisis. En consecuencia, la T) libre es la que participa principalmente en la retroalimentación a la hipófisis (y el hipotálamo). reduciendo la secreción de TSH y la liberación posterior de hormona tiroidea. La T~ libre participa en el mecanismo de control indirectamente debido a la conversión periférica de T~ a T,.6 La TRH que secretan las neuronas del hi¡Íotálamo se transpo"a a la hipófisis a través del sistema po"al hipofisatio. Aunque el hipotálamo secreta TRH. que es el estímulo Jl31il producir TSH, no se considera como blanet) primario p11ra el control por retroalimentación. Inclusive la elevación

mínima de T3 libre afecta en forma considerable el grado de respuesta de la hipófisis a la TRH, lo que sugiere que el control se dirige a nivel de la hipófisis.' Además de T3 y T4 libres, está demostrado que otros compuestos influyen en el mecanismo de inhibición por retroalimentación. El incremento de los niveles de somatoStatina, hormona del crecimiento, dopamina, glucoco"icoidesl.2·7 y opiáceos 1 inhibe la respuesta de TRH o TSH a la TRH. Obsérvense las lineas con guiones de la figura 26-3. Ett contraste, los pacientes con insufic iencia adrenoconical presentan elevación de los niveles de TSH. Aun en condiciones de equilibrio hormonal normal, la TSH y el conisol tienen una relación circadiana inversa (cíclica de 24 horas). La TSH experimenta un ligero aumento de concentración de 11 p.m. a 1 a.m. y este aumento se inicia antes de la inducción del sueño. La concentración más baja de TSH se produce aproximadamente a las JI a.m-' Otros factores adicionales- .. que reducen la producción de TSH y la secreción tiroidea incluyen inanición o desnutrición grave, lesiones ffsicas e i~r feccioncs.9 El efecto se adapta en forma ventajosa para per- · mitir la preservación de las reser~ as del organismo para combatir enfermedades.' Se ha postulado que las neuronas que secretan TRH en el hipotálamo son fibras nerviosas noradrcnérgicas porque su actividad se bloquea frente a antagonistas noradrenérgicos. En consecuencia, se considera que la noradrenalina es un estímulo para el hipotálamo que produce incremento de la secreción de TRHl.l El aumento de la cantidad de TRH evita que se incremente la hormona del crecimiento durante el sueño en sujetos normales. EsJo puede ejercer un efecto de tipo inhibidor en la liberación de hormona del crccimicnto.2 La exposición al frío, en particular en Jos neonatos, inmediatamente después del parto y en menor grado en los adultos durante hipotermia prolongada grave, estimula la liberación de TRH provocando aumento de TSH y el incremento correspondiente de producción de hormona tiroidea.!.lO Otros factores que incrementan en último término la producción de hormona tiroidea incluyen cstrógenos,2 tensión psfquica,1 noradrenalina1 y sucño 2 Obsérvense las lfneas sólidas en la figura 26-37

---f----HORMONASTIROIDEAS

BIOSINTESIS

La tiro~lobulina es una glucoprotcína de ~ran tamnno. de aproximadamente 660 000 daltons. y con constante sedimentación de 19S. Tiene dos subunidades principales. cnda una con un peso molecular de 330 000. La síntesis de tiroglo~u· lina, una prohormona. se inicia en el retfculo endopl~snuco rugoso de la célula folicular. Cuando el compuesto se transporta al aparato de Golgi se agregan monosacáridos y ~ctdO siálico. La yoduración del residuo de tirosina en la molécula

Tensión

~t

Baja t011'9fralura 1

Noradrenalrna --t---~='--"r~

~~ -j- - - -

Estrñrn>no_ ( .•.

i

Hormona del crecirnentoGlucoccrticoides

~ --

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\

7 ' ~rpófi~s

- - _/

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1;

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\

Flg. 26-3. Compuestos que afectan la regulación por retroalimenlación del eje hipotafámico.piluitafio.tiroideo. Las flechaS continuas írócan estimutación; las flechas con guiones indican inhibición.

de tiroglobulina y el aparcamiento con yodotirosinas para formar yodotironinas se lleva a cabo en el lado Juminal de la membrana apical. En la figura 26-4 se muestra la formación estructural. La oxidación del yoduro y el apareamiento con la tirosina se lleva a cabo mediante la enzima peroxidasa de la tiroides. Las fuentes de yodo son difusión pasiva, transporte activo y conservación del yodo que se libera del proceso de yutluración de yr>dnrnino~citlus libres. Además de tiroglobulina, yodo y una peroxidasn de la tiroides enlazada con la membrana. el peróxido de hidrógeno (H20 1) es un componente esencial, tJIIC ~e ~encr:t en diversos sistemas enzimáticos. Funciunn ctuuu ~u~ tmtn ¡wn lrt peroxidasn de la tiroitlu. El grmlu tic ~nlu rnción cun yodu de la tiroglobulina es muy vnriahlc y run fr rcucncin dcpcnd~ de In funcionalidad tic lu pcrn ~ir l:"n tk In t i ruulr~ u tld upurtc de yudo, lo que afcctn cu rlll uuutfnotiuu In cuurJ""kl(ou tic yodmironinas.r l.n "' lunul:n•ri\u tlt· In TSII prutlucc un incremento de 1Cctccit1u h•Huruu.ll 11 urnlulu <Jllt In lill!globulina yodada IJUc •r nlm.u cnrt ru t•l hrmrn Invierte ) U llliHración hacia el Utcnnr, ni plou , .tpllut, IJliC11111rn In parte externa del follculu, In '1Sil w rul11111 tnntcccptorcs especfficos del lado b;t\nl tk In nll'
cuales median muchas respuestas celulares. Uno de los cambios es la formación de vesículas en la superficie de la membrana apical, a través de la cual la tiroglobulina experimenta exocitosis hacia el lomen coloidal. En el proceso inverso, endocitosis, se observa mayor cantidad de membrana apical con formación de grandes seudópodos que se proyectan hacia ellumen y forman golitas coloidales. Estas gotitas coloidales fagocitadas se funden con los lisosomas. Las enzimas proteolíticas en el interior de Jos fagolisosomas digieren la tiroglobulina y forman las hormonas tiroideas T3, T4 y otras yodotironinas. La mayoría de Jos MIT y DlTÍt deyoduran frente a las deyodinasas de tirosina. Parte del T4 se transforma en T1 del mismo modo. La relación nonnal T4 :T3 es 10:1 en secreciones tiroideas. Conforme se excretan hormonas de la tiroideas a la circulación periférica, se enlazan con protefnas de transporte. Se enlazan en mayor grado con TBG; ~tn embargo. también con prealbúmina cnlazante de uroxrna (TBPA) v albúmina.2 La TBG es una glucoproteína con un sitio de ~nlace por molécula. Se sintetiza en el hígado, Jos estrógcnos influyen en ella y aumenta durante el embaraZO· La prcalbúmina es un tetrámero con dos sitios de enlace ~r molécula. pero en general sólo uno de ellos está ~upad o. También se sintetiza en el hígado y tiene vida medra de os días. La albúmina tiene un sitio principal y seis sitios secun-

502 • QUIMICA CUNICA

ENDOCil\NOLOGLA DE lA l lllOIOES 26 • 503

OH

9 CH,

OH peroxidasa de yodo

y

'-9-'

peroxidasa de yodo

CH,

1

CH,

1

CH

OH

CH

- ~

/\

COOH

·r ·

'

1

CH

/\

H,N

t-r\

OH

H,N COOH

H, N COOH

MIT (yodofirosina)

OtT (yodotirosina)

t* l

o

Trosina

peroxidasa

'-9-' CH,

1

de yodo

OH

9 CH,

1 CH

/\

ti,N COOH l lr0$11lft

OH

peroxidasa de yodo

t-9 CH,

OH

t~t peroxidasa de yodo

1

CH

y

,_ A CH,

CH

/\

H,N

COOH

T, t (yodotironlna)

CH

A

H,N COOH

H, N COOH

MtT

OtT

peroxidasa de yodo

OH

t-9 o 1

t~t CH,

1

CH

/\

H,N COOH

T,

(yodotirllllina) Flg: 26-4. Formación de yodotirosina y yodotironina. la yoduración secuencial de la tirosina que da lugar a monoyodolirosina (Mtn y cfiyOdolirOSina (Dtn es catalízada por la peroxidasa de la tiroides. B apareamiento de yodotirosinas que forman yodotironinas, r 3 y r, también es cata· lflado por la peroxldasa de la tiroides. '

darios para enlace con la honnona tiroidea y también se sin· tctiza en el hfgado. Las tres proteínas de transporte llevan más T, que T3, lo que corresponde a la distribución de producción de T4 con respecto a T3. En general, 0.03% de T4 y OJ'k de T3 se encuentran libres en la circulación periférica. De las dos honnonas tiroideas, la T3 es más potente desde el punto de vista biológico porque algunos somatocitos tienen mayor afinidad de enlace hacia ella 1 Cualquier defecto o deficiencia en la enzima peroxidasa de la tiroides (tiroperoxidasa} reduce la fonnaci ón de MIT, DIT, T4 o T3 debido a que disminuye la yoduración o el apareamiento dentro de la tiroglobulina. Cuando hay reservas adecuadas de yodo, se favorece la producción de T4 con respecto a T3. En general, se produce 50% de DIT, 30% de MIT, 18%de T4 y 2% de T3• Si hay deficiencia de yodo se produce más MIT, por lo que se desplaza hacia arriba el porcentaje de T3, el de T4 se desplaza hacia abajo a medida que MIT y DIT se aparean para formar T3 en vez de los dos DIT que dan lugar a T4 • Para ayudar a mantener niveles adecuados el yodo se transporta en fonna activa al interior de la tiroides contra el gradiente qulmico y eléctrico. La concentración de yodo se efectúa en la membrana basal de la célula folicular y se cree que la regula la TSH. Es probable que la TSH active el cAMP, que incorpora fósforo a los fosfolípidos ubicados en la membrana de la célula tiroides. Estos fosfolípidos forman complejo con el yodo para solubilizarlo y actúan como moléculas de transpone para que el yodo atraviese la membrana basal celular. Además, Ja TSH favorece la introducción de sodio a la célula de la tiroides a través de la actividad de la ATPasa sódica y potásica. Esta, a su vez, incrementa la difusión pasiva de yoduro de la tiroides debido a cambios en el gradiente electroqufmico a través de la membrana basaJ.l La difusión pasiva también pennite el consumo de yodo en situaciones de exceso de ingestión en la dicta, aunque los inhibidorcs bloquean el consumo activo. Los aniones perclorato (CIO,-} y tiocianato (SCN-) son inhibidorcs competitivos y pueden bloquear el consumo activo de yoduro. A nivel celular el consumo de hormona tiroidea se efectúa por difusión, difusión facilitada o transpone activo. Investigaciones recientes confirman la presencia de sitios receptores específicos en los tejidos para el transpone al interior de los somatocitos, pero esto no descarta otras formas de consumo. Es probable que los sitios de enlace celula· res específicos sean distintos en los diferentes tejidos.• La desyoduración de hormona tiroidea la realizan enzimas que se denominan desyodinasas de la tironina. Algunas se dirigen a la dcsyoduración del anillo fenólico externo y convierten T4 a T, 1. Otras retiran yoduro de un anillo de tirosilo interno, lo que provoca la conversión de T4 a rT31 (fi g. 26-5). Las desyodinasas del anillo fenólico externo se subdividen en dos grupos: las que se encuentran principalmente en el riñón y el hfgado (principales órganos que efectúan la excreción de exceso de hormona tiroidea} y tienen menor afinidad hacia T4, y las que se encuentran en la hipófisis y el tejido cerebral y tienen mayor afi nidad hacia T4. Esto permi· te un exceso preferencial al suministro más abundante de hormona tiruidcn y. en tíltimo término, pmpurd unn nivrle~ ildccu;Jdu~ tic hilllliiJIIIll nlos ~itius cctchralcs ~~~~' iutp11tlll11

tes. La eliminación del exceso de honnona tiroidea se verifi· ca principalmente en el hlgado mediante conjugación de las yodotironinas con ácido glucurónico (fJ y sulfato (1'3) seguida por secreción hacia la bilis. La T4 enlazada tiene una vida media de siete dfas, mientras que la vida media de T3 es de sólo un dfa. La distribución de la T4 como honnona tiroidea más abundante y su vida media más prolongada permiten que haya una reserva más estable de honno'na tiroidea. La magnituch!rl.rtnmsformación periférica de T4 a T3 es considerable, como indica el hecho de que 80%de la T3 procede de la transfonnación de T4, y sólo 20% de la T3 se excreta directamente de la glándula tiroides. Veinte por ciento de la T4 que se produce se excreta a través de las heces. La forma biológicamente inactiva de T3 (rT3}, se metaboliza a 3,3'-T2• Consúltese de nuevo la figura 26-5. La producción de rT3 como inhibidor de la hor. mona tiroidea aumenta en presencia de enfermedades no ti· roideas graves para preservar la energía del orgiiJlismo pnrn combatir enfermedades.1

MECANISMOS DE ACCION Hormona flberodora de flrotroplno

La TRH, un tri\>éptido que se origina en el hipottllnmu, regu· la directamente la liberación de TSH en la hipófisis y se cree que participa en las funciones extrapituitarias de neurotr:ms· misor y neuromodulador en el sistema nervioso central. La TRH se deriva de un genoma prepro-TRH de gran tamaño, que tiene codificación para otros péptidos que difieren estructuralmente de la TRH y están presentes en todo el sistema nervioso central. Se ha identificado un fragmento de DNA de 3.3 pares de kilobases como unidad de transcripción de la prepro-TRH humana. En el fragmento de DNA genómico hay tres exones (porción del gen que se traduce a una secuencia de codificación de proteína} y dos introoes que intervienen (porción no codificadora del gen que no se traduce a protefna, aunque se transcriba al RNA). Consúltese la figura 26·6. Una porción del DNA complementaria (cONA} que surge de un exón tiene una secuencia de pares de bases idéntica a la de la unidad de enlace de DNA receptora de glucocorticoides, lo que apoya el concepto de que la expresión·del gen de TRH probablemente sea regulada por los glucoconicoides.4 Además, la T3 libre ejerce un efecto regulatorio en la TRH, como indica la reducción de la secreción de TSH mediada por TRH en presencia de leves incrementos del nivel de T3 libre. El efect<1i: la T3 libre sobre el hipotálamo se dirige específicamente contra el RNA mensajero de TRH (TRH mRNA} y por tanto regula su biosíntesis.4 Hormona estimuladora de lo flroides La TSH está fonnada estructuralmente por una subunidad

beta. una cadena pesada de miosina heta y una subunidad alfa: tudas t llltl se originan de disrintos genes y se encuco· tran h¡¡ju el cuntrol rcgul.1wriu ncsntivu de In T¡ librr. L:1sub· unlil:ul n lfn t i¡·n~ ncotnhlu scmcjatllll! c¡•n ulla~ hillllllllllll Y

ENOOCRII\'OLOGIA OE LA MOIOES 26 • 50S

SO. • QUIMICA CLINICA

OH

1-A y

DNA

cromosómico

anilo fenólico

o

1* 1 OH

CH, 1

1-9-1

desyodinasa

o

1-Q-1

CH

A

H,N COOH T,

(forma acl;va)

CH, 1

CH

A

H,N

COOH

T,

desyodinasa

~

OH

OH

IAI

~A

y

Vo

o

1~

anillo de tirosilo

CH,

desyodinasa

H;N COOH

.,

..

¡

T3inversa (forma ina<:tíva)

A

H,N COOH

3,3'-12 (tonna inadiva)

Flg. 26-5. Desyoduración de la T, por las desyodinasas para formar T3 (anillo fenótico) o rT3 (anibo 1i10smco) con desyoduración posterior de rTJa3,3'·h

puede provocar imerferencias metodológicas. La regulación de la TSH también se encuentra bajo el control de la 'IRH que libera el hipotálamo. La TSH que secreta la hipófisis se enlaza con receptores que se encuentran en el lado basal de la célula folicular, lo que produce una cstimulación rápida de la endocitosis (transporte de tiroglobulina procedente del turnen hacia la circulación en el lado de la membrana basal) y exocitosis (transpone de tiroglobulina al interior del lumen folicular), por lo cual es necesario que la membrana apical efectúe movimiemos amplios. La formación y redistribución en la membrana se activan frente a la ciclasa de adenilo, lo que se evidencia por el incremento de cAMP. La estimulación inicial con TSH (de Oa 5 minutos) produce una reducción de ve.sículas exocíti"as y un incremento correspondiente en el área de la membrana apical como indica la elongación de los microvellos. Durante los siguientes 5 a 20 minutos el área de la superficie exocítica continúa reduciéndose. el área de la superficie de la membrana apical regresa a los. niveles que tenía antes de la estimulación y se observa un incremcn-

Flg. 2~. Prepro-TRH (unidad de transcripción del DNA para TRH) con tres regiones exón codifiCadoras y dos regiooes lntrón no eodifi· caderas que se transcriben al DNA, forman posteriormente cONA y en último térmlno sintetizan TRH.

y

CH, 1 CH

1

CH

A

t('¡

Tripéptido de TRH

to notable en el área superficial de las estructuras endocíticas. En un lapso de 20 a 30 minutos, las estructuras endocfticas se separan en seudópodos y gotitas de coloide. Estas últimas se funden con los lisosomas, digieren la tiroglobulina Y preseman hormona tiroidea a la superficie de la membrana basal. 4 Debido a esta cascada de eventos se produce un aumento rápido de hormona tiroidea como respuesta a la esti· mutación con TSH. Cuando la estimulación con TSH se pro·longa un poco aumentan los procesos exocíticos, lo que hace que se forme hormona protiroidea para almacenamiento (ti· roglobulina) en ellumen folicular.4

Hormonas tiroideos

La T4 es el principal producto que sccrl'ta la glándula tiro~: des, pern tiene una 3flividad biológica directa limitada dcbJ· do a que los sitios receptc>res de la ~uper~cie de la mayo~8 de los somalocitos tienen una actividad m:ls marcada bacta

la T3• Cuando la T4 penetra a la célula, funciona como reser· va para transformación a T3 o rT3 y normahucntc produce 80% de la T3 total y mayores cantidades de rT3• La actividad de la desyodinasa sobre el anillo fen61ico de T4 produce T3 y la desyoduraci6n del anillo del tirosilo produce T3 inversa. En enfermedades no tiroideas, se reduce la transformación de T4 a T3, con una elevación aparente de rT3. El aumento de la concentración de rT3, que carece de actividad de hormona tiroidea, da como resultado la conservación benéfica de reservas del organismo en caso de enfermedades no tiroideas graves.4 Las hormonas tiroideas, T3 y T4, ejercen efectos en el desarrollo y la maduración. En presencia de reducción de hormona tiroidea, como ocurre en casos de hipotiroidismo, se observan menores cantidades de hormona del crecimiento. Las hormonas tiroideas se han asociado con la maduración y el desarrollo de los huesos, el desarrollo del sistema nervioso central y del cerebro, y la maduración del esqueleto. Asimismo regulan factores de desarrollo de los tejidos como soma.. tomedinas, factor de crecimiento epidérmico y factor de desaJTollo de los nervios. En los casos de hipotiroidismo congénito. si no se inicia el tratamiento en los primeros meses, se produce daño cerebral irreversiblc.1 Las hormonas tiroideas también influyen en los procesos metabólicos, como utilización de Calorías, tasa metabólica y consumo de oxígeno, que incrementa el metabolismo de lípidos y carbohidratos y la genera· ción de calor. Estos efectos probablemente se deben al uso del trifosfato de adenosina (A TP) en diversas vías metabólicas. La elevación de hormonas tiroideas incrementa la gluconeogénesis y la lipogénesis, así como la lipólisis de reservas adiposas, la síntesis y degradación del colesterol y los trigli~ridos, y la frecuencia y fucna de las contracciones cardia-

cas. Las reservas de glucógeno se reducen cuando los niveles de hormona tiroidea aumentan.1Estas funciones metabólicas se inician de manera específica cuando las hormonas tiroidc:as se enlazan con los sitios receptores de diversas células de los tejidos. Una vez que se forma el complejo hormona tiroidea-receptor, se inicia una secuencia de eventos regulntorios espe· cíficos del DNA. ,La respuesta específica de los tejidos nnte la hormona tiroidea, en panicular la T3, puede tener un dec· to positivo o negativo en los niveles de RNA men~njero (mRNA), como en el caso de síntesis de TSH o TRI!. Los genes que responden a la tiroides muestran modificación de la tasa de transcripción, la cual aumenta en la mnyorfa de los casos, pero se reduce cuando h:ay síntesis de TSI 1y TR 11. En algunos casos, la elevación de los niveles de rnRNA es considerable, porque el RNA se degrada a menor l'cloci1lnd. El mRNA resultante participa directamente en la síntc>is de proteínas específicas que control:an gran variC41;ul de funciones biológicas especfficas en los tejidos. Estudios realizados con cromosoma revelan que hay dos genes receptores de T3 similares pero distintos, el alfa y el beta, que est~n ubicados en los cromosomas 11 y 3 respectivamente, y corresponden a receptores de alta y baja afinidad. El análisis estructural del receptor de hormona tiroidea indica que tiene notable semejanza con otros receptores para hormonas csteroides, ácido retinoico y vitamina D. Es posible que este complejo de gen receptor se derive de un gen regulatorio ancestral común. La secuencia de aminoácidos de los receptores hormonales es similar y puede di1·idirse en cuatro regiones funcionales principales. Las regiones 1\ y B, que están ubicadas en el extremo arninado, tienen longitud variable y composición diversa de aminoácidos y es probable que participen en la interacción del receptor con proteínas específicas. La región Ces bastante invariable y codifica el dominio de enlace de DNA, mientras que la región D es más variable y probablemente sirve como enlace entre las regiones C y E. La región E es el dominio de enlace de ligando que se encuentra en el extremo carboxílico, con la secuencia de aminoácidos exclusiva de cada receptor.4 Actualmente se está obteniendo información valiosa sobre el papel funcional de la hormona tiroidea a nivel de expresión genética, que aún no se comprende en su totalidad; gracias a la tecnología de sondas genéticas se ha logrado una comprensión más profunda.

------PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO DE LA TIROIDES

Las diversas pruebas de funcionamiento de la tiroides de que se dispone en la actualidad hacen que la elección e interpretación de los análisis resulte confusa 1' con frecuencia diffcil. Los rápidos avances tecnológicos m~ifican la lógica de va· !oración del estado de la tiroides. Lo ideal es que las pruch:1s

ENOOCiliNOLOGIA DE lA TIROIOES 26 • 507

TSH SENSIIILE

se determinan previamente de manera adecuada por RJA, aunLn slntcsis y liberación de hormona tiroidea a partir de la tique las pruebas IMA han reemplazado prácticamente a las de • 75:1 Cutiroldeo tOO roglobulina en la glándula tiroides es regulada por la TSH, JUA también en esta aplicación. Además de tener más sensibili• 63 HlpoUroldeo que se produce en la hipófisis. El hipocálamo produce TRH que dad. el análisis IMA ofrece más especificidad en comparaestimula positivamente la hipófisis y la hormona tiroidea en ción con el RlA. Los métodos IMA para TSH muestran mecirculación le proporciona retroalimentación negativa. El nos reactividad cruzada con la hormona lutcinizante (LH), la 10 efecto de la TSH sobre la tiroides es incrementar la producbormona estimulante del folfculo (FSH) y la gonadotropina --4C:«iómo-!ly~libcración de T4 de la tiroglobulina, que a su vez se- - -- coriónica humana (HCG).'' El IMA también proporciona transforma en TJ en el tejido periférico.B Por tanto, es conroayor precisión en un rango más amplio de mediciones.ll veniente efectuar pruebas de TSH ya que ésta refleja la naAdemás de que permiten diagnosticar las disfunciones turalcza sensible del mecanismo de retroalimentación hipoúroideas, los análisis de sTSH son útiles para vigilar el tratatO 100 tálamo-hipófisis-tiroides. Una leve fluctuación del nivel de miento con levotiroxina en pacientes hipotiroideos. Las doValor de TSH ~UVIl'l sis adecuadas de levotiroxina deben normalizar los valores hormona tiroidea produce una modificación inversa JO veces de TSH; sin embargo, es necesario evitar tratamientos exce11 Flg. 26-7. En este es'tuáiO se observa que las muestras hipertiroi-más grande en la liberación de TSH en la hipófisis. sivos que produzcan supresión de valores_l2 La figura 26-7 muestra las separaciones que se logran al deas y nonnates se encuentran bien ciferenciadas. Casi todas las muestras hipertiroideas se leen por debajo de la última dosis detectamedir muestras de poblaciones hipertiroides, eutiroides e hible (0.02 ~UVml para el análisis que se empleó). Las muestras hipotipotiroides. Como se observa en la gráfica. los altos niveles Recolacclón y manejo de muestras roideas también se observan bien separadas del ra~go de referencia. en circulación de T4 y T3 que se observan en hipertiroidismo (Tomado de Bio Rad Laboratories.) primario provocan supresión de la secreción de TSH en la Aunque la secreción de TSH experimenta variaciones episóhipófisis.14 El desarrollo de los ensayos inmWiométricos dicas y circadianas, el grado de fluctuación no es cllnica(IMA), que suplantaron a los mé~s de ensayo radioinmumente distinto y por tanto no afecta el momento en que se nológico (RIA), permiten medir concentraciones muy bajas efectúa el muestreo. El suero debe separarse de las células ayudan a distinguir el hipenitan pronto sea posible. La muestra se guarda a 2 a s•c cuande funcionamiento de esta glándula reflejen con precisión la de TSH en suero y por tanto 7 do el análisis se va a efectuar en las primeras 24 horas o se concentración periférica de hormona tiroidea. Sin embargo, las - roidismo del eutiroidismo. En general, en los ensayos IMA congela si va a retrasarse más. Es conveniente evitar congeinterrelaciones de In s(ntesis de hormona tiroidea, la secreción y se emplean dos amicucrpos y por lo menos uno de ellos se dirige contra la subunidad beta de la TSH. Normalmente, el lar y descongelar la muestra en forma repetida. el enlace con las protclnas, y otras afecciones, como embarazo, primer anticuerpo se inmoviliza en una superficie sólida, como Generalmente la lipemia. la hcmólisis y la bilirrubina no desnutrición y enfem1edades crónicas, complican el diagnósti- un tubo de ensayo. Se agrega la muestra de TSH seguida por interfieren. En ocasiones se observa un fenómeno que se deco de lnborntorio de las enfem1edades tiroideas. un segundo anticuerpo para formar un "emparedado". El senomina efecto de gancho a dosis alias al seguir la metodología 1Jnyer11 ut>furolló algoritmos para el diagnóotico de hiper· del ensayo inmunorradiométrico (IRMA). Este efecto se cagundo anticuerpo se marca con un radioisótopo, una enzima timilli,nto e hil~llit nidtiiTIU. La recomendación de usar el análiracteriza por una reducción paradójica del resultado que se o un marcador fluorescente o quimioluminiscente que per~i ~ 1lc TSII ~cosible (1TSII), junio con el análisis de T4 libre, obtiene en comparación con la concentración real cuando es mite medir la TSH 11 (fig. 26-8). t ~>nlucul.t l'llll la1 imlicncinnes de la American 'Jl¡yroid AssoEn hipotiroidismo primario se observa elevación de los superior a un valor crítico.16 En este caso el valor real se de' 1111111n ~1111 te>fletlll n IM prindpales pruebas de laboratorio niveles de TSH, ya que la hipófisis responde a deficiencia de termina mediante ensayos con diluciones adecuadas de la muestra. También se obtienen resultados falsos de sTSH en 1'-''~ I•,IIHt.u d cltilCiu tlc In timidcs. 11 los niveles de T4 y T3 en circulación. Estos niveles elevados - el suero de pacientes con anticuerpos antirratón.11

(J 33

f~ptllueldtO

Rango de referencia l.

~

Molécula decaplura

El rango de referencia ultrasensible es de 0.5 a 5.0 ¡¡Uiml,17 aunque estos valores dependen tanto de la metodología como de la población de referencia. Por tanto, cada laboratorio debe establecer sus propios rangos de referencia y procedimientos para control de calidad con el fin de asegurar resultados congruentes.

e:> . e:> e:> Sustancia problema Sustrato MUP

Complejo Ab-Ag

Conjugado de fosfalasa alcalina

La diálisis de equilibrio fue el primer método que se desarrolló para medir la T4 libre. En este proceso se incuba una muestra de suero en una membrana de diálisis contra una solución amortiguadora estándar, hasta que se establece el equilibrio del marcador T4 que se añade y llega al dializado. La relación de los recuentos en el dializado con respecto al dializante da la fracción dializable o porcentaj~ de J4 1ibre.B Avances tecnológitos recientes han permitido el desarrollode ensayos de diálisis en equilibrio para medir directamente la T4 libre por RIA, tras separar la T4 libre de la T4 enlazada con proteínas mediante celdas de diálisis 18 (fig. 26-9). También se han desarrollado ensayos inmunom~tricos para medir T4 libre. En uno de ellos se utilizan anticuerpos monoclonales marcados con sustancias quimioluminiscentes. Se produce competencia entre la T4 libre de la mueSirn y un conjugado de T4 de conejo con IgG por los s itio~ de enlncc con los anticuerpos marcados. El conjugndu del nntlcurt[lt¡ se separa mediante anticuerpos n In lgG de coneju r¡ne Mili magnetizables y esl:ln enla7.ados con panlcula•. l.a t¡nlmln luminiscencia, que se detecta como recuento• de fulunrl t 1111 un luminómetro, es inversrunentc prupmdonal 1 la cnth rn tración de T4 1ibre en la muestra.19 En utrn eMayo lnmunt•ló gico directo se utiliza anticuerpo nwnoclunnl de '1'4 n1•11 111111 con lllJ. La '1'4 libre de 1~ muestra compite cun pnllkuiM magneti7.able,¡ de pollmcro, modificadas c¡ulmknmcnto 11nu actuar como ligandos, por el mllicuc!Jl
MU

1\uorescenle

Complejo Ab·Ag·Ab

Fig. 26-8. El principio del análisis AbboltiMX, ullrasensible para TSH utililando tecnología de ensayo inmunológico enzimático de micropart!· culas. 1) La TSH del paciente se enlaza con mlctopartict.jas rea.>!Jiertas con anticuerpo a la TSH. 2) Se forma un •emparedado' con un seglll' do anticuerpo marcado con foslatasa alcalina. 3) Se añade el sustrato, MUP, y la tasa de generación del producto fluorescente, MU, es direcU· mente proporcional a la concenlración de TSH en la muestra. (La reproducción de una parte de Abbott Diagnostics Customer T!aifljng Gtidl· 1990, se nevó a cabo con aprobación de Abboltlaboratolies. Todos los derechos reservados por Abbott Labora\Ofies.}

nROXINA LIBRE Aunque la T4 libre está presente como una fracción muy baja de la T4 total (sólo 0.02% del total), es un indicador mucho Dlejor del estado de la tiroides que la T4 total. l.a T4 lihrc es la que penetra a la.1 células y experimenta unn ll lmsfnrmaCtón para convenirse en In met:tbólicnmcnlc polente T 1.11 1.n concentración de T4 libre en Mlctu ~e eleva 3f1111Xtmndnmcn k en 95% de los l':tckntc~ lupelliwulru' funhulnt''""' 11 Cuando se SOSfJCCho cl thiiKnt\,tit•u tic lllllht\Ju,J•, •r 11111 finnn medinntc elcvari(llt dr In T, lll•t~ y "'"'h~ol"' 1k "' Plcsión de !TSII. 11

CILINDRO DE MEMBRANA

MEMBRANA

e.

rlg, ,. Con~ hniiJV@If!\1 do In coldil do dWJ51s Nebon quo 511 ''"l¡~¡, !111111 lll"h)'l) IJy 11•111~18 IIOllfii Ó~lJt iO lió! T,lobrO. (TOIMdo do N• lo~l ln-~lul•t l ~ot¡¡M811U IUUIJ, 11 ~ .)

ENDOCiliNOLOGIA DE lA flllOOES 26 , 409

508 • QUIMICA CUNICA

4 T41 1 ~Ab

Suspensión de separación 1125 Ab

Flg. 26-10. Principios de análisis Amertox-MAB para T, libre, que se muestran de manera diagramática. En este en~yo competitivo directo se utiliza un anticuerpo monoclonal marcado con 1251para T,, el cual se enlaza con T, o con ligandos de la suspensión de separación. Las particulas de pollmero magnetiZable actúan como r¡gando para el anticuerpo marcador no oombinado. Se determina la concentracién de T, ~ore que se relaciona inversamente con el cprn del mar· cador enlazado con la partfcuta, a partir de una curva estándar. (Tomado de Amersham Corporation.)

Recolección y maneJo de muestras

No es neces:u-io que el paciente est~ en ayunas. El suero tlehc ~c p:1mt ~t de la~ célu la~ y refrigern~e si el análisis se va n rfrtlunt en 1111 ptimetM 24 horns. Si se va a retrns:u- más, ~~ trctrtnlentl ~ con~e lnr In muewa a - 20' C para que dure h lt~l~ th•l tllh CI, Alllcl del unill isi~. e~ necesario que la """''"" 't t·n~ucnllt 11 1cmpcrn1um ambiente y se mezcle 1 "" ~ttn vlthul , hl1lt~ udttl n rimr e invittiéttdola. Se debe evitar '""''' 1ittl11 • tlt• >~· ttn¡w lutln¡·u founn rcpctidn. Ntt t'~ 1IIIIV~ II lt'lltC Wttlill IIIUCStrfiS durante O poco des· 1'"1'• 11111• M¡ rulttllul,tllt hrpnd11a, ya que esto provoca resulliul"' tll •wt~lnllll'~ en hu nnilli'i' tic 1'4 libre debido a los

r kclll~ 111 t•lt•tl, In 1'11111 u tic tuubos tipos. 21 Las muestras muy li¡,.tmJt-~, pur1lcn p101ludr valores erróneamente altos tlt T• hbte. Se rrcumiemla um un chorro de aire para limpiar 13 mucwa en c:M de que huya lipemia grave.22 La ictericia gmve (bilitrublna) y In hemólisis exagerada al parecer no provocan interferencias. Las limitaciones de los métodos análogos incluyen dependencia de la concentración de albúmina sü ica,23 en especial en pacientes con variaciones del enlace de albúmina, como ocurre en casos de hipertiroxinemia disalbuminémica familiar.22 La presencia de autoanticuerpos antitiroxina en la cin:ulación interfiere con diversas metodologías para determinar T4 y los resultados deben in- -· terpretarse con precaución.24 La feni10fna y los salicilatos hacen descender la concentración de T4 libre afectando las enzimas intracelulares que llevan a cabo la degradación de-T 25

..

Rango de referencia El rango eutiroideo representativo para T4 libre es de 0.8 a 2.0 ng/100 m1,22 aunque varía l igerap~entc según la metodología que se emplea y la población en la cual se efectúan las pruebas. Cada laboratorio debe establecer su propio rango de referencia.

TIROXINA TOTAL La T4 se enlaza con las proteínas de transpone con una afinidad aproximadamente 1O \"eces superior a la de T3, lo cual explica la concentración tan superior de T4 en plasma con

respecto a la de TJ. B Se observan valores aumentados de T4 de manera característica en pacientes con hipeniroidismo; los niveles bajos se asocian con hipotiroidismo (cuadro 261). Se presentan valores de T4 que no reflejan el estado de la tiroides en pacientes con alteración de la concentración de TBG o en quienes reciben medicamentos que afectan el enlace de la TBG con la T.4 . La T4 total se eleva en mujertS embarazadas, que toman anticonceptivos orales o reciben terapia con emógcnos, porque éstos incrementan la producción hepática de TBG. Como resultado de la poca síntesis de TBG, la T4 desciende en casos de cirrosis. En el síndrome

nefrótico, se observa disminución de los valores de T4, secundaria a pérdida de TBG en la orina.11 Los glucocorticoides reducen la T4 total, inhibiendo la secreción de TSH y reduciendo la concentración de TBG en suero.26 El tratamiento eon doparnina reduce los niveles de TSH y por lo tanto disminuye la ~ecreción de hormonas tiroideas.ll l os andrógenos, incluyendo los esteroides anabólicos, reducen la T4 y la T totales haciendo desCender el mveT de TBG en suero.26 salicilatos desplazan la T4 de los sitios de enlace con las proteínas de transpone y por tanto reducen la~· total ~edi ­ ble. La fenitoína y la carbamacepma, dos anltconvulst\'OS, hacen descender la T4 total por varios mecanismos. Se produce inhibición del enlace de r. con TBG a dosis altas. Otro efecto es la inducción lenta del enlace hepático y metabolismo de T4 , y también la inhibición de la secreción de

!1

TSH.26

La metodología para determinar T, total incluye RIA, ensayo inmunológico flu orimétrico y ensayo inmunológico de polarización de nuorescencia. En un método que lleva a cabo el RIA en fase sólida se emplea T4 marcada con 125l,la .. cual compite con T4 en la muestra del paciente por los sitios de enlace con un anticuerpo de T4 inmoilli?-!!d
Enlace competitivo

\

lnllutnclo dt lo lBG y tltslodo de lo lltoldes en los hotmonos Htoideas totales y Dbtes, en lostelaclones de enla<:• y en los índices eotculados

r, rotal

lndicede T3 1ibre

III¡II•Utllkh'11110

~

\ Sustancia problema no marcada

lh¡IOiiloldiJitiO I11CIOIIl011lO do TBG

N

N

11oducctón do TBG

N

N

N . normat! • el vak>r Ql.te se mide es lnleriol' al normal; t = el valor que se ntide es s~rioJ al normal. THOR. relación de enlace de la 1-ormona tttoidea.

Recolección y mont )Odt tnUtlhOt No es necesario t¡ue clp.u·u 111r n t r11 ''1'""' 111 '·"'r" debe ob1cn c r~c m ctli ~ nt c puntl~u vr nto;~ ' '"1'" ,nl11, 11111•• simples. hcpatiniJniiOI o cun l·ll'l'¡\ 1.11111111''' ~' r 1, 1,,, 1 van de 2 a K'C durante siete tlfu• ll hn11,, tiP~ n1r~r' Q JUT. Antes de analiwrlas. es m•ccsnno CJUC ~t cnlucnucn Q tem peratura antbietilc: se mc7clnn lmciénduh11 girnt con Mt:ll'tdad e invirtiéndolas. Debe evitarse cun~cl:ul tt.~ y descongelarlas en forma repetida. Aparentemente, el exceso de bilirrubina no afecta los resultados. No deben utilizarse muestras muy li~mtcas, porque los ácidos grasos compiten con la T, por los sitios de enlace en la TBG.JI Tampoco deben utilizarse sueros que comengan anticuerpos de antitoxinas, porque pueden dar re-

.. .. .. . Retención de polarización

'\ ( UO{hO' 6 l.

entre la muestra y el anticuerpo, en donde NCMI ~'" w 11 111, sitios de enlace del anticuerpo <1ue nu tatall IM'IIP:UIIII .~r 1111 liza una solución de lavado pnrn 1ctlrnr la fNul~11 1111r "" ~o enlaza y se inicia la acti\·idad cnllnr4tkn an~1hr"'l" •"'"~'" A continuación, la tMn en7im4tica lit· la l11•• 1 l(•n t rtl•t•l• determina mediante nuflrCICencla. En el ensayo inmunulógic-n 1lc rlC•I~'"'"'"" 1l• ""'"' cencia se emplea el enlace t'llllllll'lhtvu (11, Jt, 111 ¡•11111, , , se libera la fracción de T. cnh11 a•l ~ 11•11 l• 1"''" tn•. 1" ,1 ,~ permite mrdir la T4 lthtt y rniAtllllr 1 • 11 ,,.,, • •• , ' '" fluorcscefna compite cnn)QT• tlt• In""" 11 ~ 1•• l•· "" ' M el anticuerpo de T4• ('u3ndu 1~ ' '"" 1"''"' ''"' .~ 1 .1.1 1• ciente es ahn. qucdn lihtr mA~ '1'• 1111111 ~·1", ,, n... :, ,,,,. el cual rota con tnpltlcl y plrttlt• 111 1"''"''' .. "'" In •••• palabras, la cunc~nltitd~n •Ir '1', 1~ ln11 1 -•n• nlo l''"t••• 1, nal a la pol arintci ~n nrtn 41

Sustancia problema marcada

Pérdida de polarización ~

f ) -..:"'· \~ .--. k ~

'

Fig. 26-11. Principio del método AbboH TDX pata r, en el que_se utiliza ensayo inmunológico de polarización de lluotoscc~a (FPIA). Lo T, del paciente compito con T, marcado con ftuoresceina por los stttos de enlace en el anhcuerpo T•· La polanzactón _neta es rrwotsnmtJnto pro· PDicional 0 1a concenttación de T4 en la muestta. (La reptoducción de parte de Abbott Oiagnosffcs Cuslomer Tramlllfl Guido, 1090, ~o llovó n cabo con aptobación do Abbon Laboratorios. Todos los derechos reservados por AbboH Laboratories.)

ENOOCRINOlOGl.'. DE tA l'IROIDES 26 • 511

510 • QU\MICA CUNICA

sultados erróncos. 24 Es conveniente evitar las muestras hemolizadas para analizarT4 por polarización de fluorescencia, ya que la hemólisis reduce los valorcs.32 Las principales dificultades para interpretación surgen de las variaciones del enlace con TBG. Es conveniente utilizar el análisis de la relación de enlace de la hormona tiroidea (lllBR) junto con el análisis de T4 total y calcular el índice de T4 libre. (Véase las secciones en que se describe la relación de enlace de la hormona tiroidea y el índice de tiroxina libre.) Otra alternativa es utilizar la sTSH, la T4 libre, o ambas, en vez de la T4 total.

Rango de referenc ia Aunque el rango eutiroideo se determina por la metodología y la población de referencia, el rango de referencia representativo es de 4.5 a 11.0 ~g/100 mlP Cada laboratorio debe establecer su propio rango de referencia.

El resultado de este análisis por lo general se expresa como una relación que compara el resultado del paciente con el de una muestra de un banco de suero normal, que se corre 5¡.- multáneamente.ll Existe una Rueva prueba para THBR, el consumo de T de Abbott, que es un ensayo inmunológico de polarizacióa fluorescente que mide la capacidad del suero para enlace con la tiróxiña en·forma·más directa.,.. En este m~todo se emplea un marcador de T4 marcado con fluorcsceína, el cual se une con los sitios disponibles en las proteínas enlazantes de tir(}xina (TBP). El suero con concentración alta de TBP insaturado no consume más marcador de T4, lo que da como resultado un incremento de la polarización neta. Los pacientes que presentan incremento de tiroxina sérica o niveles baj~ de TBG sérica tienen niveles de consumo de T más bajos de lo normal. El análisis del consumo de T de Abbott muestra una relación lineal entre las unidades de consumo de T y la concentración de proteína enlazante de tiroxina no saturada.

Ff,l

=T

4

x THBR (THBR =T;U/T;Unormal )

Cuando se utiliza la prueba de consumo de T de Abbott, el resultado de T4 dividido entre el consumo de T permite estimar el fndice de T4 libre. Ff4 1=Ti consumo de T

Rango de referencia Utilizando los rangos de referencia para T4 total y consumo de T,, se obtiene un rango de referencia representativo de 1.13 ·a 3.85. Otra alternativa al calcular la Ff41 usando los resultados del consumo de T4 y Tes el rango de referencia rtpresentativo de 4.5 a 12.0 ~Lg/ 100 mi. Cada laboratorio debe establecer su propio rango de referenc1a con base en los valores establecidos para T4 total y THBR.

RELACION DE ENLACE DE HORMONA TIROIDEA

Recolección y mo nejo de mu•tras

TRIYODOTIRONINA TOTAL

Las primeras pruebas de THBR fueron las de consumo de T3 con resina (RT1U). Como resultado de la confusión con el ~n:lli~i~ de '1'1 Úriyodotironina total), el Committee on Nontcnclaunc uf the American Thyroid Association recomendó ~n m ~yn1lc 1987que In prueba RT3U y también otros análi,¡, 1lt~rft~dtl!l p:un e1timar la distribución de hormonas tiroillr~• Ml ~Jnd11~ Cllll prntclnas enlnzantes de la tiroides se !la13 m.,• rn •~yo '11111 K. El nombre se derivó de uno de los 11' ~~<11~11' tk tnueha, la T marcada radiactivamente. Fue di3 ''~"''" l'iun 1cllrjnr In cnpncidnd de enlnce no saturado de 1 ~• l'lutrln~• de tm n~rnne de hormona tiroidea, de manera 11111" 11o~l '1110 . 1:1T1 m11rcado radiactivnmente que se añade 111 r ¡, ruo M' une 1'1111 t odn~ los sitios de enlace no saturados ti 1~ nlllr•uu, 11 Cllntinuución se a1iade una resina para cnlal•r•r 11111 eltcnctlvo m;~rcador restante. Tras separar la resin• unhln crm '1'1 mnrcada radiactivamente de la TBG con T3 111~11 ·"httllJinctivnmcnte, .1e determina la radiactividad de la 1nlnn y ~e 1cluciona de manera inversa con la concentración Jc Tllti nn 1;Uu1adn (p. ej., Nuclear Medica! Laboratories33). E11e mttndo de ensayo se diseñó para reflejar con mayor precisión el funcionam iento de la tiroides en caso de que cxistnn variaciones del nivel de TBG. El valor de RT3U varia inversamente según las modificaciones de la TBG. Nuclenr Medica! Laboratories33 proporciona información acerca de los efectos de RT3U procedentes de diversas afecciones de alteración del enlace. El incremento de proteínas enlazantes de la tiroides que produce reducción de RT,U se observa durante el embarazo, durante tratamiento con eStrógcnos, hipciproteinemia, porfiria intermitente aguda, incrtmento de TBF hereditario y hepatitis aguda. La reducción de las proteínas enlazantes con la tiroides que produce incremento de RT3U se observa en enfermedades renales nefróticas, enfermedades crónicas debilitantes, afecciones hepáticas y tratamiento con glucocorticoides o andrógenos. La fenitoína y las dosis altas de salicilatos inhiben el enlace de T4, lo que provoca incremento de RT3U. Como la T3 se enlaza con TBG con la déc1ma parte de la avidez de la T4, lns modificaciones séncas de '1'1 tienen pocu efecto sohre el ensayo de 'll iOR.

La recoleccióñse Té:ilizadel mismo modo que para el análisis de T4 total. Las muestras que contienen anticuerpos de T4 no producen resultados confiables en la prueba de consumo. de T.34 Los niveles altos de ácidos grasos libres (no enlaza. dos con glicerina) interfieren con la THBR en el RIA, debido a que existe una correlación positiva entre la THBR y la relación de ácidos grasos libres/albúmina.31 Los niveles altos de ácidos grasos no interfieren con el análisis del consumo de T.l4 El cálculo del índice de T4 libre (Ff41), o índice de T3 libre (Ff3J), es necesario para efectuar la interpretación en presencia de alteraciones de las proteínas enlazantes de la tiroides.

La T3 total es muy útil para valorar la sospecha de tirotoxi-

Rango de referencia Los resultados del consumo de T se expresan en números sin unidades, y son relaciones que se comparan contra un valor normal. Cada laboratorio debe establecer su propio rango normal. El rango representativo es de 0.72 a 1.24."' Las variaciones en los rangos de referencia para consumo de T3 por ensayos radiológicos dependen de condiciones como tiempo de incubación, temperatura, pH, cantidad de suero que se agrega y naturaleza y cantidad del enlazante secundario. Un rango de referencia característico es de 25 a 35%.3 1 Cada la· boratorio debe establecer su propio rango de referencia.

INDICEDE T4 LIBRE El Ff41es un cálculo que se emplea para normalizar la T4 total y los valores de THBR n presencia de alteraciones proteicas. Los cálculos varían de acuerdo con el diseño del ensayo THBR. Si se multiplica la T4 total por RT1U se obtiene un índice de concentración de T4 libre cfectivá que es baS· tante independiente de las modificac iones en el enlace con las proteínas. Es importante observar que no es un verdadero valor de T4 1ibre, sino sólo un fndice de esta medición.J6

.:

cosis cuando la T4 1ibre es normal. En este caso, la cle\'ación de T sérica en ausencia de incremento de TBG es diagnóstica p~a tirotoxicosis T3_l1 La T; es útil para diagnosticar el hipeniroidismo leve, porque aumenta en etapas más tempranas y en forma más notable que la T4 en todas las formas comunes de ttipertiroidismo. 17 Los médicos generalmente utthzan la T para vigilar a los pacientes que reciben liotironina sódica.tste análisis es de poca utilidad clfnica para valorar hipotiroidismo. . Un método para determinar T3 es el RlA en fase sóhda, en el cual la T, marcada con m1 compite con la T; del paciente por el anticuerpo inmovilizado en la pared de un tubo de polipropileno. Se utilizan agentes bloqueador:s para hberar la T enlazada de los transportadores proteiCOS, lo que permite ~edir la T3 libre y enlazada. Tras la radiactividad: la decantación es inversamente proporciOnal a la concentración de T en la muestra. Los recuentos por minuto se comparan con los de una curva estándar (p. ej., Diagnostic Products Corporation 33) . La T total también se analiza con tecnología de ensayo inmunoló~ico enzimático de micropartículas, en la cual se forma un emparedado entre anticuerpo-antígeno-anticuerpo. El primer anticuerpo se une a las micropartfculas; el segundo se marca con una enzima que actúa sobre un sustrato para producir un producto nuorescente, cuya concentración es directamente proporcional a la cantidad de T3 en la muestra. 39 En el ensayo inmunológico enzimático fluorimétrico de T, total se emplea la metodología de saturación secuencial.~ La T de la muestra se enlaza con un anticuerpo de T; inmoviliz~do en papel de libra de vidrio. Se a~rega r, marcado con enzima (conjugado) al área de reacción de la muestra. para que se una con los sitios de enlace del ;mtocucrpo no ocupados. Mediante una solución de la1•ado ~e chrn.mn el exceso de conjugado T, y un ~ ustrato de.1:1 c~t wn ;~ uuc1a la a:·· tividad cnzimoltic:l. l.n l'clocidad Cllllllldttcll d1· la ft .n'l'tllll enla7adn. que ~~· ICinciunn llli'I' I ~ IIIIIC IIIC Cttll la l'llllt'I'IIIHI cillu tk T 1, ~~· dctrlllllllil 1'"' ll nllll''l'l' ll~lll

Recolección y manejo de muestras No es necesario que el paciente estt en ayunas. En algunos ensayos se requiere solamente suero, no plasma. El suero debe separarse de las células y refrigerarse si se va a analizar en las primeras 24 horas; de lo contrario, se congela a -20'C para que dure hasta dos meses. La muestra debe encontrarse a temperatura ambi ~nte antes de efectuar el ensayo y se mezcla agitándola con suavidad o invirtitndlila: ES precrso-evitar congelarla y dcscongelarla en forma repetida. Se ha encontrado que las formas ictt ric:L\ producen in· cremento de los valores de T3 y por tanto invalidan el rr~ul tado.l9 Aparentemente la lipemia y In hem
INDICEDE h LIBRE Como los ni-cles de T3 total tambi~n se ven afectados por \'ariaciones en la concentración de TBG, se utiliza el m~todo de corrección que se conoce como índice de triyodotironina libre (Ff,J) para normalizar los valores de T: y THBR. El índice de. actividad metabólica de T3 se determina al multiplicar el resultado de T¡ por el RT3U ~ue se obtiene. El Committee on Nomenclature of the Amencan Thyrmd Association recomienda el término índict de T1 librt.ll

Rango de referencia Empleando los rangos de referencia que se indicaron con anterioridad para T~ y RT;U (como ejemplo de ensayo THBR), el rango de referencia característico para Ff,1es de 20 a 63. Cada laboratorio debe establecer su propio rango normal, dependiendo de los que haya determinado para T3 y RT3U.

h LIBRE La determinación de T1 libre es de valor limitado para valontr el hipotiroidismo; se emplea principalmente como p~c~a cunfirmnturi:t de hipcrtirnidismn, en espcclill en llfOIOXICOSIS T1 111T, hl•1c, 11uc 'e wrrelnduna hicn con la T, t04al: preM'nta 111 rrntlllltllc lllll' nu ~e ve nfcctn1ln p111 nt~Miofic~~~ones lit' 'l lll :, 1 ~.,,, ,.~ 1111 ~to 1 ~· n•h' 1h' ln lnrt"lult1¡1fa •k tut~hst!.

ENDCICRINOlOGIA DE lA TIROIDES 26 •

5t3

512 • QUIMICA Cl.INICA

Un m~todo que determina T3 libre utiliza mctodolo¡;fa de RIA en fase sólida. Un análogo de T3 marcado con m ¡ compite con el T3 libre de la muestra del paciente por los si· tios de enlace con el anticuerpo de T3; que está inmovilizado en la pared de un tubo de polipropileno. Cuando transcum determinado tiempo, los tubos se decantan y se efectúa el re· cuento. Los recuentos por minuto son inversamente propor· cionalcs a la eoncentr~ción de T3 libre en la muestra del pa· ciente (p. ej., Diagnostic Products Corporation4C). Recolección y manejo de muestras

No es necesario que el paciente esté en ayunas. El suero debe separarse de las células y refrigerarse cuando se va a analizar en los dos primeros días. Si se va a retrasar el análi· sis la muestra congelada se conserva a -2o•c, hasta por dos meses. Antes de efectuar el análisis es necesario que la muestra se encuentre a temperatura ambiente y se mezcle ha· ciéndola girar con suavidad o inviniéndola. Debe evitarse congelarla y descongelarla en forma repetida. Se ha reponado que la heparina tiene efecto en los análi· _ ·- .JiS de T3J~bre in vitro e in l'il'o. Por tanto, no deben obtener· se muestras para determinación de T3 libre durante o poco después de la administración de este anticoagulante.41 Las pacientes con notables variaciones de la capacidad de enlace de albúmina, como los casos de hipeniroxinemia disalbumi· némica familiar, producen resultados erróneos. La ictericia grave tiene un efecto marginal, pero al parecer la hemólisis, aunque sea abundante, no tiene ningún efecto.41 El RIA pcr procedimiento análogo de un paso para detem1inar T3 libre tiende a producir re~u lwdos falsamente altos en afecciones que producen c~ce~o de TllG o autoanticuerpos anti·T1 y re· ~uhndlll hajc•~ fal~o~ en JlliCientcs con afecciones conio en·

segundo anticuerpo dirigido contra la lgG de la especie en la cual surgió el primer anticuerpo, para permitir la separación de la fracción libre y enlazada. La radiactividad de la fracción enlaroda y la concentración se determinan a panir de una curva csulndar:31 Sin embargo, en la práctica clínica no se efectúan an:llisis de rTJ de manera rutinaria? Recolección y manejo de muestras

El suero o el plasma deben separarse de las células y almace· _-:, narse a 2 a 4•c si se va a analizar en las 24 primeras horas. _ Si el análisis se va a retrasar la muestra puede congelarse hasta tres meses a -2o•c. Es preciso evitar descongelar y :::· congelar la muestra en forma repetida. Rango de referencia

El rango de referencia que se reporta para rT1 es de 25 a 75 ng/100 m1.36 Sin embargo, cada laboratorio debe establecer valores según su población de referencia.

•

PROTEINAS ENLAZANTES DE LA HORMONA TIROIDEA

11 uut¡¡tt t•uthnitlcu tcpt c~cnt:ltivn es de 1.4 a 4.4 pg/mi,•1 1111111111~ •• xl~ll· clntn wn•ln de vnri;tción que depende de la mrll~l••l ~t¡¡lnljlll' ~e t'lllf'lcc y In población de referencia. Por l••llh•, 1.ulululwltlltlldo 11dx: cMabkccr ~u propio rango normal.

Las alteraciones de las protefnas enlazantes de la hormona ti· roidea afectan las concentraciones de T4 y TJ total, pero no ·las fracciones libres. El uso del método de estimación, IT41, junto con la determinación de T4 libre demuestra este efecto. Sin embargo, en pacientes con cambios considerables de TBG por afecciones hepáticas agudas o anormalidades con· génitas, puede ser necesario medir directamente las proteínas enlazantes, ya sea por RIA o por ensayo inmunoenzimático. La electrQforesis es útil para estudiar proteínas enlazantes aberrantes, como las formas anonnales de albúmina y prcal· búmina. Esta metodología es de gran utilidad para diagnosti· __ car hipeniroxinemia disalbuminémica familiar. Dicho sín· drome se caracteriza por elevación de la tiroxina sérica v del índice de T4 libre. Este aumento se debe a que la albúmina . tiene un sitio de enlace anormal con afinidad muy superior hacia T4 en comparación con T,.•J Es importante diferenciar este síndrome, un estado eutiroldco, del hipeniroidismo, con el cual se confunde.

l) INV~RSA

TIROGLOBULINA

l it 1, htVt't•n (ti',) c1 un l,llmctn mct:1h6licamente inacti'o •h 111 '1', )' 1'\t~ ptt'l'lltc en d Mtcr•• casi siempre como resul· 11•1" ,¡~ In p•urtudllll 1lc '1'4 c11 los tejidos periféricos.25 La 1lttnhu• hln•l~l yutlm•t de 11n anillo de fcnilo interno de la ti· 111\tllll pu•httc rT 1, mkntr:J' que la eliminación de yoduro tlt nn hnllh• rxtctnu f'llMiucc '1\ met;tbólicamcnte activaD lt•\ nh•rlo dr 1'1\ ~e elevan en padcntcs con afecciones sis· l~llilo '" ¡tBIII''• c1111111 ICMthadu de la disminución de la trans· lut111111:i<\n 1lr '1'~ n '1'1, lt\f cnmu de la inhibición de la degra· dnl'i"n tk '1',.41 Dclmlu 11 que la cantidad de T4 es el factor J'llll~lp.il patll In wncentración de rT 1• esta última se eleva t'n hlpctt iuJidbmu y dcscicnlic en hipOtiroidismo.'s l.n T, inl'crsa puede medirse por RIA, en cuyo caso la 11tucstr:1 del paciente que contiene rT compite con lllJ.rT por los sitios de enlace en los anticue:pos rT3 • Se agrega u~

La tiroglobulina rrg) es la forma de almacenamiento de los precursores de hormona tiroidea y se determina principal· mente para vigilar a los pacientes con cáncer tiroideo papilar o folicular.11 Las lesiones de la glándula tiroides que produ· cén estas enfermedades dan lugar a que escape la tiroglobuli· na del folículo hacia el suero del paciente. Es un marcador útil para tumores, cuando está presente. y refleja rccurrencia o remisión de la enfermedad primaria. Los niveles de tiroglobulina aumentan cuando hay csti· mulación por TSH, inmunoglobulinas estimulantes de la ti· roides (TSI), TRH o HCG. La Tg es el último parámetro que se normaliza tras la tirotoxicosis y por tanto es útil para in· vestigar los antecedentes tiroideos en presencia de T4 y T¡ normales con síntomas clínicos :ongrucntes con tiroto~iccr sis reciente.¡; La Tg también sir\'C para diferenciar la tiroidi·

frllllcdndc~ IIIJ IÍIUidcn~ . ll

Rtmgo ttt rtltrtnclo

tis subaguda, en la cual se observa elevación de los niveles de Tg, de la tirotoxicosis facticia, que se caracteriza por Tg baja. 11 Los métodos para determinar Tg sérica incluyen JRMA en dos sitios en fase sólida y RIA. En el método de RIA se produce compctencia entre la Tg del paciente y Tg marcada con t25¡ por sitios de enlace limitados en el anticuerpo Tg. Se agrega un segundo anticuerpo para iniciar la precipita· ción. La eonce~,.que se relaciona inversamente con la radiactividad enlazada, se determina a panir de una curva estándar.31 Recolección y manejo de muestras

-·El suero debe separarse de las células y almacenarse a 2 a 4•c si el análisis se va a realizar en las primeras 24 horas. Si se va a retrasar, se congela la muestra a -2o•c. Debe evitarse congelarla y descongelarla en forma repetida. Los sueros de pacientes que contienen autoanticuerpos a la tiroglobulina interfieren con la mayoría de los ensayos y deben analizarse antes de utilizarlos para estas pruebas. Rango de referencia

- El rango de referencia representativo para la tiroglobulina es de 10 a 40 nglml, aunque es necesario que cada laboratorio determine su propio rango según su metodologfa y la pobla· ción de referencia. Los pacientes con atiroidismo general· mente tienen un rango de referencia < 1Onglmililitro.

ANTICUERPOS DE LA TIROIDES

Es imponante detectar la presencia de anticuerpos tiroideos en suero para confirmar o descanar las enfermedades autoin· munitarias y valorar su posible interferencia al analizar los antígenos respectivos. 11 Los autoanticuerpos de T4 y T3 son pantcularmcnte útiles para explicar los resultados de T4 li· bre, T4 o TJ que no concuerdan con la evaluación clínica. Hay anticuerpos microsómicos tiroideos (TMAb) presentes en cerca de 95% de los pacientes con tiroiditis de Hashimoto Yen 85% de los que tienen enfermedad de Graves. Los anti· cuerpos de tiroglobulina (TgAb) se detectan en 60% de los pacientes con tiroiditis de Hashimoto y en 30% de los indivi· duos con enfermedad de Gravcs.13 Sin embargo, la presencia de anticuerpos antitiroideos no proporciona información exacta acerca del funcionamiento de la tiroides.38 Los título! de estos anticuerpos generalmente son bajos en tiroiditis subaguda. La presencia de TMAb y TgAb es de valor como pre· dtctor del resultado del tratamiento con fármacos anútiroi· deos en pacientes con enfermedad de Graves, porque se ha encontrado que quienes tienen ambos anticuerpos presentan lllenor probabilidad de relapso. 11 ·44 Los anticuerpos receptores de TSII (TRAb) tienen utilidad clínica limitada, aunque han aclarndo la li~iopatologfa de la enfermedad de Graves sustancialmcnte. 11 Los mét<~lus p~1ru dctectlll' TMAb y TgAb son ensayos de hcmaehuinnción, en los cuales los eritrocitos se recubren eo~ micw~onutl u n¡¡lutinndo de Tg cuando está presente el lnllcuerpn rc~pcrtivu.~) Otros análisis más sensibles son

RIA,46 IRMA y ensayo inmunoabsorbente ligudo n enzimas (ELISA).47 La ~et~cción de autoanticucrpos contra r. o 1'3 por RIA se realiza mcubando el suero con el nntfgcno r:tdio· marcado y precipitando la JgG con polietilenglicoJ.41 PRUEBA DE CONSUMO DE YODO RADIAcnVO

La prueba de consumo de yodo radiactivo (RAIU) se Ueva a cabo mcdtante administraci6n oral de Nat23J 0 Natlt¡ y de· tcrmmando la radiactividad en el área de la tiroides 24 horas después.36 Los resulllulos de la prueba de RAIU son eleva· dos en pacientes con enfermedad dé Graves y se observa su. pr~ tón. en ca;;os de tiroto~icosis asociada con tiroiditis, tiro· toxtcosts f~ctJcta y metástusis de carcinoma de la tiroidcs.37 . La ~ahdez de esta prueba está en dudn debido a las amphus vartaciones en ~1 consumo de yodo en la dieta, a consecuencia de preservauvos u!imenticios, vitaminas y fármacos. Cada laboratono ~cbe establecer su propio rango de rcterencta para la poblact6n a la que da servicio. La prueba es pro· longa~a, costosa y plantea ciertos riesgos por la exposición del lejtdo a la radiación.13

PRUEBA DE SUPRESION DE b La prueba de supresión de 1'3 se hasn en que cunndo ~e ad· ministra hormona tiroidea (T,) a individuos normales en cantidades adecuadas para cuhiir los requerimientos periréri· cos debe producirse supresión del funcionamiento tiroideo endógeno. Esta supresión, que se detecta por el grado de consumo de yodo, es resultado de una reducción en la secre. ción de TSH.25 Tras determinar una línea basal para RAIU, se adminis· tra T3 cada ocho horas durante siete dfas al paciente. A con· tinuación se efectúa otra prueba de RAIU. La ausencia de supresión normal indica autonomfa tiroidea, la cual se pre· senta en afecciones como tirotoxicosis y enfermedad de Gra· ves.37 Debido a las limitaciones de esta prueba, se utiliza más la prueba de estimulación de TRH.l7 Hay un riesgo sig· nificativo para el paciente, debido a la administración de hormonas potentes, en especial cuando éste padece tirotoxi· cosis o afecciones cardiovasculares, y por la exposición del tejido a radiaciones. La supresión de T3 debe reducir los valores de RAIU en sujetos normales por lo menos en 50 por cicnto.lb

PRUEBA DE ESTIMULACION DE TRH La prueba de estimulación de TRH aprovecha la gran sensi· bilidad de la secreción de TSH al mecanismo de retrc•alirncn· tación del eje hipotalámico·pituitario-tiroideu. llst~ prueba permite detectar anormalidades antes de que las cunccntm cienes de hormona tiroidea se encuentren fuera del rnngo de referencia. Es útil para distinguir entre hipotiroidismo de 1~ hipófisis y del hipotálamo, y para confirmar hipotirnidisnuJ leve en pacientes cuyos resultados de T4 libre y '1'3 ~cnn equívocos, y que, sin embargo. presentan otros r.1s~os clfni· cosque sugieren tiroto~icosis. tl La prueba de estimulación de TRH se lleva a cabo in· yectando de 200 a 500 Jlg de TRH sinlética tras dctcrminnr

J 51( • Q\fMICA CltliC A

el nivel basal de TSH. Generalmente se obtienen muc1trM de suero para determinación de TSH a los 15, 30 y 60 minu· tos. Una curva de respuesta plana indica hipeniroidismo, de· bido a que el aumento de los niveles de T. y T3 sobrepasan la estimulación adicional de la hipófisis por la TRH. La TCS· puesta plana diferencia el hipotiroidismo secundario y el hi· popituitarismo del hipotiroidismo hipotalámico, en el cual se observa un pico retrasado.li En hipotiroidismo primario se observa una respuesta aumentada, ya que la elevación de los mveles endógenos de T4 y T3 suprime la producción de TSH a niveles no detectables. La sTSH que pennite distinguir los niveles no detectables de TSH que se observan en hipeniroidismo subclfnico o declarndo de los que se observan en individuos eutiroideos, por lo cual la prueba de estimulación de TRH resulta redundante para esta evaluación.49 l..a prueba de estimulación de TRH es penetrante y produce efectos secunda· ríos como dolor de cabeza, náusea, sensación de opresión en el tórax e hipotensión leve.13 También es costosa y toma bastante tiempo. Una respuesta normal es un incremento del doble a cinco veces superior con respecto a los valores basales de TSH a los 15 y a los 30 minutos.36

---~-------APLICACIONES CLINICAS

HlPERllROlDISMO l 1hl¡~ rtliuhll ~ mnn tlrninJicnsis se pmduce cu~ndo las can· iloliooh- rll!' ~lv~' tle hr•llrH•IIM tirohltnl en circulación afee· i•n ''ll~ li·lu ¡lfrlflr lrn. 1kr ~hnrun" tlescribe los efectos que "''' ~ rl lno n•mrntn rlr• hormonns tiroideas en los rliversos i ~l¡,h,.. llhy una muytor Stndullldnd de los tejidos tiroideos a h" 1 ~trwliuulna• rlrbldo ni incremento en el número de relt'l'h'"'' p~11t C-'"' Sllllnncias. DidlO efecto, junto con el inl'trmrntn grncr~ l 1lc 13 nctivitlnd met~bóli ca, produce ner•l•>,l!mo. 1lénlltln de peso a pesur de que la persona tiene buen n¡ll!titn, intolerAncia al calor y aumento de la perspiración. Ln piel adquiere apariencia tibia y húmeda porque el cuerpo intenta disipar el incremento de producción de calor. Las manifestaciones cardiovasculares incluyen hipenensión sistólica y taquicardia, que contribuye en gran parte a la insuficiencia cardiaca congestiva. El paciente en ocasiones ex· perimenta disnea relacionada con debilidad de los músculos intercostales. Este síntoma se debe al catabolismo de las proteínas musculares y a un incremento del uso de oxígeno. Como las hormonas tiroideas afectan al sistema nervioso, se observa labilidad emocional e hipercinesia. Se produce hi· percalcemia por mo1·ilización de los minerales óseos, lo que da lugar a osteoporosis. Las observaciones hematológicas incluyen neutropenia, linfocitosis, anemia y reducción de la masa de los eritrocitos debido a incremento de la demanda de oxigeno.

lNOOCiliNOlOGIA DE LA lllOOES 26 • 515

1:1 t~nnlno lot1M1118 llroldr1 loCl rm¡olt• 1w• 11!-\\nhll P lns crisis tlroideu de p~~cicntcs con tin>tnllno¡¡ls IIUC rcqui• ren tratamiento de urgencia. 03vinl0 describe los ra1¡01 de 11 4-------------------este síndrome. La tormenta tiroidea se presenta tr:u inrct'Cio~ ! t nes, parto, cetoa¡:idosis dia~tica, cuando se retira cualquier sT SH subnormal, FT4 normal sTSH alta, FT4 alta sTSH no determinado, FT4 alta sTSH nonnallalta, FT4 alta f;lrmaco antitiroideo, por el uso terapéutico de lliJ o por ua. •Hipellirokismo dlnlco ~ Euliroidismo.tipotiroidismo ~ ¡ ' CIInléo - - - - tamiento quirúrgico en pacientes tirotóxicos. Los efectos del Hlpertirokfosmo ~ incremento repentino de hormonas tiroideas en circulacióo · · T3ifT31 normal alto producen diversas respuestas metabólicas. El incremento ca. T3/FTal---· alto racterístico de la tasa metabólica parece deberse a la induc-· ·~ t'----....... --· Hipe!roidismo T3 aho b~jo ción de enzimas clave que regulan el metabolismo, como la ·, ~ subcllnlco Na-K-ATPasa, que potencia los efectos calorígenos de hort 1 Descarte lalso sTSH t {Defecto de monas como las catecolaminas. En otra vía se produce un in· · positivo negativo :·{!4AI»'T3Ab~-: 5'-desyodinMa) cremento del nivel de difosfato de adenosina (ADP), que es· ~ t SUBUNIOAOTSH alfah ti mula la mitocondria e incrementa la tasa de la fosforilacÍÓII ~tivo nag~tivo ' Autoinmun~ario: ~ Adenoma tóxico oxidativa. Esta generación de calor sin control provoca fit.. alto normal · Enfermedad de Graves Bocio rOOtinodiJtar bre que puede exceder 40°C y ser mona!. Los síntomas car· ! ~ ·s~enciosc' diovasculares de tormenta tiroidea con frecuencia incluyen· r>- Unfocltk:O - T•oiditis subaguda taquicardia y fibrilación auricular con elevación de la prt!+ Toxicosis fac1lcia nonnal {11110) sión arterial sistólica. Como el tratamiento inmediato de la . -+ Tlroidilis de f-+ Inducida por 1, yatrógena sin respuesta respues1a tormenta tiroidea se basa en la r¡idencia clínica que se obposparto atto ~ t ~ {normal) serva, las pruebas de funcionamiento de la tiroides propor· · · Secreción inadecuada Respuesta cionan información de tipo corroborativo. Los niveles de T4 deTSH de la hipófisis RAIUIGAMMAGRAMAI ¿Tumor hipofisario? sérica, T4 libre y T3 se elevan en la mayoría de los pacientes. a hormonas tiroídeas negativo '--~------La supresión de niveles de sTSH y las respuestas planas de ~ TSH a la estimulación con TRH son características de la ti· Reslstarda generalizada rotoxicosis. Las pruebas de funcionamiento hepático en gea hormonas tiroideas neral indican elevación de bilirrubina sérica, como también de aminotransferasa aspánica y alaninaminotransferasa. J>ue. F'og. 26-12. Algorilmo para el diagnóstico de hiperliroidismo en pacienles ambulatorios. (TornadO de Bayer MF: Effective laboratO de TSH alfa y efectuar una prueba de estimulación con TRH mías. La piel adquiere apariencia tibia y húmeda. La debilico.50 Se administra propranolol para contrarrestar algunos de para explicar la secreción inadecuada de TSH. Las concen- dad muscular Yla consunción contribuyen a que el paciente los efectos periféricos de las hormonas tiroideas y se admi· traciones altas de subunidadcs alfa y la falta de respuesta a la esté fallgado. Es probable que se queje de pérdida de peso a nistran conicosteroides porque con frecuencia los paciente& 1RH indican la presencia de un tumor hipofisario. Las ob- pesar de que su apetno se haya Incrementado, de intolerancia con tormenta tiroidea tienen deficiencia de esteroides. Se servaciones de niveles normales de subunidades TSH y res~1 calor•. de penurbac10nes de los patrones de sueño y de una instituye terapéutica de apoyo para enfriar al paciente y rt- · puesta normal a la TRH (a pesar de niveles altos de hormo- mcapac1dad general ~ara "rel.ajarsc". La textura de la piel se poner el equilibrio de líquidos y electrólitos. nas tiroideas) se observan en pacientes que tienen resistencia modifica debido a la mfiltrac1ón hnfocítica y de mucopolisaLa lógica de la valoración de las afecciones tiroideas hipofisaria a las hormonas tiroideas. cáridos 9ue pr~voca engrosamiento de la dermis. Como conmediante pruebas de laboratorio se ha visto muy influida pct Las etiologías del hipeniroidismo se dividen en tres ca- secuencia del mcre~ento de transformación de andrógenos a el desarrollo de ensayos más sensibles y metodologías tecnotegorías generales: enfermedad ocasionada por exceso de es- esrrógenos, los .paCICmes varones suelen quejarse de dismilógicas modernas. Como se vio en el algoritmo (fig. 26-12) timuladores de la tiroides, enfermedad tiroidea primaria y nución de la hbtdo Ygmecomastia y las pacientes de sexo fepara diagnóstico de hipeniroidismo desarrollado por Da: afecciones ocasionadas por causas yatrógenas y facticias. menino presentan afecciones mensUuales. yer,1i la combinación de sTSH no detectable (o por lo menos La evidencia de hipeniroidismo se demuestra por niveclaramente subnormal) y elevación de T4 confirma el diagles ~ormalmente ~!tos en suero de T4 o T libre, en combi· nóstico de hipeniroidismo. Las pruebas para TMAb y Tg¡\b. nac1ón con supresrón de niveles de sTSH.fi La enfermedad ,;; Exceso de esHmulcdores Hroldeos que son positivas en la enfermedad de Graves y las enfennede Graves es una afección autoinmunitaria en la cual se dedades autoinmunitarias, diferencian estas afecciones de otraS La enfermedad de Graves es la causa más frecuente de hiper- sarrollan anticuerpos (TRA~) dirigidos contra los receptores como bocio tóxico y tiroiditis subaguda. La determinación ¡- tiroidismo.>s Afecta a personas de cualquier edad y género; para TSH en l:ls células f?hculares. Estos anticuerpos se lla· de TJ o TJ libre es necesaria como seguimiento de los val~ sin embargo, la mayoría de los pacientes son mujeres de 30 a mabnn antcrrormente anticuerpos estimuladores de la tiroires subnormales de sTSH que se encuentran junto con r. h· 50 años. El paciente característico presenta bocio difuso, ti· des de larga duración (LATS).12 También se observan altos bre normal. En este caso, un valor elevado de T3 o T3 1ible _ rotoxicosis y oftalmopatía. La glándula tiroides de mayor ta- nivele.s de nnticuc~s antimicros6micos y nnlitiroglobulfni· sugeriría tirotoxicosis Tl' Los incrementos universales ~­ cns. kltr;llillnrcnto mcluye d empleo de medicamentos anti· maño contiene células foliculares hiperpl:lsicas y diversu~ sTSH, T3 libre y T. libre pueden indicar un resultado falsO tiruidws, trr:o1léutica cun yudo radiactivo y tiroidec10mfa grados de infiltración linfocítica. El paciente por lo general de sTSH. secundario a anticuerpos antirratón en el suero del se encuentra inquieto y experimenta temhlwcs de rn111111~ Y 1uhtuli1l o hKius d lns. pacienle. Si se detecta que el resultado no se debe a este fac• dedos. Los sfnlomas c:udiova1cuh11CS incluyrn tno¡11il'nlllon, I.M ' l"rl~' tn~' frr~IICIIIrl ole IIII J'~rlrnt cs ron olinlmotor, es necesario determinar los resultados de la subumdad que se observa inclu~ivc en rc pu~n y1lnrnnic ,.¡ ~III' Í\11 y n11 it p.ttín olr ( IHI\'tl ~1111 ~C II\1111~11 1lc 111cr¡KJ ntrRftO en ti ojo,

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QUIMICA CliNICA

ENDOCRINOLOG!A 0€ lA moi!J€5 26 • 517

l•~rlmcl>, vl~ i(>n bntro~a n doble y presión orbi1al profun11M11 1a ftnlnniAihl~d urh11 ~1 rrcdorninanle es un aumen1o de 1arnaílu 11~ 11111 nnhrulli• e.x lr~ncnl arcs. Se presen1a un pa1rón lnlllnnahclu 111\nh u run tdem~. rxceso de rnucopolisac:lri'1"'· lnhhrll Mn lllllli(Gracl~n de nbroblasiOS. Las inlllllllltJh•hullnu anurrualn r"irnul~n 1 ~ producción de colá· ,~n a tila. 1.1). 11n 1rncrul el r•uclcrile presenta exoftalmía hiiAitrAI (l'flllru•ión del glubo oculor de la cuenca del ojo) y rcuacdlln de los párpados, aunque se hnn documentado más de 27 signos oculnres pam describir la enfermedad de Gra-

··--·y

u,

vcs.14

Se presentan dos lipos de enfermedad de Graves en recién nacidos de madres que 1ienen dicha enfermedad. 36 Los lactanles con la primera forma en general nacen con músculos débiles y pequeños, liroides de gran !amaño y ojos hinchados y prominentes. En ocasiones se observa taquicardia e insuficiencia respiratoria. Se detecta TRAb tanto en la madre como en el niño. En contraste con los lactanles que tienen elevación normal de niveles de TSH al nacer, aquellos con enfermedad de Graves tienen supresión de niveles. Esta enfermedad se ocasiona por la transferencia trasplacentaria de TRAb de la madre al feto con desarrollo posterior de tirotoxicosis. La enfermedad es autolimitante a medida que la TRAb desaparece. La segunda forma de enfermedad de Graves del recién nacido se caracteriza por un inicio más lento de síntomas y disfunción cerebral persistente. Esta forma, que requiere de tratamiento prolongado, puede ser ocasionada por herencia genética de inmunorregulación defectuosa de los linfocitos. Como los fetos tirotóxicos tienen alto riesgo de trabajo de pano antes de término, retraso del crecimiento intrauterino y muerte, se recomienda utilizar sonografía en serie y una vigilancia cuidadosa de la frecuencia cardiaca fetal como estimación biológica de la respuesta tiroidea fetal al propiltioura-

ciJo que se administra a la madre.ll Además, el muestreo de sangre fetal y las pruebas subsecuentes de funcionamiento tiroideo proporcionan información adicional con respecto al estado de la tiroides felal para ajustar mejor la terapéutica farmacológica de la madre. La estimulación excesiva de la tiroides por TSH u hormonas de estructura similar es otra causa de hipertiroidismo. El adenoma de la hipófisis que produce TSH es una causa poco frecuente de exceso de estimulación tiroidea endógena. Lns tumores trofoblásticos, como mola hidatidiforme y coriocarcinoma, secretan exceso de HCG. Debido a los niveles tan ahos de HCG, que es un estimulador tiroideo débil a consecuencia de la similaridad de la subunidad alfa, se produce hipercstimulación de la tiroides que resulta en tirotoxicosis. Enfermedad Hroidea primaña

La enfermedad de Graves es la causa más frecuente de hipertiroidismo; la segunda causa más frecuente es el bocio nodular tóxico, que incluye hipersecreciál de hormonas tiroideas en uno o más de los nódulos en el interior de la glándula tiroidcs.Jl Esta actividad autónoma de los nódulos provoca supresión de la TSH de la hipófisis. El síndrome de MarineLenhart se ha descrito como bocio tóxico multinodular y se observa en pacientes de edad avanzada con bocio multinodular de larga duración.36 Lns síntomas incluyen arri1mia, taquicardia, insuficiencia cardiaca, pérdida de peso, temblores y sudoración; la oftalmopalía es poco frecuente en esta afección. Las observaciones del laboratorio incluyen elevación de T3 y ligera elevación de T4 . El adenoma tóxico (generalmente folicular) se conoce como enfermedad de Plummer. La mayoría de los pacientes tiene más de 40 años y presenta síntomas oc pérdida de peso, debilidad, falla de aliento, laquicardia e intolerancia al calor. Sin embargo, no presentan oflalmopatfa. La T3 sérica se eleva notablemente y el valor de T4 se aproxima a los límites. Las fases hipertiroidcas se producen tanto en la tiroidilis subaguda como en la tiroidilis linfocítica indolora. Como la tiroiditis subaguda, el hipertiroidismo se debe a la rotura de los folículos y liberación de grandes canlidadcs de hormona almacenada a la circulación.;¡ (En la sección sobre tiroiditis se da más información al respecto.) En casos poco frec uentes, el carcinoma tiroideo de tipo folicular con metástasis amplia provoca lirotoxicosis. (Véase más adelante, carcinoma folicular.) Causas yatrógenas y foctlclos

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Flg. 26·13. Esquema de los mecanismos de orbitopalía tiroidea inducida inmunológicamente. (Tomado de Char OH: Thyroid Eye Di· sease, 2nd ed. New Yor1<, Churchill Livingstone, 1990.)

En general, el hipertiroidismo exógeno se debe a adminislración yatrógcna de hormonas de reemplazo en dosis supe· riores a las necesarias para la normalización. JS La dosifica· ción de reemplazo de levotiroxina sódica debe vigilarse para evilar "hipcrtiroidismo químico··.l 6 También puede ser oca· sionado por inges1ión factual o subrepticia de hormonas U· roidcas. Se conoce el caso de una mujer joven que prcscnló tirotoxicosis subaguda inducida por yodo como rcsul!ado de la ingestión crónica y subrepticia de una preparación de yodo orgánico para control del peso 57 También se reponaron ca·

sos de hipertiroxincmia inducida por anfetaminas.SS Los síntomas de presen1ación caraclerísticos de los pacientes son intolerancia al calor, temblor leve, taquicardia y palmas sudorosas. La elevación de los niveles de T4 regresó a valores dentro del rango de referencia al suspender el uso de anfetaminas.

HIPOTIROIDISMO El hipotiroidismo es una afección que se caracteriza por una deficiencia de hormonas tiroideas que ocasiona que los procesos metabólicos se hagan más lentos.'7 Los síntomas incluyen fatiga, iillolerancia al frío, mala memoria, cambios de personalidad, disnea de esfuerzo, voz ronca por engrosamiento de las cuerdas vocales, estreñimiento secundario a peristaltismo imeslinal más lento, calambres musculares, parestesia y piel seca y con tinte amarillento que probablemente se debe a la acumulación de carotenos ocasionada por reducción de la transformación de caroteno a vitamina A. La piel se infiltra con mucopolisac:lridos que provocan retención de sodio y agua, por lo que la cara adquiere apariencia hinchada, en especí"al eñ-!Off1óa los ojos. ahabl!rsC"hace más lenta porque la lengua aumenla de tamaño y se eleva la latencia de los reflejos tendinales. Con frecuencia, los pacientes presentan un leve aumemo de peso a medida que la tasa de me!abolismo disminuye. El colesterol sérico y los triglicéridos aumentan porque la tasa de degradación de Hpidos es inferior a la tasa de síntesis. La comraclilidad del miocardio se reduce y en las radiografías se observa que el corazón es de mayor tamaño como resultado de la efusión del pericardio. En los niños, el hipotiroidismo se caracteriza por retraso del crecimiento y del desarrollo de huesos y dientes. Diversos faclores contribuyen a la anemia en pacientes con hipotiroidismo36 La reducción de T4 hace que la síntesis de hemoglobina disminuya, lo mismo que la producción de eritrocitos. Se producen deticiencias de hierro debido tanto a pérdidas por menorragia como a malabsorción de hierro. La deficiencia de folato se debe a que la absorción intestinal de ácido fólico disminuye. A consecuencia de los autoanticuerpos presentes, es posible que se desarrolle anemia pemiciosa. El coma mixedémico es una manifestación grave de hipotiroidismo de larga duración.l 7 Esta afección poco frecuente que se presenla principalmente en pacientes de edad avanzada, se caracteriza por el inicio gradual de letargo, que progresa a estupor o coma con hipoventilación alveolar, hipoxia, hipotensión. choque y convulsiones. El coma por mixedema suele precipitarse por factores de tensión adicionales, como traumatismos o infecciones (especialmeme neumonía). Aun con el mejor tratamiemo, la mortalidad es superior a 50%. La tasa de supervivencia es más mala para pacientes con mixedema que presentan hipotermia con temperatura inferior a 32•c.so

ducen en uno de cada 40 000 nacimientos; y afecciones de la hipófisis o del hipotálamo que se presentan en uno de cada 80 000 n¡¡cimientosl1 El hipotiroidismo nconatal primario puede ser resultado de transferencia placemaria de anticuerpos tiroideos en madres con tiroiditis de Hasbimoto, lo que da como resultado una destrucción inmunitaria de la tiroides fetal relacionada con los anticuerpos. La "tiroides ectópica" que funciona mal, puede deberse a que la glándula tiroides fetal no logra descender durante el desarrollo embriónico.36 Es imprescindible determinar el diagnóstico de hipotiroidismo neonatal tan pronto sea posible para que el tratamiento se inicie antes de que se produzca retraso mental irreversiblé. Los síntomas que se observan en los neonatos incluyen insuficiencia respiratoria en presencia de incremento de peso al nacer, retraso de la maduración esquelética, hipotermia, persis1encia de la ictericia fisiológica más allá de tres días, llanto ronco y edcma.Jl Después del parto la TSH se incrementa ~on rapidez hasta alcanzar un máximo a los 30 rninu1os y rcgrm n su l'fl· lor inicial en un lapso de 48 homs (fig. 26·14). Se cree c¡uc este incremento nconatal de TSH es producido por Int~ l ~•s i ción al frío cuando el fclo emerge rtl rnnlio cxtr:lllltrirll1, l.n T4 y la T3 se incrcrncnt:m r:lpidnrncnlc y lt cncurrHr.m cu rl rango hipertiroidco lmnscurridas 24 ho1111 de Yhl~. t\llem~• de los mecanismos extraliroidcos u stmlf~. los MlucocoHlcoi· des eslimularí la conversión de '1'4 n 'f3 duran le d 11ttlodo pe· rinatal. La mayor concentraci6n de ']]Gen el plusm;t ncunntal también contribuye a la elevación de los valores de '1'4• En el décimo día de vida, la T4 y la T3 sérica son más baja.~ pero siguen excediendo los valores normales de los adultos. La T4 sérica inferior a 6 ¡¡g/100 mi con un valor de TSH superior a 30 ¡¡U/mi indica hipotiroidismo ncona1al. 36 Actualmente, se realizan esfuerzos para diagnosticar esla afección en etapas aún más tempranas, mediante ultra-

so

18

70 15 ;

¡/

Las causas congénitas de hipoliroidismo incluyen disgénesis tiroidea (deficiencia de la cantidad de tejido de la tiroides), que se produce en uno de cada 4 000 nacimientos; defectos congénitos de la síntesis de la hormona tiroidea, que se pro-

12 _T4 = prelllaluro

20

10

o Congénito

;

1

3

4

5

DIAS DES PUES DEL PARTO

Flg. 26-14. Variaciones en la concentración de TSH y T, sérica en lactantes nacidos a término y prematuros durante los cinco primeros días de vida. (Reproducido con autorización de New England Joumal ol Medicine 304:t2, 1981.)

Sta •

ENDOCRINO!.OG!A DE lA moas 26 •

QUIMICA~

sonido para detectar bocio fetal, pruebas de sangre fetal y de líquido amniótico y vigilancia de los niveles de sTSH.60 A continuación se emplea el tratamiento de inyecciones de levotiroxina sódica (T4) al líquido intraarnniótico para suprimir los niveles de TSH y reducir el tamaño del bocio fetal. Los programas de detección neonatal para hipotiroidismo congénito se emplean ampliamente en la mayor parte de Estados Unidos, Europa, Japón y Australia. Es interesante observar que aunque en Estados Unidos se efectúa el análisis de T4 como indicador primario para detección del funcionamiento tiroideo, en Europa y Japón se mide inicialmente la TSH.13 En cualquier cilSO, sin importar la metodología que se emplee, la incidencia de cretinismo y retraso mental por defectos congénitos de 'la tiroides se redujo en fonna considerable en estas áreas del mundo. Adquirido

Las causas del hipotiroidismo primario adquirido incluyen tratamiento con yodo radiactivo o tiroidectomia subtotal en caso de enfennedad de Graves. El carbonato de litio, un me· dicamcnto que se prescribe para afecciones bipolares, provoca hipotiroidismo porque inhibe la liberación de las honnonas tiroideas en la glándula tiroides, reduce el monofosfato de adenosina (AMP) inducido por la TSH e inhibe el apareamiento de mono- y diyodotirosinas.61 La tiroiditis subaguda

incluye una fase hipotiroidea, que se describe posteriormen. te. La ingestión de cantidades excesivas de yodo, por ejemplo en tabletas de algas, puede provocar hipotiroidismo.36 El .- · hipopituitarismo secundario puede deberse a adenoma de la hipófisis, aunque hrmayorfa de las lesiones de la hipófisis se diagnostica por pérdida de la honnona del crecimiento y de las gonad91n?.Pi!J~ antes de que se produzca la pérdida de TSH y ACTII. 17 La disfUnción htpot31ámica como causa de hipotiroidismo es poco frecuente. Existe la posibilidad de resistencia periférica a las hormonas tiroideas en pacientes que presenlan hipotiroidismo clínico a pesar de que tienen valores normales en las pruebas de funcionamiento tiroideo actuales.ll El tipo de pruebas que se utilizan para diagnosticar hi· potiroidismo se indica en la figura 26-15. La combinación de elevación de sTSH y T4 libre subnormal confinna el hipotiroidismo primario.11 La anamnesis del paciente es útil para determinar la etiología del hipotiroidismo adquirido, como en el caso de tratamiento de la enfermedad de Graves. Si no existen antecedentes de tratamiento de enfermedad de Graves, debe investigarse si el paciente tiene anticuerpos microsómicos (TMAb) y anticuerpos de ttoglobulina (TgAb). Los niveles ai!Of'de autoanticuerpos prácticamente confirman la tiroiditis linfocitica crónica de Hashirnoto. 11 También debe considerarse la posibilidad de tiroiditis linfocitica en el pos· parto en presencia de una prueba positiva de TMAbn La prueba de estimulación con TRH ayuda a diferenciar el hi-

1 sTSH r 4 1 ,..---------r---~-----., ·- -

-l.·rl !... . ... . .,.,.._ """"

sTSH ntta, FT4 subnormal

'

¿Tratamiento previo con yodo nroidectomia Radiación externa?

sTSH alta, FT4 normal

subclinico

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sTSH normaVsubnormat, FT4 subnonnal

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Terciario-

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sTSH normal, FT4 normal (T4 normal) Clínicamente hipotiroidea

lfrue~TR~J

(sin respuesta) ni

HIPO T I AOIOI SMO ¿Resistencia perilériea a honnonas tiroideas?

¡

n roiditis de Hashimoto Tiroiártisde Hashimotolliroiditis inducida por fármacos Defecto de la slntesis de de posparto T41T3 (defiCiencia de yodo)

•

Garrrnagrarna Flg. 26-15. Afgoñtmo pnrn t!l dillgnóltico do hlpotlrotdlllllO OlliJIICIOntos ftrrWnlellos. (TorMde de Bayer MF: Effective laboratory evaluatioll ~1 Ulyrold ~lllhll. Moo C:tln North Am 75:1·26, 1991; 0011 ~utorlznclón.)

tiroidismo secundario del terciario cuando el valor sérico

~cial de sTSH es de nonnal a subnormal y la T4 libre es ~~bnormal. La curva de respuesta plana o débil a la TRH SU·

gierc afección de la hipófisis, mientras que una respuesta 31 normal pero retrasada indica lesión del hipolálamo.

AFECCIONES AUTOINMUNITARIAS

Se ha propuesto la teorfa de que las afecciones autoiDmuni-

m

cuenta con un suministro sanguíneo abundante y un drenaje linfático generoso, por lo que la entrada y co19Dizaci.ón de los organismos se dificulta. Además, el elevado contentdo de yodo de la tiroides proporciona un medio desfavorable para el desarrollo de bacterias.62 Los síntomas clínicos de tiroiditis aguda incluyen bocio doloroso de tipo focal o difuso, fiebre alta y disfagia. Las observaciones de laboratorio son leucocilosis.Jltlll[Qflllta Y elevación de la tasa de sedimentación. Las pruebas de .fun· cionamiento de la tiroides en general indican que el pactente es eutiroideo. El diagnóstico se confirma mediante aspira· ción con aguja y cultivo para detectar el organismo patóge· no.31

tarias se desarrollan por falta de actividad de las células T supresoras e incremento de la inmunidad humoral y medtada por células. Debido a que se observa preponderancia de en· fcrmedades autoinmunitarias en las muJeres, se cree que las hormonas sexuales femeninas incrementan la actividad de cienas partes del sistema inmunitario y los andrógenos retra· Subogudo san el desarrollo. Las células T de pacientes con enfermedad de Graves o tiroiditis de Hashimoto carecen de actividad suLa tiroiditis granulomatosa subaguda, que la~bi~.n se conoce presora. La evidencia empírica sugiere que existe una fu~rte como tiroiditis de De Quervain, es una afecctón mflamaton.a susceptibilidad genética a las enfermedades autornmuntta· de la glándula tiroides que probablemente se deba a un VI· nas. Cienos marcadores de tejido se asocian con un mere· rus.bl En general, el paciente es una mujer ~e 20 a 50 :rftos mento del riesgo relativo en comparación con la población que tiene bocio firme y sensible.J7 La i~feCCIÓ~ de vii!S res· en general. El factor de riesgo relativo supertor a 1 s.ugtere piratorias superiores suele preceder a In mfiltractón con célu· un incremento de la probabilidad de la enfermedad (mientras las inflamatoriasY En las primeras etapas de esta enfwne· mayor es el número, mayor es la asociación que e~iste). Un dad se produ~en sfntomas de hipertir_oidismo, ~ue. incluyen factor de riesgo menor de 1 sugiere que el mnrcador está palpitaciones, pérdida de peso, agttactón, persptractón.exce· asociado con una naturaleza protectora en contra de la enfer- siva, taquicardia, temblores y malestar general. Tambtén se medad. Se observa mayor presencia de marcador HLA-B8 observa bocio y dolor en el cuello. En ese momento las ob· en pacientes con enfermedad de Graves (riesgo relativo servaciones de laboratorio indican elevación de T4.Y T3. co~ 2.99) y una relación ~tín más fuerte para pacrentcs con e.nfersTSH baja.36 Una observación clásica es la elevación stgnt· medad de Graves que también tienen oftalmopatía relaciona· f1cativa de la tasa de sedimentación que suele excedera 100 da. La HLA-DR3 se incrementa tanto en la enfermed ad de mm en la primera hora. La RAIU se encuentra su~nmtda, Graves (riesgo relativo 5.4) como en la tiroiditis de Ha~hi ­ principalmente debido a los daños a las células foliculares moto (riesgo relativo 3.5). Se producen rclapsos de la enferque quedan incapacitadas para atrapar yodo.31 CorM los mmedad de Graves tras descontinuar el uatamiento con mayor veles de tiroglobulina sérica se elevan de maner~ stgmficaU· frecuencia en los pacientes que dan prueba positiva para el ,.a en la tiroiditis subaguda, el nivel normal de uroglobuhna marcador HLA·B8. Las enfermed ades autoinmunitarias con· en pacientes con dolor en ~a parte ante~or del c~el~o .~xcluye currentes son frecuentes. Si la afección primaria es la enferprácticamente el diagnósuco de esle upo ~e urotd~us. ~os medad de Addison, aproximadamente la mitad de los pacientes anticuerpos tiroideos aparecen a concentraciOnes bajas, st es llegan a padecer enfermedades endocrinas. autoinmunitarias. que se detectan, y probablemente sean resultado Yno causa Cuando la tiroiditis de Hashimoto se asceta con enfermedad de la enfermedad. 11 A medida que la enfermedad progresa, idiopática de Addison, el fenómeno se denomina síndro~c la T y la T disminuyen y la TSH aumenta, lo que da lugar a de Schmidt y en ocasiones se asocia con la afeccrón adtcto4 3 . 'd' los síntomas del hipourot tsmo. . . . 1 nal de diabetes sacarina autoinmunitaria. La tiroiditis subaguda se diferencia en la fase htpemrot· dea de la enfermedad de Graves por la reducción de la RAIU cuando la T3 y la T4 están elevadas.36 Otra fo?"a de distinnROIDITIS guirla de la enfermedad de Graves es la ausencia de oftalm
520 • QUIMICA CUNICA

Crónico La tiroiditis linfocftica crónica, que tambifn se conoce corno

tiroiditis de Hashimoto,62.63 es la afección tiroidea más cl)mún en Estados Unidos. Es treS veces más frecuente en las mujeres que en los varones. Este tipo de tiroiditis se caracteriza por infiltración del tejido tiroideo con linfocitos y células plasmáticas. Algunas células foliculares aumentan de ta- mafío..y-licnen citoplasma vacuolizado que contiene gránulos eosinoffiicos. Aunque la mayoría de los pacientes tiene bl)cio, casi las tres cuartas partes son eutiroideos, una cuarta son hipotiroideos y una pequeña proporción son hipertiroideos.17 La tiroiditis de Hashirnoto es una enfermedad autoinmunitaria en la cual están presentes autoanticuerpos de tirogll)bulina a altos niveles en la fase temprana, lo que contrasta con la última etapa en la cual predominan los autoanticuerpos microsómicos.36 En el hipotiroidismo de Hashimoto las observaciones de laborato~io son reducción de T3 y T4 como resultado de la destrucción de la estructura de la tiroides.36 Conforme descienden los niveles de estas hormonas tiroideas en circulación, la TSH de la hipófisis se eleva como respuesta del sistema de retroalimentación negativa. En general, esta forma de tiroiditis es permanente y requiere de tratamiento con reemplazo de hormona tiroidea para reducir el tamaño del bocio inhibiendo la secreción de TSH. La sTSH es útil para vigilar la terap6utica de reemplazo que se administra para normalizar la T4 sérica y los niveles de TSH sin producir una supresión excesiva de TSH.62 Sin embargo, inclusive después del tratamiento, los anticuerpos tiroideos suelen persistir.Jl

NEOPLASIAS Aunque la presencia de nódulos tiroideos es frecuente, el cáncer de la tiroides es poco común en Estados Unidos; tiene una incidencia de siete muenes al año por cada millón de la población.13 Las herramientas de diagnóstico incluyen biopSia por aspiración con aguja fina y cintigramas. Los nódulos "frfos" en el gammagrama indican que no hay consumo de radioisótopos y es más probable que sean malignos que los nódulos "calientes", en los que se concentra un exceso de isótopos.13 Los pacientes con tumores que tienen una respuesta elevada de ciclasa de adenilo a la TSH parecen presentar un mejor pronóstico que los que no la tienen.6l Aunque la exposición a radiaciones ionizantes durante la niñez es el mayor factor de riesgo, también corren riesgo de desarrollar cáncer de la tiroides las personas hasta de 50 a?os que reciben radiaciones. Se observa una mayor incidenCia de cáncer papilar (más de 60%) en comparación con folicular (aproximadamente 25%), medular (alrededor de 5%) y tu~orcs no diferenciados (menos de 1O% ).37 Aunque más muJcre~ que hombres desarrollan cáncer de la tiroides, si un varón presenta un nódulo solitario es más probable que sea canceroso.64 Se determinan los títulos de anticuerpos tiroideos para establecer el diagnóstico diferencial con respecto a enfermedades autoinmunitarias. Un título alto de autoanticuerpos tiroideos en suero se asocia con bajo riesgo de cáncer de la 11r01des.36 Las pruebas de funcionamiento de la tiroides s~ realiz:¡n para valorar el estado hipotiroideo, eutíroideo o htpen•rotdeo. Se considera que la sTSH es la prueba de elec-

ENDOCRINOLOGIA Df lA TiOOIDES 26 ,

ci~n para detección primaria64 Cuando se sospecha que ex1ste carcmoma medular, se determina tanto el nivel basal de calcitonina sérica como los niveles tras estimulación con calcio o pentagastrina porque la mayorfa de los pacientes con este tipo de tumor presenta elevación de calcitonina a1 recibir este tipo de estirnulación.6l

Carcinoma papilar

El carcinoma papilar, que en general afecta a pacientes jóvenes, se caracteriza por un nódulo "frío", solitario y firme, que claramente es muy distinto del resto de la glándula. Los cánceres papilares no tienen capacidad para sintetizar hor: mona tiroidea y no prorocan disfunción tiroidea.n La tir(). globulina que secretan muchos carcinomas papilares se utiliza como marcador de tumores para recurrencia del cáncer por metástasis.36 El principal tratamiento para pacientes con carcinoma papilar es la extirpación quirúrgica seguida por ablación tiroidea con lll¡ y administración de T4 para reposiCIÓn.66

Carcinoma folicular

•

El cáncer folicular, que en general afecta a personas de edad intermedia, es más penetrante que el cáncer papilar y puede diseminarse a los ganglios linfáticos o vasos sanguíneos con metástasis a huesos, pulmón y otros tejidos. El tejido folicular maligno conserva pane de su capacidad para producir hormonas tiroideas y, en ocasiones, aunque esto es poco frecuente, pro1•oca tirotoxicosis como resultado de enfermedad metastática folicular diseminada. La tiroidectomfa total, seguida por ablación radiactiva con yodo, está indicada para pacientes con cáncer tiroideo de origen folicular. Por tanto, este tratamiento incrementa la sensibilidad del análisis de tiroglobulina sérica para detectar la persistencia o recurrencia del tumor.64 Carcinoma medular

El carcinoma medular surge de las células C o parafoliculares de la glándula tiroides, que tienen una función endocrina. Todas las cflulas parafoliculares producen exceso de calcitonina y algunas producen exceso de ACTH, prostaglandinas. scrotonina y otras aminas, por lo cual esta afección es una neoplasia endocrina múltiple.J7 Tras la tiroidectomía total, es conveniente determinar los niveles de calcitonina median· te pruebas de provocación con pentagastrina o calcio para asegurarse de que todo el tejido maligno se eliminó.~>~ El carcinoma medular ocurre en forma esporádica (80%) o como forma famili ar de tipo autosómico dominante (20%).ll Carcinoma Hroldeo no dHerenclado

Este grupo de tumores incluye carcinomas de células pequeñas, de células gigantes y de forma de huso. En general se presentan en pacientes de edad avanzada con antecedentes prolongados de bocio que muestran un cambio de crecimien· to repentino. Debido a su resistencia al tratamiento, el cilrcinoma tiroideo no diferenciado en general provoca lu muerte

en menos de un año. 37 Los niveles de T4 y T3 son normales cuando están presentes estos tumores y no se detectan anticuerpos tiroideos.65

521

La American Thyroid Association recomienda que se emplee el ensayo de sTSH para detectar hipotiroidismo o hipeniroidismo en pacientes que reciben medicamentos como fenitofna, glucoconicoides, sustancias radiográficas, propranolol o amiodarona.12 El tratamiento con dosis altas de furosemida para insuficiencia renal oligúrica inhibe el enlace de AFECCIONES MEDICAS SELECCIONADAS T4 en plasma y probablemente contribuya a los bajos valores - - -_ de_T4 qu~se observan en estos pacientes.70 La amiodaronn que contiene yodo, un fármaco cardiaco y medio de contrasEnfermedad no tiroidea te radiográfico, inhibe la conversión periférica de T4 a T3.70 Los ensayos de funcionamiento de la tiroides, que son indi- La valoración del estado tiroideo en pacientes con enfenne· cadores confiables del estado de esta glándula para personas dades graves que reciben dopamina se complica aún mií~ por la inhibición directa de la TSH de la hipófisis frente a In cJ()o saludables en otros aspectos, provocan confusión y son difíciles de interpretar en pacientes hospitalizados con enferme- pamina, con un efecto secundario en la secreción de hnnnl)na tiroidea.27 dades crónicas o agudas. Los efectos de cienos fármacos que Diversas sustancias farmacológicns alterno los niveles se administran a estas personas confunden aún más la interpretación de las pruebas tiroideas. El médico debe compren- de T4 y T3.71 Los glucocorticoides provocan disminución de der la compleja interacción de las enfermedades graves y los los niveles de T3 inhibiendo la transformación de T4 a T1 . lil incremento de T4 y T3 por aumento de las prote ín a~ de transmedicamentos con las pruebas de funcionamiento tiroideo al valorar el estado de la tiroides en pacientes con enfermeda- pone se observa en terapéutica con estrógeno; por el conrrndes no tiroideas. rio, la disminución de las protefnas de transpone reduce los El síndrome de T3 baja o síndrome de enfermedad euti- niveles de T4 y T3 en estados de exceso de andrógeno. Los roidea se observa en pacientes con tensión fisiolÓgica co-n- - salicilatos, el diacepam (un medicamento ansiolítico) y el siderable debido a enfermedades febriles, infano agudo al fenclofenac (un agente antirreumático) reducen los niveles miocardio, insuficiencia respiratoria aguda, diabetes sin con- de T. y T, sérica porque compiten por las protefnas de transtrol o que se han sometido a intervención quirúrgica.2S La T3 pone. Los ftlrmacos antiepilépticos como fenitofna, fenobarbital y carbamacepina provocan descenso de T4 y T3 por inse afecta en mayor grado que la T4 debido a factores externos a la tiroides.'l La vida media más cona de la T3, que es ducción enzimática y alteran el metabolismo de T4• de un día, en comparación con siete dfas para T4, explica en -:--gran pane esta variación. Las enfermedades sist6micas graves hacen descender los niveles sfricos de T3 inhibiendo la Depresión degradación de rT/2 Las anormalidades del eje hipotalámicl)-pituitaril)-tiroidco Los pacientes con enfermedades no tiroideas graves dicon frecuencia se investigan para detectar evidencia de caufieren significati vamente de los individuos saludables en desas biológicas de la depresión. Generalmente se repona que terminaciones de T4 , T3 e índice de T4 1ibre, pero sus resultala T4 y la T3 séricas se encuentrdn dentro del rango de refe~os son comparables a los de la media de grupo para T4 rencia. Sin embargo, se observa una elevación de la concenhbre.67 La reducción pronunciada de diversas proteínas séri- tración sérica basal de TSH, una amoniguación de la rescas, incluso prealbúmina enlazante de tiroxina, en pacientes puesta de TSH a la estimulación con TRH y la presencia de gravemente enfermos no se refleja en forma adecuada en un anticuerpos antitiroideos con frecuencia mayor de la esperaincremento correspondiente de THBR. Esto probablemente da en pacientes deprimidos.72 Al parecer, la persistencia de explique la mala correlación entre T4 libre e fndice de T4 lila respuesta amoniguada de TRH tras la mejoría clfnica de la bre en este grupo de pacientes. Los ensayos que reflejan depresión se relaciona con una mayor incidencia de relapTBG (T4 total y T3) indican incremento de los valores en cisos.72.1l Es probable que exista una baja actividad de norrrosis hepática debido a que la sfntesis es baja y también en adrenalina que dé lugar a la arnoniguación de la respuesta de síndrome nefrótico por pérdida de TBG en la orina." Clfnila TSH.74 camentc, los pacientes eutiroideos que sufren de afecciones Normalmente, la TSH demuestra variáción circadiana, DO tiroideas presentan reducción de T3 e incremento de la que se caracteriza por una elevación nocturna que precede al concentración de rT3.68 La gravedad del estado de enfermeinicio del sueño.25 Es probable que exista una correlación dad se correlaciona con esos cambios. Estos datos coinciden entre la depresión endógena grave y la falta de numcmo noccon otros estudios que reponan que el fndice de T4 libre es turno de TSH.7S un valor poco confiable en presencia de enfermedades sistfmicas. Los pacientes gravemente enfermos con frecuencia ~tesentan disminución de T4 total y T . Mientras más grave 3 Embarazo Ita la afección clfnica, mayor será la reducción de los nive7 les. de honnona tiroidea en suero.2 La diferenciación de T4 Los cambios hormonales y las demandas metabólicas duranb.1Ja debido a enfermedades no tiroideas con respecto al hi- te el embarazo producen alteraciones complejas del funcio· I'Otiroidismo verdadero se determina mediante la sTSH. narniento de la tiroides.76 Los ni1·eles de TBG aumen1:111 Cuando se observa una clara elevación de TSH en presencia aproximadamente al doble durante el embarazo. Se alcm11.1 de unnconcentración de T4 1ibre baja, indica insuficiencia ti- un nuevo equilibrio entre las hormonas tiroideas enlazadas lllidca priuuuin.26 y libres, pero los niveles libres permanecen normales. La

522 • QUIMICA Cl.tiiCA

fNDOCRINotOGI.I,IJE LA TrlOOES 16 • 52l

RAIU disminuye durante el embarazo.36 Este efecto puede ser resultado de un incremento de la depuración renal de yoduro o incremento del uso de yoduro por el feto. Es probable que el aumento de la demanda de yoduro se compense gracias al amplio consumo de yodo en la dieta de los estadounidenses.77 En ocasiones la glándula tiroides aumenta levemente de tamaño. En mujeres eutiroideas oo..embaraz.adas, la mayor parte de la T3 surge de la transformación periférica de T4 a T3 en el riñón y el hígado. Durante el embarazo, también se efectúa conversión de T4 a T3 en la placenta y es probable que es!O contribuya a la reducción de la relación de T4:T3 que se observa del primero al tercer trimestre.78 El incremento del nivel de T4 libre que se observa a comienzos del embarazo quizá sea resultado de que la HCG estimule la tiroides.79 La tiroides materna se regula por elevación de HCG (principalmente en la primera mitad del embarazo) e incremento de TSH (en especial en la segunda mitad del embarazo).80 Los niveles de tiroglobulina sérica se incrementan en el embarazo, de manera particular en el ~!timo trimestre. El aumento de niveles de TSH a fines del embarazo puede interpretarse como una respuesta de retroalimentación adecuada al descenso de niveles hormonales libres por reducción de Inestimulnción de HCG.n La tiroiditis de posparto, o inflamación de la glándula timides, es una enfermedad autoinmunitaria bastante frecuente (5%) que se produce en el primer año después del parto y es nca ~i o nadn por una reacción de rebote transitorio del procc~u autuinmunitariu.81 Se caracterita por anticuerpo> autimicrosómicos e infiltración linfocítica de la tiroides. El curso m~s frecuente de la enfermedad es un periodo de hipertiroidi!IIIOtransitorio seguido por hipotiroidismo, que se resuelve espontáneamente en varios meses.t7

Afecciones ollmenHclos

Existe una relación compleja entre .la glándula tiroides y el efecto fisiológico que se observa en estados de desnutrición nutoinducida por anorexia nerviosa y bulimia. Casi todos los estudios principales reportan la presencia de ni1·eles bajos de T3 o síndrome de enfermedad eutiroidea en pacientes con anorexia nerviosa.82 Las observaciones del laboratorio incluyen T3 baja, T4 normal o baja, e incremento de rT¡. patrón que indica afecciones de la transformación periférica de las hormonas tiroideas. Otro factor que contribuye a la T, baja puede ser la reducción de secreción de T1 de la glándula tiroides en respuesta a la TSH, lo que refleja disfunción hipotalámico-pituitaria-tiroidea antes y después de la recuperación del peso. Aunque la respuesta de TSH a la TRH mejora cuando se recupera peso, la respuesta de T, a la TRH sigue siendo más baja que la de los controles. La observación de esta respuesta baja de T3 a la TRH tras la recuperación del peso sugiere que se secreta TSH de actividad biológica inferior tras un periodo de deficiencia de TRH. También es posible que después de periodos amplios de baja estimulación de TSH, la tiroides experimente una atrofia relativa." Se observa una respuesta retrasada de TSH a la TRH en pacientes con anorexia nerviosa y también en los que padecen bulimia nerviosa. Sin embargo, los pacientes bulímicos

tienen una respuesta no amortiguada en contraste con la que se observa en personas con anorexia, que presentan respuesta amortiguada." Las semejanzas clínicas entre la anorexia nerviosa y el hipotiroidismo son adaptaciones del organismo a la inanición prolongada.Bl Los síntomas que se observan en pacien. . tes con afecciones de ingestión de alimentos incluyen anor- · · malidades cardiovasculares como bradicardia, arritmias y notable inestabilidad del pulso ortostático y de la presión arterial.86 La hipotermia, que a menudo se observa, se relaciona con la necesidad del organismo de conservar sus escasas reservas de energía. Probablemente se asocia con la regulación descendente del funcionamiento tiroideo o tal vez sea una disfunción del hipotálamo. Los pacientes con anorexia nerviosa tienen signos similares a Jos que se observan en hipotiroidismo: intolerancia al frío, estreñimiento, bradicardia, hipotermia e hipercolesterolemia. 87 Los niveles notablemente bajos de T3 se correlacionan de manera positiva con una frecuencia cardiaca promedio y negativamente con el colesterol total. Los síntomas de afecciones tiroideas se sobreponen con los de afecciones alimenticias. Los pacientes suelen presentar intolerancia al calor, palpitaciones y ansiedad tras Jos lapsos de ayuno y de ingestión excesiva de alimentos.88 Clínicamente, el paciente que tiene antecedentes de vómito para control del peso presenta bocio. Las observaciones de laboratorio incluyen elevación de T4 y T4 libre con supresión de TSH. En apariencia, el paciente reacciona al incremento de apetito y ansiedad que son secundarios al hipcrtiroidismo, con la exageración de algún estilo de vida previo que incluye algu-na afección de ingestión de alimentos. Se conoce un caso de tirotoxicosis coexisteme con anorexia nerviosa.89 En este caso, el paciente, que presentaba síntomas de exoftalmía notable, nerviosismo, palpitaciones, temblores de manos, falta de aliemo, tiroides de mayor tamaño y fibrilación auricular, se negó a recibir tratamiento durante años porque temía aumentar de peso al seguirlo. Los síntomas usuales de hipotermia, bradicardia e hipotensión no se observaron debido a la tirotoxicosis. La desnutrición debi· da a la anorexia nerviosa hizo descender la elevación de T, por tirotoxicosis al rango de referencia. La piel del paciente tenía apariencia escamosa y seca por la desnutrición, en COIItraste con los síntomas de piel tibia y húmeda que se obser' van en tirotoxicosis. Además, el paciente no presentaba intolerancia al calor porque la desnutrición inducía conservación de las reservas del organismo. El resultado fue tirotoxicosis grave· con insuficiencia cardiaca y tormenta tiroidea inminente. También se reportó el caso de una paciente con bulimia nerviosa que abusó de una preparación orgánica de yodo para controlar su peso, lo que le produjo tiroiditis subagudJ y tirotoxicosis.l7 Los síntomas de esta paciente incluyeJOII fiebre, leucocitosis notable, reducción de la tasa de ~dimell" tación de eritrocitos y dolor en la glándula tiroidea. Los resultados de las pruebas de funcionamiento de la tiroides ilcluyeron.aumento de T~ y T3, antitiroglobulina y anticuerpOS antimicrosómicos no detectables y supresión de la respu~ta de TRH. La elcctroforesis de proteína sérica mostró un 111cremcnto de la b:mda de globulina alfa-2, congruente con_uroiditis sull:osuda. El lratamiento con conicosleroides hiZO

desaparecer la tiroiditis y posteriormente se obtuvieron pruebaS normales del funci onamiento tiroideo. Estos casos indican la necesidad de que los médicos se familiaricen con las complicaciones médicas de las afecciones alimenticias y conozc_an.su compleja relación con el eje hipotalámico-pituitarí
2. Yolpe BO: Thyroid Function and D· Ph"J delphia, WB Saunders, 1990. tsrau. 1a3. Wemer SC, Ingbar SH: The Thw .. mental and C/inical Te.rt. 4th ·e:'dN A FundaHarper & Row, !978. · ew York: 4. Greer MA: The Thvroid Gland· e . Endocrinology~Revised S . omprehmstve Press, 1990. ' enes. ew York: Ravcn

N

---~--------RESUMEN

La glándula tiroides está en la parte central de la tráquea, en

el cuello. El folículo es la unidad estructural funcional y en él se efectúa la biosíntesis de hormonas tiroideas.

La regulación de la glándula tiroides se inicia en el hique libera TRH. Esta, a su vez, estimula la hipófiSIS para secretar TSH, la cual actúa directamente en las células foliculares incrementando la producción y liberación de hormonas tiroideas. La T3 y la T4 libres participan en el mecanismo de control por retroalimentación nega1iva. Los desarrollos tecnológicos actuales permiten efectuar un diagnóstico más confiable y una buena vigilancia del tratamiento para controlar enfermedades tiroideas. Los ensayos inmunológicos sensibles para T4, T3 y TSH, asf como los ensayos para delectar lllllicucrpos tiroideos han tenido un fuerte impacto en la valoración del funcionamiento de la tiroides Debido a estos rápidos avances tecnológicos, es necesari~ -que los médicos estén informados de los casos en que es adecuado efectuar pruebas de la tiroides 1' conozcan la interpretación del diagnóstico. Los patrone.s endocrinológicos _ complejos que se observan en estados como embarazo y anorexia nerviosa indican la necesidad de integrar conociDlle~tos muy diversos que tengan en cuenta distintas perspectivas. Las tecnologías del futuro que se basan en biología molecular y en las que se emplean técnicas recombinantes de leido desoxirribonucleico (DNA) y otras similares, proba.. b!emente perm1~an obtener nuevas proteínas que sean ago. rustas o antagomstas para blancos terapéuticos.90 La terapéu·. bca de transferencia genética, que codifica RNA de "sentido opuesto" el cual inhibe la traslación de mRNA específico, ,. probablemente permita dar un mejor tratamiento a estas enfermedades.91La biología molecular se emplea para determi.oar la patogénesis de los mecanismos autoinmunitarios en hipo¡iroidismo, como ocurre en la tiroiditis de Hashimoto y en htpeniroidismo, que se expresa como enfermedad de Gra. .ves. Es muy probable que gracias a estos conocimientos se logre descubrir algún método nue"o para el diagnóstico y tratarmento de la enfermedad de la tiroides. ~tálamo,

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52A , QUIMICA CUNICA

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lNOOCiltNOlOGIA DE lA TIROaS 26 •

526 • QU\MICA CUNlCA

Análisis dt orina

APLICACION DE CONCEPTOS 26-1

]

pH Glucosa Cetonas ___ San~ oculta c. Prueba de supresión de T¡ BiliTTUbina d. Anticuerpos tiroideos Urobilin6geno Proteínas 4. Cite dos afecciones tiroideas relativamente comunes CD Nitritos las cuales haya anticuerpos tiroideos en el suero del pa. Leucocitos ciente. Mencione los anticuerpos tiroideos específicos que se observan en cada afección. Prutbos químicas

6.0 Negativa Negativa Negativa Negati\'a Normal Negativa Negativa Negativa

Recuento microscópico de leucocitos 1-2 por campo Recuento microscópico de eritrocitos

S. A partir de Jos datos de laboratorio, ¿cuál de las siguientes causas es probable que origine el hipeniroidismo?

J40mmolll. 4.0mmolll. 101 mmoVL 26 mrnol/1.

(136-146) (35-5.1) (9&-106) (22-29)

IOmg/IOO ml 80mg/100ml 7.0g/JOO mi 4.4 g/100 mi 6.8 mg/100 mi 0.7 mg/100 mi 0.9 mg/100 mi 9.4 mg/100 mi 3.4 mg/100ml 55 UIL 45 UIL 340UIL 165 UIL

(5-20) (8{}-JOO) (6.2-8.2) (3.5-5.5) (2.6-7.0) (0.2- 1.0) (0.5-1.1) (8.&-10.8) (2.7-4.5) (3{}-95) (5-30) (15-280) (15-130)

L_______ _ _ _' - - - - _

Una mujer de 25 años se queja de sudoración excesiva y palpitaciones cardiacas. Al efectuar el examen físico se observa que su piel tiene apariencia húmeda y-tibia. su pulso es de 130/minuto y su presión arterial de 145/85. Ha percibido sensación de arena en los ojos y lagrimeo excesivo. Los antecedentes revelan que recibe medicamentos anticonvulsivos desde los 15 años. Se obtuvieron Jos siguientes resultados de laboratorio: T4 total (T4) =14.21!g/100 mi (45 a l ll!g/100 mi) Consumo de T3 (T3U) = 40% (25 a 35) 1. Diga cuál de las sigutentes determinaciones de laboratorio puede dar resultados erróneos debido al tratamien· to con anticonvulsivos · -- ----- a. T¡ total b. lndicc de T,Jibre c. sTSH d. THBR 2. t::stn paciente puede clasificarse como Hipotiroidea b. Eutiroidea c. llipcniroiden 3.

:1. Di8a cuál de las siguientes pruebas de laboratorio será

a. Tumor hipofisario b. Tiroiditis de Hashimoto c. Bocio tóxico nodular d. Enfermedad de Graves

•

6. Indique si se obtendrán valores incrementados, normales o disminuidos en cada uno de los siguientes proce· dimientos de laboratorio en pacientes con hipeniroidismo:

Na K

a

CO¡ Nitrógeno urcico sanguíneo Glucosa Proteínas totales Albúmina Acidoúrico BiliTTUbina Creatiruna Calcio

a. CK b. ALP c. Calcio sérico d. Colesterol total e. Glucosa f. Recuento de leucocitos g. Hcmatócrito h. Masa de eritrocitos

Fósforo ALP AST LD CK

o

(4.5-1 1.0) (0.72-1.24) (0.5-5.0)

4. ¿Cuál de los valores de laboratorio anteriores resulta dudoso? Se repitió la dete¡minación de TSH y se obtuvo prácticamente el mJSmo valor. S. Calcule el índice de T, Iibre.

1. Indentifique las observaciones anormales en la biometría hemática.

titit para determinar la causa del hipeniroidismo

7. ¿Cuál es la enfermedad tiroidea más frecuente en Esta· dos Unidos?

2. Identifique las observaciones anormales en el análisis de orina.

T¡ totul b. sTSH

8. Describa los síntomas característicos de la enfermedad de Graves.

3. Identifique los resultados anormales en las pruebas químicas rutinarias.

:1.

T4 2.2 ~g/100 mi TIIBR 0.40 sTSH 8.0 mU/mi

m

6. Si las aspirinas interfieren con la prueba de consumo de rT¡, ¿cu:ll será el resultado probable? a. Incremento b. Reducción c. Normal 7. ¿Cuál es la causa más probable del hipotiroidismo de la paciente? a. Hipotiroidismo primario b. Hipotiroidismo secundario c. Hipotiroidismo terciario d. lnterfer~ncia farmacológica

Se llevó a cabo una prueba de estimulación TSH·RF en la paciente. El nivel de TSH a los 30 minutos fue 25 mU/mililitro. 8. ¿Cuál es la causa más probable del hipotiroidismo? ¿Qué probables resultados se obtendrán en las pruebas de coleMerol, triglicéridos y de tolerancia a la glucosa de la paciente? 9. Identifique la hiperlipidemia según la clasificación de fen otipo. 10. Explique el incremento de los niveles enzimáticos.

J

APLICACION DE CONCEPTOS 26-2 Una mujer de 50 años se queja de debilidad y cansancio y duerme mucho. Ha presentado sfntomas durante más de un año, pero éstos se agravaron en las últimas semanas. Se queja de que siempre siente frío. Está pálida y algo aletargada. Su presión anerial es 105nO mm Hg y su pulso es de 60 y regular. Tiene piel y cabello secos. Ha estado recibiendo atención médica por síntomas de artritis y actu~lme nt e toma ocho aspirinas al día.

Obstrvacionts dt laborarorio Biomttria lu!márica (5000-10~) Recuemo de leucocitos 8000'mm3 Rccuemo de eritrocitos 3.33 millones/mn? (4.2-5.9) 30% (37-48) Hemalócrilo 10.0 ~100 mi (12-16) Hcmo~lobina Diferencial 701< de neuuófilos segmentados 30% de linfocitos Plaquelas 200 0001mm 3 ( J50000-300(XYJ)

Se ordenaron otras pruebas de laboratorio y se obtuvieron los siguientes resultados:

11. Explique por qué se observa anemia en esta afección.

LAS GlANDU\AS PARAllROIDES VEl METABOliSMO DE CALCIO YFOSfATO 27 • 529

CAP 11 U LO

•1================~

~otroldrmo

Seudohlpoporotkoldrmo Dertclenclo de vltcrnlno o lnsul'rclenclo rend cr6rlco ~tomos

Hlpercolcemlo

Susan Cockayney

Shauná C. Anderson

Las glándulas paratiroides y el metabolismo de calcio y fosfato

Causas Hlperporafltoldlsmo pil'norlo

Enfermedades moi1J10S Toxicidad Diversos Síntomas Enfermedades óseos metabólicos Enfermedad de Pagel Ostecporosls Hlpolosfotemlo Cousos Síntomas

Hlperfoslotemlo Ccusos Slntomos

RESUMEN

1nsu11clenclo renal crónico

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

Hlperporot~oldsmo

Enfermedades malignos • Describir lo ubicación onolómlca de los gl6ndulos porotlroldes.

ToxiCidad por vttomiOO o

meconfsmos de acción de lo hormona porollroldeo.

• Definir lo hlpolosfalemlo vJo hlperfoslolemlo, y enumerar sus causas.

• Describir el electo de lo hormona porallroldeo, lo vitamina D vlo colcltonlno en huesos, rl~ones e lntesHnos vsu relación con lo ·regulación del calcio vel fósforo.

CONTENIDO DEL CAPITULO

• Describir lo formación de vitamina Dactiva.

ANATOMIA

1 Describir lo metodología poro determinación de

v

calcio fósforo.

v

• Definirlo hipocolcemio enumerar sus causas y síntomas.

v

• Definir lo hlpercolcemlo enumerar sus causas y sintamos. • Describir lo lislopotologío de los siguientes alecciones y las observaciones de loboroiOiio en cada coso: Hpcporo!Joldismo Seudorlpopmotlrok:fsmo DefiCiencia de v!lomlno o 528

ANATOMIA

MECANISMOS DEACCION

Enfermedad de Pagel Osfecporosls

1 Describir lo blosíntesls, el metabolismo y los

·f-----

prohormona de 9{) aminoácidos. La pro-PTII se encuenlnl en el interior de vesículas secretorias, y en ese sitio se despren· den seis o más aminoácidos para producir la fOIDla de PTH que se secreta a la circulación. La vida media de la PTH en circulación es de 15 a 20 minutos. El hfgado y los riñones producen por lo menos dos de los fragmentos principales de la PTH en circulación. Por tanto, hay tres especies de PTH en circulación: 1) moléculas intactas de PTII, 2) un fragmen· to terminal carboxflico y 3) un fragmento terminal amfnico. Sólo la molécula intacta y el fragmento terminal Jamlnico tienen actividad biológica. La concentración de calcio ionizado en circulación es el principal mecanismo de regulación para la síntesis y secreción de PTH. Los niveles altos de calcio inhiben la PTH mientras que los niveles bajos la estimulan. Otros mecanis· mos pueden ejercer la misma influencia en los niveles de PTH. Un nivel bajo de magnesio en suero estimula la secre· ción de PTH cuando se produce con rapidez; sin embargo, el nivel bajo puede impedir la liberación de Plll y la respuesta de los tejidos a ésta. Los niveles altos de fósforo en suero tarnbi~n estimulan la secreción de PTH. En realidad, ~sic es un mecanismo indirecto porque d alto contenido de fósforo deprime el calcio en suero. Como se ha identificado un re· ceptor para los metabolitos de la vitamina D. t111nbitn es po· sible que estos metabolitos tengan la capacidad directa para suprimir la libéración de PTH. 1

HORMONA PARATIROIDEA Biosintesls y metabolismo Mecanismos de acción REGULACION DEL CALCIO YEL FOSFORO PROBLEMAS ANALmCOS ESPECIFICOS Coleto Metodologio Recolección y manejo de muestras

Fósf01o Inorgánico

Las glándulas paratiroides se encuentran enclavadas en la glándula tiroides. Dos de ellas están ubicadas en el polo su· perior y otras dos en el polo inferior de la misma. Sin embargo, su ubicación varía de uno a otro individuo; el tejido paratiroideo también se encuentra en otras partes del cuello y en el mediastino. Microscópicamente, las glándulas paratiroides están formadas de dos tipos de células distintas. Las células principales tienen citoplasma claro y son las que más abundan. Estas secretan hormona paratiroidea (PTII). Las células oxifilas son de mayor tamaño y menos abundantes, tienen núcleo picnótico y afinidad hacia los tintes ácidos; se cree que son células principales viejas.

·f----HORMONA PARATIROIDEA

Metodología Recolección y manejo de muestras

APLICACIONES CLINICAS Hipocolcemlo Causes

BIOSJNTESIS Y METABOLISMO

La PTH se sintetiza como preprohormona y está formada por 115 aminoácidos. Se rompe de inmediato para producir una

La PTH produce efectos en tres tejidos: huesos, riñón e in· testinos. Su mecanismo de acción es enlazarse con un receptor de la membrana celular para activar la cidasa de adenilo o facilitar la entrada de calcio a la célula.2 El hueso está formado por células metabólicamente activas: osteoblastos, osteocitos y osteoclastos. Estas células controlan la formación y procesos de resorción del hueso. Los osteoclastos normalmente resorben hueso y aportan calcio al líquido extracelular. Por otra parte, Jos osteoblastos sintetizan hueso no mineralizado. Aunque no se conoce totalmente el mecanismo exacto de la actividad de la PTH en el hueso. bajo la influencia de esta hormona se produce resorción ósea seguida de inmediato por un incremento de la formación de hueso. De la cantidad de calcio que se filtra en el glom~rulo, cerca de 10%llega a los túbulos distales en donde laJYJllrcgu· la la resorción. La PTH incrementa la resorción de calcio Y reduce su excreción. También favorece la resorción de iones hidrógeno, magnesio y amoniaco. La excreción de fosfato, sodio, potasio y ion bicarbonato aumenta debido al efeciO de laPTH. 'd No está demostrado que la PTH estimule el con1enr 0 de cAMP y la entrada de calcio en el intestino. Sin emb:118°· la PTH estimula el transpone intestinal de calcio y fósforo. Probablemente se trare de un mecanismo indireclo en el que participan los niveles en circulación del metabolito de la VItamina D, 1,25-dihidroxivitamina O(1,25-IOIIh D.t)·

----REGULACJON DEL CALCIO YELFOSFORO

El calcio es el eleclr6lit(Hjue más abunda en el organismo humano, principalmente por su alta concentración en el esqueleto. Noventa y nueve por ciento del calcio total del organismo está enlazado en el esqueleto. El calcio es un ion divale_nte que predomina en el exterior de las células y es fundamental para muchas funciones fisiológicas. Es importante para la actividad·neuromuscular adecuada, la coagulación sanguínea, el metabolismo óseo y la preservación de la integridad funcional de las membranas celulares. El calcio también funciona como segundo mensajero intracelular, de manera similar al cAMP. En el hueso, el calcio se combina con el fósforo para formar la estructura cristalina de hidroxiapatita, una sal compleja de fosfato de calcio que tiene la fórmula general Caro (P04)6 (OH)¡. En el hueso se lleva a cabo resorción y formación ósea. La resorción ósea es mediada por células osteoclásticas que descomponen el cristal de hidroxiapatita para liherar calcio y fósforo al líquido extracelular. La formación de hue~o es mediada por células osteoblásticas y ocurre en respuesta al esfuerzo y la tensión en cualquier sitio en que se rrqulm hueso. Sólo 0.03% del calcio total del organismo se rncu ~ ntr a en el plasma, en donde su concentración va de 8.5 • ti). ~ mit/100 rnl (2.25 a 2.60 rnmolll..). 1'1 c~ldo ~r ico tOla! se encuentra en tres formas: enla' ~'l"'"n prottfnfl! (46%), formando complejos con citratos, f u~f•ll•, ln,·tuUl y sulfato (7%); y libre o ionizado (47%). La Mlhtlml n~ con,tlluye cerca tle 80% del calcio enlazado con Jlllltefrlll~ y IM M lubulinM con!tituyen el restante 20'k. La tlrlh ft fur 11111 Cull nctivid3d fisiológica es el Ca1' ionizado, ruya cunccntración ~rica la preserva un estricto mecanismo 1lc •c¡ulnción. Las variaciones de los niveles de protefna sétkn nltcmn In concentración de la fracción enlazada con protcÍIHll y por tanto los niveles de calcio total. Sin embargo, la fracción ionizada permanece normal y el paciente no presenta síntomas. Debido al efecto de las proteínas en los niveles totales de calcio, es necesario tener en cuenta los niveles de protefna strica para la interpretación correcta de los niveles de calcio total en suero. El nivel aproximado de calcio ionizado se calcula considerando que 1 g de albúmina sérica se enlaza aproximadamente con 0.8 mg de calcio. El calcio sérico se ajusta corrigiendo la redacción de albúmina con la siguiente fórmula: Calcio ajustado (mg/100 mi) = calcio total (mg/100 mi) - albúmina (g/100 mi)+ 4.0 El estada acidobásico del organismo también influye en el enlace de Ca2' con albúmina. El efecto de la alcalosis es

reducir la concentración de Ca1' ionizado, lo que puede producir hipocalcemia sintomática. Una variación de 0.1 unidades de pH altera la fracción de Ca1' ionizado por 0.16 mg/100 mi.J En caso de acidosis, el exceso de Ji' !e enlaza

tAS Gt.ANOUI.AS PARAllROilES YEL METABOUSMO DE CALCIO VFOSFATO 27 • Slt

con la albúmina y libera el calcio enlazado con proteínas, lo que produce un incremento de la fracción ionizada. Estos cambios significativos de la fracción ionizada debido a anormalidades acidobásicas ocurren sin que se produzcan cambios correspondientes en el calcio total.4 El fósforo abunda en el organismo como anión intracelular y extracelular.lntracelularmente, existe en forma de fosfato orgánico en combinación con lfpidos y proteínas. En forma de fosfolípidos y fosfoproteínas, el fósforo es esencial para la integridad estructural de la membrana celular y es un componente imponante de los ácidos nucleicos y de los nuclcótidos de alta energía como ATP. La mayor parte del fosfato extracelular (85%) se localiza en Jos huesos, donde se combina con el calcio en la hidroxiapalita Casi 85% del fosfato sérico existe como monofosfato inorgánico (HPO;) o fosfato diá· cido (H 2PO¡). La relación de HPO; /H¡PQ¡ al pH del organismo de 7.4 es 4:1. En estas formas, actúa como principal amoniguador del sistema urinario para facilitar la excreción de H'. El restante 12 a 15% está enlazado con proteínas. El fósforo sérico inorgánico está presente a concentración de 2.8 a 4.0 mg/100 mililitros. t La dieta diaria balanceada proporciona de 600 a 1 000 mg de calcio, lo que basta para las necesidades normales de este mineral. Los requerimientos de calcio awnentan dwante procesos de desarrollo fisiológico normal, embarazo y lactancia. El calcio de la dieta se absorbe del intestino delgado por mecanismos pasivos y activos. La absorción intestinal de calcio es más eficiente cuando el consumo de este mineral es bajo_l En los riñones, las fracciones difusibles de calcio, que incluyen las formas ionizada y compleja, se fi ltran en los glom~­ rulos. La mayor parte del calcio que se filtra se resorbe en los _ túbulos. La excreción urinaria de calcio en adultos normales c:s de 100 a 400 mg/día. De 70 a 90% del fósforo que se ingiere se absorbe en el intestino. El fósforo que se filtra en los glonirulos se resorbe principalmente en el túbulo contorneado proximal y en el túbulo contorneado distal. La excreción urinaria depende de una función renal adecuada. Las concentraciones séricas de calcio ionizado y el rne· nor grado de fósforo inorgánico se preservan dentro de lfmites bastante precisos mediante mecanismos de homeostasis que incluyen la interacción de tres hormonas: PTH, vitamina D y calcitonina. Esta regulación hormonal produce respuestaS en tres órganos blanco: hueso, riñón e intestino. En el cuadro 27-1 se describe la actividad de estas hormonas. La sfntesis de PTII se estimula por reducción de la concentración de calcio ionizado mediante un mecanismo de re· troalimentación negativa. Por el contrario, los altos niveles de calcio ionizado inhiben su liberación. La PTI!tiene diversas funciones que ayudan a incrementar los ni\·eles de calcio en suero cuando es necesario. Debido a la relación recíproca entre el calcio y el fósforo. la PTII también tiene un efecto sobre la disminución del fósforo. Activa las células osteoclásticas del organismo, provocando resorción ósea con libe· ración de calcio y fósforo del hueso hacia el líquido extracelular. Además de activar los osteoclastos, la PTII puede incrementar el número de los mismos. La PTH incrementa la resorción de calcio en el túbulo renal distal al incrementar los niveles de calcio en suero 1' reducir la camidad de calcio que se excreta en la orina. La hormona también inhibe la re·

Cuadro 27-1. fleelos de los hormonas reguladoras del calcio

PTH

Vrtamina O

caJcitonina

HUBSO

Riñón

Intestino

iAesorción de ca iAesorción de PO. iAesorción de Ca fResorción de PO. !Rasorción de Ca !Resorción de PO.

iReabsordón de Ca ¡Reabsoll:ión de PO• iAeabsorción de Ca iAeabson:ión de POr! Reabsorción de Ca ! Reabsoll:ión de PO•

fAbsorción de Ca (indirecta) t Absorcí6n de PO• fmdirecta) 'tAbsorción de Ca (directa) 1"Absorción de PO. Ninguna

r. incremenro: ¡ • dísmiooción.

sorción de fósforo en el túbulo renal haciendo descender, en consecuencia, el nivel de fósforo en suero e incrementando la excreción urinaria de fósforo. La PTII estimula la síntesis en los riñones de 1,25-(0H)¡ D¡, forma activa de la vitamina D. Esta acti1•idad de la PTII favorece indirectamente la absorción de calcio y fósforo del intestino.6 Tanto la molécula - de PTH intacta como los fragmentos terminales amínicos se enlazan con receptores en los principales órganos blanco. El enlace de la hormona con el receptor activa la enzima ciclasa de adenilo para producir cAMP, el cual moviliza calcio del hueso. Los niveles de cAMP se utilizan como indicación de la actividad de hormona paratiroidea. La vitamina D también es muy imponantc para preservar niveles normales de calcio. Puede absorberse del aparato digestivo o formarse en la piel por la acción de la radiación ultravioleta. Es necesario que la vitamina D experimente dos pasos de hidroxilación para adquirir actividad biológica. En el hígado, la hidroxilación se produce en el C-25 para producir 25-hidroxivitamina D (25-0H D¡). El segundo paso de hidroxilación se lleva a cabo en cltúbulo contorneado proximal del riñón, en donde se une otro grupo hidroxilo en el C- 1 para prodocir 1,25-dihidroxivitamina D¡. Este paso está regulado cuidadosamente y la PTH es la reguladora primaria. La vitamina D ejerce su influencia hormonal en los niveles de calcio al estimular la resorción ostcoclástica ósea, incrementar la absorción intestinal de calcio y fósforo y, en grado menos importante. aumentar la resorción de calcio en los túbulos renales. En contraste con los efectos de elevación del calcio de la PTI1 y 1,25-(0H)¡ DJ, la calcitonina actúa haciendo descender los niveles de calcio en suero. La calcitonina es una hormona peptídica que se secreta en las células e de la glándula tiroidea. Actúa sobre huesos y riñones para inhibir la resorción ósea osteoclástica y la resorción tubular de calcio. Este último efecto aumenta la excreción renal de calcio. La calcitonina ejerce su efecto activando la ciclasa de adcnilo al enlazarse con receptores específicos en la membrana. Los niveles séricos elevados de calcio ionizado estimulan la liberación de calcitonina, mientras que los nil·eles bajos de calcio ionizado la inhiben. Sin embargo, aún no se comprende a la perfección la función exacta de la calcitonina en la homcostasis del calcio, ya que las deficiencias de calcitonina no producen hipercalccmia. 7

---~-------PROBLEMAS ANALITICOS ESPECJFJCOS CALCIO Metodología ·. El método de referencia para el análisis del calcio es la absorción atómica. Sin embargo, para su análisis clfnico en general se emplean métodos que se basan en precipitación de calcio, fluorescencia o formación de complejos coloridos. Existen electrodos ion-selectivos para determinar la fracción ionizada de calcio mediante instrumentos analíticos. En los métodos clásicos de precipitación de Clark y Collip, se precipita calcio como oxalato. La acidificación redisueh•e el oxalato de calcio y libera ácido oxálico, que a continuación se mezcla con permanganato de calcio. El Mmolpúrpura se reduce a Mn 2', un compuesto incoloro. Este pro-cedimiento toma tiempo y es laborioso, por Jo cual se emplea poco. Ca2• + oxalato-+ oxalato de calcio (precipitado) Oxalato de calcio (prccipilado) + H¡SO• -+oxalato + CaS04 2KMn04 + 5 oxalato + 3HzS04 -+ KzSO. + 2MnS04 + JOCO¡ + 8 HzO En otro método de precipitación se emplea ácido cloranílico, que reacciona con el calcio formando un complejo de cloranilato de calcio. El precipitado se redisuelvc con EDTA, liberando ácido cloranílico cuyo color rojo-púrpura se determina espectrofotométricamente.8 Ca2' + cloranilato-+ cloranilato de Ca (precipitado) Cloranilato de Ca (prccipitndo) + EDTA-+ Ca-EDTA +~e ido cloranílico

lAS GlANDUlAS PARATIROIDES YEl METASOUSMO DE CAlCIO YFOSfATO 27 • Sl3

532 • Q\JIMICA CLINICA

Existen también métodos fluorescentes con buena sensibilidad. En uno de ellos se agrega calcio a una solución alcalina de calcefna para fom1ar un complejo fluorescente de calcio-calceína. La titulación posterior con EGTA enlaza el calcio y hace que disminuya la fluorescencia. La cantidad de EGTA que se emplea en la titulación es proporcional a la concentración de calcio.

Ca2• + calcefna -+ calccína-Ca (fluorescente) EGTA + calceína-Ca -+ Ca-EGTA + calcefna En un método es¡Ícctrofotométrico directo de uso frecuente se incorpora el tinte o-cresoftaleín-complexona (CPC) para formar un complejo con el metal. Este tinte forma un complejo rojo con el calcio en solución alcalina: Ca2• + o-CPC -+ Ca2•-o-CPC (rojo) Se agrega 8-hidroxiquinolina al reactivo para eliminar la interferencia de los cationes, específicamente del magnesio. Existen otros tintes indicadores como·arseoazo lll. La determinación de la actividad del calcio ionizado se realiza mediante instrumentos analíticos de tipo comercial. La medición es análoga al principio del electrodo de vidrio para determinación de iones hidrógeno en el medidor de pH. Se emplea organofosfato o algún otro compuesto intercambiador de iones orgánicos para la determinación selectiva de calcio.

Recolección y manejo de muestras

La.1 muestras adecuadas para análisis de calcio incluyen suero, plasma heparinizado y orina. Las muestras de suero y orina son estables a temperaturas de refrigeración durante varios meses. El plasma heparinizado que se almacena puede perder calcio, ya que éste se coprccipita con la fibrina y se elimina por centrifugación.9 El plasma con oxalato o EDTA como anlicoagulante no es aceptable, debido al efecto de quelaci6n de calcio. El nivel del calcio se afecta por cambios posturales y en posición recostada el nivel se reduce en un 4'k. Las muestras de orina de 24 horas se preservan con 5 a 10 mi de HCI 6-M. El material de vidrio que se emplea para análisis de calcio debe lavarse con ácido para eliminar la contaminación con este metal. Puede emplearse suero o sangre entera .heparinizada para medir el calcio ionizado con electrodos ion-selectivos. Cuando los resultados se requieren de inmediato, el uso de sangre_ entera heparinizada elimina el proceso de coagulactón y el tiempo de centrifugación. Sin embargo, las cantidades excesivas de he1>arina sódica hacen descender la fracción ionizada de 3 a 5st .8 La recolección de la muestra debe controlarse para reducir al mínimo las pérdidas de C01. El incremento de pH resultante puede contribuir a que los niveles de calcto tomzado desciendan. El calcio ionizado en sangre entera heparinizada o coagulada es estable por lo menos 6 horas a temperatura de refrigeración.8

Cuadro 27-2. Causas de hlpoc:alcemla

FOSFORO INORGANICO Metodología

La mayoría de los métodos para analizar fosfato inorgánico son modificaciones del m~todo original de Fiske y Subbarrow. Este se basa en formar un complejo de iones fosfato con molibdato. El filtrado de ácido tricloroacéilco libre de proteína se hace reaccionar con molibdato de amonio a un pH ácido para formar fosfomolibdato. Este último se reduce · a azul de molibdeno y se determina espectrofotométricamente a 660 nm. Se emplean diversos agentes reductores en el paso de reacción. Uno de ellos es el complejo cloruro estanoso-sulfato de hidracina. La reacción general es: P04 + H2SO• +(NH,)6Mcn0¡•· 4H¡O -+ complejo MoP04 Diversos analizadores automáticos miden el complejo fósforo-molibdato no reducido a 340 nm. 8

•

Recolección y manejo de muestras

El suero y el plasma heparinizado son muestras aceptables.. Otros anticoagulantes inhiben la formación del complejo de fosfomolibdato.9 Es conveniente obtener muestras en ayunas ya que los valores de fósforo descienden después de ingerir alimentos. El suero se separa de las células con rapidez para evitar fug as de fósforo intracelular al suero. Las muestras hemoli'ladas son inaceptables debido a la ¡nsencia de fósforo en los eritrocitos. Las muestras de orina deben acidificarse con HCI.

---~-------APLICACIONES CLINICAS

Hipoparatiroldismo Seudohipoparatiroidismo DefiCiencia de vitamina O Raquitismo Osteomalacia Insuficiencia renal Clónica (osteodistrofia renal)

ción de la glándula paratiroides o algún daño a la misma durante intervención quirúrgica tiroidea. En algunos casos se detectó un componente autoinmunitario. Pueden existir defectos en la glándula paratiroides de manera que haya deficiencia en la producción de PTH. Además, aunque es poco frecuente, la PTH en circulación puede ser suficiente pero carecer de actividad fisiológica como resultado de afecciones de la producción. Por último, uno o más órganos blanco pueden ser resistentes a la acción de PTH. El resultado final del hipoparatiroidismo es reducción de la concentración o capacidad de PTH para preservar niveles normales de calcio en suero. La concentración en circulación de 1,25-(0H)¡ 0) taf!l.bién se reduce en el hipoparatiroidismo. en parte debido a que la PTH no facilita su transformación a la forma activa en el riñón. Las observaciones del laboratorio características en hipoparatiroidismo son reducción de calcio, reducción de PTH y elevación de fósforo. En el cuadro 27-3 se presenta un resumen de los niveles de sustancias problema en afecciones hipocalcémicas. El nivel de fósforo se eleva principalmente debido a que su depUJación renal disminuye por acción inadecuada de la PTH en los túbulos renales. Cuando hay enfermedades óseas además de hipoparatiroidismo, los niveles de fosfatasa alcalina se incrementan ya que la enzima está presente a elevada concentración en los ostcoblastos. Además de estas anormalidades caractcrfsticas de laboratorio, la determinación de excreción de cAMPen orina tras administrar PTH ayuda para establecer el diagnóstico diferencial. Cuando se administra PTH a pacientes con hipoparatiroidismo, se observa un incremento de la excreción urinaria de cAMP ya que los efectos de la PTH son mediados por el cAMP.

HIPOCALCEMIA SEUDOHIPOPARATIROIDISMO

Causas

La hipocalcemia se produce cuando el nivel de calcio en suero es <8.5 mg/100 mi. Sin embargo, los niveles de calcio deben interpretarse teniendo en cuenta las variables que afectan el calcio ionizado con actividad fisiológica. El nivel total de calcio se valora junto con el nivel de albúmina y el estado acidobásico como se indicó con anterioridad, para asegurarse de que refleje con precisión la fracción ionizada. ya que sólo las alteraciones de esta fracción producen sfntomas clínicos. En el cuadro 27-2 se resumen las causas más frecuentes de hipocalcemia. HIPOPARATIRODiSMO

Diversos factores contribuyen al desarrollo de hipoparatiroi· üismo. Con mayor frecuencia la afección se debe a elimina·

El seudohipoparatiroidismo es una afección hereditaria poco frecuente. Se caracteriza por síntomas de hipoparatiroidismo con hipocalcemia, pero los niveles séricos de PTH aumentan en vez de disminuir. El factor causal frecuente es resistencia

en el órgano blanco (hueso o riñón) a la acción de la PTH debido a un defecto en los receptores. Además de los síntomas de hipocalcell'ja, se observan anormalidades esqueléticas características que incluyen faz redonda, estatura b;tjo y acortamiento del cuarto y quinto metacarpos y metatllfsos, En ocasiones se observa cierto grado de retraso mental. En los casos de seudohipoparatiroidismo, cuando se adminislrQ PTH no se incremen1a la excreción urinaria de cAMP por la resistencia del órgano blanco a la PTH. Por lo tanto, la ptuer ba de instilación de PTH es útil para el diagnóstico difcrcn cial. En otra afección poco común, el seudoscudoh lpu¡llu~t i roidismo, se observan anomallas esquel~ticas similar u prro la concentración de calcio en suero es nurmal; ¡)()r tanlll, 1111 se detectan sfntomas de hipocalcemia.

DEFICIENCIA DE VITAMINA O

La deficiencia de vitamina [) puede dcliCI~C 11 un C!lllNum u inadecuado en la diera, a malnbsurc i~nu n e xpus ld ~n l n ll
Cuadro 27·3. Niveles de anaiHos en afecciones hlpocolcémlcas Alecdót! liipoparatiroidismo Séudohipoparatiroidismo Deficiencia de vitamina O Fallo renal crónico 1• disminución: 1 • incremento.

Ca en suero

¡ ! ¡ ¡

PO. en suero

i i ¡ i

PTH

Ca en orina

PO. en orina

! i i i

¡ ! i ¡

¡ ! i ¡

cAMP

534 • 0\!IMICA CUNICA

LAS G!AN!l'.AAS PAAAlillOIIlES YEL Mllo\llOUSMO DE CALCIO YfOSfATO 27 • &35

lidad. Sin embargo, los traumatismos leves menores suelen ocasionar fractura ósea.

CUCid4o 27-4. CaUIOI de hlperoOicemla

Cuadro 27·5. Niveles de anollos en afecciones hlpetcalcimloos

Hiperporatiroldismo primario INSUFICIENCIA RENAL CRONICA

Los niveles de PTII en suero se elevan en muchos pacientes con insuficiencia renal crónica. Las enfermedades renales se asocian con reducción-de la-síntesls11é 1,25·(0Hh DJ, que produce hipocalcemia. El organismo responde a los niveles bajos de calcio incrementando la secreción de PTH. La hipocalcemia que se asocia con incremento de los niveles de PTII tambi~n se conoce como hiperparatiroidismo secundario y se presenta en otras afecciones además de la insuficiencia renal crónica. Sin embargo, el aumento de PTII probablemente no permita que se recupere la homeostasis normal del calcio a medida que la insuficiencia progrese. En ausencia de suficiente 1,25-(0H)l 0¡, el hueso se resiste al efecto movili1.1dor del calcio de la PTH. También se observa eleva· dón de los niveles de fósforo en suero en enfermedades rennles. La hiperfosfatemia se debe, en pone, a retención del f1~Sfato renal que procede de la carga de filtración reducida 1lc fosfato. Lo hiperfosfóllemia tambi~ P~!EíEa en ~ ~~iper­ r~l ccmla. Tambi~n se observan lesiones esqueléticas en in"'ndrnclnrenal crónica debido a defectos en la mineralización i\\n l"'r allcraciunes de la concentración de calcio:fósforo. 1'u•ruhl M: uhlcrvan afecciones óseas, la afección se denomin ~ '" tttMhllrufia renal. llntomos lu\ ~lnlumM de hipucnlcemia se manifiestan por mayor ex' hnhllll111d del funcionamiento neuromuscular. El signo más hrt ucnlr n tetania. El ataque de tetania típico se inicia con ~r n•Adtln de CIJ>()uilleo en las yemas de los dedos y en torno " 1~ bo.ICQ. h prol~11Jie que también se afecten las extremidades Inferiores. l.a pArestesia se agrava gradualmente y se difunde ~ lo J:ugo de los miembros. Acontinuación, los músculos de las extremidades y de la cara experimentan espasmos dolorosos. El cspa..1mo puede ser un calambre o sensación de rigidez. La tctnnia generulmente se acompaña de hiperventilación como resultado de la ansiedad. Los grados menores de excitabilidad neuromuscular o tetania latente se reconocen por ciertos signos. Se obsen·a que el nervio facial retuerce los músculos (signo de Chvostck) cuando se golpea justo por debajo y enfrente del lóbulo de la oreja o entre el arco cigomático y la comisura de la boca. El signo de Trousseau se muestra inflando una manga para presión nnerial por encima de la presión sistólica. Esto produce un ataque de espasmo corpal representativo en 2 o 3 minutos. La hipocalcemia también afecta el sistema nervioso cen· tral, provocando convulsiones similares a epilepsia. Los sín· tomas psiqui5tricos incluyen depresión emocional, afecciones de la memoria; también se presenta confusión y alucinacio· nes. La tetania se trata por administración intravenosa de gluconato de calcio pam elevar la concentración de calcio en suero. Tambi~n se adminiMr:m >nlcs de calcio por vfa oral. El hipopar:uimidbmo se tnuu wn ~nles de calcio y vitamina D.

Afocción

Enfermedades malignas Toxicidad · Por vitamina O Sindrorne de leche atcaina Diversos Sarcoidosis

Ca en orina

PO, en orina

cAMP

t t t

N,! !, f,N toN

t N,! lo N

t t

t t

N, t

plo, Jos tumores penetrantes de mieloma múltiple y carcinoma de la mama activan los ostcoclastos y provocan resorción ósea e hipercalcemia. La determinación de PTH es una ayuda de laboratorio importante para diferenciar hipercalcemia asociada con enfermedades malignas de hiperparatiroidismo primario. Las enfermedades malignas inhiben la actividad de las glándulas paratiroideas; por tanto, en caso de enfermedades malignas no se observa elevación de PTH, lo cual es representativo del hiperparatiroidismo primario. 10

Causas La hipercalcemia se presenta cuando el nivel total de calcio en suero es >10.5 mg/1 00 mi. Las causas de la hipercalcemia son diversas; sin embargo, más de 90'k de los casos se debe a hiperparatiroidismo primario o enfermedades malignas. En el cuadro 27-4 se describen las causas de hipercalcemia.

•

TOXICIDAD

La hipercalcemia puede asociarse con toxicidad por vitamina D. Esta toxicidad se presenta junto con la tera~utica para estados hipoparatiroideos u ocurre por ingestión excesiva de vitamina D. Sin embargo, se requiere consumir un exceso de 50 000 Ul de vitamina D durante varios meses para producir hipercalcemia.11 La ingestión excesi,·a de calcio (3 a 6 g/día) junto con el empleo de antiácidos absort>ibles para tratamiento de úlcera ~plica produce una forma de hipercalcemia que se conoce como síndrome de leche-alcalina. Aunque no es una observación frecuente, este síndrome se produce como resultado del uso del carbonato de calcio como suplcmento. 10

HIPERPARATIROIDISMO PRtMAAIO

ENFERMEDADES MALIGNAS

PTH

t

T=incremento; N• nonnat ! • cis1rinución.

HIPERCALCEMIA

La hipcrc:rlcemia por enfennedades malignas con frecuencia se debe a in\"asión directa del hueso por un tumor. Por cjcm·

PO, en suero

H"JPI!rparatiroidismo primarlo Enfermedades malignas Toxicidad po< vitamina O

Inmovilización

El hiperparatiroidismo primario es ocasionado por un solo adenoma benigno de las glándulas paratiroides en 80% de los pacientes. Quince o 20% de casos se debe a hiperplasia de dos o más glándulas paratiroideas. El carcinoma paratiroi· deo se presenta en menos de 1%de los casos. La incidencia del hip<rparatiroidismo primario es de 1 en 500 a 1 en 1 000. Ocurre a cualquier edad, con una incidencia máxima en la sexta década de la vida.10 La afección se diagnostica con ra· pidez por la presencia de hipercalcemia y niveles altos de PTH. Otras obsen•aciones de laboratorio incluyen reducción de fósforo en suero e incremento de la excreción urinaria de calcio, fósforo y cAMP. El incremento de la excreción de cal· cio en orina se explica si se considera que hay mayor carga de calcio para filtrar, por el incremento de actividad de PTII, lo que excede la capacidad de resorción normal del riñón; por tanto. el exceso se excreta en la orina. En el cuadro 27-5 se resumen los niveles de diversas sustancias en las afecci~r nes hipercalcémicas. Con frecuencia el hipcrparatiroidismo es una afección asintomática con hipercalccmia leve pero persistente. En Jos casos sintomáticos los principales sitios afectados son el esqueleto o los riñones. Las complicaciones más frecuentes son manifestaciones renales como nefrolitiasis y ncfrocalcinosis. El síntoma clásico de afecciones esqueléticas es osteí· tis fibrosa quística. una enfermedad de erosión de los huesos. En el hiperparatiroidismo primario por adenomas, la se· creción de J>TH es independiente del mecanismo de retroali· mentación negativa. Por tanto, la secreción continúa a pesar de que Jos niveles de calcio en suero son elevados.

Ca en suero

mas. Los síntomas generales incluyen debilidad, anorexia, náusea y estreñimiento, que se deben en parte a hipofuncionamiento del músculo liso esquelitico e intestinal. Las afecciones del sistema nervioso central se manifiestan por falta de concentración y diversos grados de confusión mental que van desde letargo hasta estupor y coma. Las afecciones renu· les se acompañan de poliuria debido a la calcificación de los túbulos y la ~rdida de la capacidad de concénlración. La formación prolongada de depósitos de sales de calcio da lu· gar a nefrolitiasis o formación de c:llculus renales. La hiper· calccmia tambi~n afecta el sistema cardiovascular, provo· cando hipertensión y variaciones en el electrocnrdiogrum3. Las afecciones del sistema esquel~tico producen dolor en los huesos, quistes y fracturas. La hipercalcemio continua puede formar depósitos de calcio en los tejidos blandos como rifto· nes, vasos y ahiculaciones. Además, las sales de calcio tam· bién se depositan en la córnea del ojo; esta manifestación se conoce como queratopat!a en banda. El tratamiento de la hipercalcemia depende de la causa y grado de elevación. La rehidralllción favorece la excreción de calcio y puede ser el único tratamiento necesario para hipercalcemia leve con pocos sfntomas simultáneos. Si los síntomas se agravan, se requiere de tera~utica inmediata que incluye el uso de fármacos como furosemida o ácido etacrínico para favorecer la excreción renal de calcio.

DIVERSOS

·

Diversas enfermedades granulomatosas se asocian con hiper· calcemia. En la sarcoidosis, el mecanismo que produce ele· vación de los niveles de calcio quizás sea la producción de 1,25·(0H)2 O¡ en el tejido granulomatoso. Esta producción extrarrenal de 1,25-(0H)l O¡ probablemente no esté sujeta al riEuroso control de regulación renal. La inmovilización provoca hipercalcemia en niños y adolescentes pero en adultos casi nunca se asocia con hipercalcemia. Aparentemente, la hipercalcemia resulta de una tasa de formación y resorción ósea desproporcionada debido a la pérdida repentina de soporte de peso: En general los niveles de calcio regresan a la normalidad cuando se reanuda la actividad.

Síntomas Los niveles de calcio <12 mg/100 mi no suelen asociarse con síntomas, mientra.~ que los niveles más altos sf los pro· duccn.10 L1 gravedad de los síntomas también se relaciona con l:t rapidct. con 'luc aumenta el nivel del calcio. La hiper· calccmin reduce In actividad de céluhts n cl'viers a ~ y mulculn· res; por lilnlll, ncnsiona mnnifcst:tcicmcs en clivnsus sistc·

ENFERMEDADES OSEAS METABOLICAS Enfermedad de Pagel

La enfermedad de Pagel, conocida tambi~n como osteítis deformante, es una afección ósea que se caracteriza por resorción excesiva de hueso por incremento de la actividad de los osteoclastos. A continuación se produce un .incremento de formación de hueso ya que los osteoblastos intentan compensar. La deposición de nuevo hueso con frecuencia es aleatoria e irregular. Se estima que la incidencia de la enfermedad de Pagel es de aproximadamente 3% en individuos mayores de 40 años. Su causa es desconocida. El incremento de resorción ósea hace que el hueso libere calcio y iones fosfato. Sin embargo, como estos iones se reutilizan para formar hueso nuevo, sus niveles plasmáticos en general se encuentran dentro del rango de referencia normal. La hipercalcemia y la hipercalciuria se presentan con poca frecuencia cuando la tasa de resorción ósea es notablemente m:ls alta que la de fonnación ósea. Se observan niveles altos de fosfntasa alcalina por el incremento de la actividad osteobláltica.

lASGlANDUlASPARATIROIDESYElMElA60USMO DfCAlCIOYFOSfATO 27 • 5.17

&36 • QUIMJCA C~ICA

Cuadro 27-6. CCIUSO$ de hlpolosfalemla

Muchos pacientes con enfennedad de Paget son asintomáticos y In afección se descubre durante ex:lmenes que se efccttlan para otros problemas. En otros individuos se detecta hinchatón o defonnidad de los huesos largos y dolor asociado. El trntnmiento va desde analgésicos leves o fármacos antiinn11mntorios no esteroides para alivio del dolor hasta procedimientos onopédicos en los casos más graves.

Excreción renal

H'¡perparatiroidismo primario Hipcrparatiroid'ISIIlO secundario Cotoacldo'sis diabética (lase de recuperación) Reducción de la absorción intestinal Ooficieocia de vitatrina O Malabsorclón

Osleoporosls El ténnino osteoporosis que se emplea para describir enfermedades producidas por diversas causas, en las cuales la masa ósea se reduce a un nivel inferior al que se requiere para mantener un sopone mecánico adecuado. No se observa anonnalidad conocida en la estructura mineral de la matriz orgánica del hueso. La reducción de la masa ósea indica que la tasa de resorción del hueso es mayor que la de formación de hueso. Las principales manifestaciones clínicas se deben a fracturas venebrales además de otros huesos como muñecas, cadera, húmero y tibia. Los principales síntomas que se producen son dolor, fracturas y deformidades de la espina. La pérdida de masa ósea con el aumento de edad es una observación universal. Sin embargo, se inicia en etapa temprana y avanza con más rapidez en mujeres que en varones. Los años perimenopáusicos se asocian con tendencia a la pérdida acelerada de hueso. Diversos factores se implican en la aceleración de la pérdida de hueso, incluyendo disminución de la disponibilidad de estrógeno, reducción del consumo de calcio y de la absorción intestinal de calcio, fumar cigarrillos e incapacidad para sintetizar cantidades adecuadas de 1,25-(0H)¡ D¡. Por lo general, los niveles plasmáticos de calcio y fósforo se encuentran dentro de la normalidad en pacientes con osteoporosis. L:tS mujeres posmenopáusicas presentan ligera hiperfosfntemin, aproximadamente 20% tiene hipercalciuria significativa. Los niveles de fosfatasa alcalina generalmente son normnles nunque se incrementan después de fracturas. El curso del tratamiento depende de la afección subyacente que produce la osteoporosis. El 'JSO de estrógenos tiende a reducir la tasa de resorción ósea, pero no repone la masa esquelética. La principal función de la terapéutica con cstrógenos es prevención más bien que tratamiento. Las preparaciones orales de calcio también tienden a reducir la resorción ósea en cienos pacientes, pero no curan la osteoporosis. En cienos casos la administración oral de vitamina D también ayuda.

HIPOFOSFATEMIA

Se produce mayor excreción renal de iones fosfato en hiperparatiroidismo primario y secundario. La acción del aumento de PTH en los tú bulos renales explica las pérdidas excesivas en el hiperparatiroidismo primario. Durante la fase de recuperación de cetoacidosis diabética, se produce hipofosfatemia por el incremento de consumo de iones fosfato en los tejidos, que agotan sus reservas. Debido a la imponancia de la vitamina D para la absorción intestinal de calcio y fósforo, esta deficiencia provoca tarde o temprano absorción inadecuada de fosfatos. Los síndromes de malabsorción también afectan la absorción intestinal. t

Síntomas Como el fosfato está presente en todas las células, diversos sistemas panicipan cuando los niveles del mismo se agotan. El sistema nervioso central se afecta y manifiesta síntomas como irritabilidad, malestar general, confusión, convulsiones o coma. Tan1bitn se observa debilidad muscular, dolor en los huesos y aniculaciones rígidas. La hipofosfatemia crónica produce tarde o temprano raquitismo y osteomalacia. El tratamiento incluye administración intravenosa u oral de sales de fosfato mientras se intenta eliminar los factores causales.

HIPERFOSFATEMIA

Causas

El exceso de iones fosfato ocurre cuando la concentración de fósforo en suero es >4.7 mg/100 mi. En el cuadro 27-7 se in· dican los factores causales. A menudo la hiperfosfatemia resulta de insuficiencia renal. la cual se debe, en pane, a reducción de la tasa de filtraeión de fosfato. La hiperfosfatemia es consecuencia de hipoparatiroi· dismo y seudohipoparatiroidismo. En el hipoparatiroidismo la deficiencia en la secreción de PTH reduce la depuración re· nal de fosfato. En el seudohipoparatiroidismo, los órganos blanco no responden de manera adecuada a la secreción de PTH; por tanto, se reduce de manera similar la depuración de fos fato.

Causas

La hipofosfatcmia es una observación frecuente en el laboratorio y ocurre cuando el nivel de fósforo en suero es <2.4 mg/100 mi. Se produce hipofosfatemia grave cuando la concentración sérica es menor a 1.0 mg/100 ml. 12 En el cuadro 27-6 se describen los factores causales.

Cuadro 27-7. Cousos de hipertolfalemla

Insuficiencia renal Hipoparatiroidísmo Toxicidad por vitarrina O

Síntomas Los sfntomas que se relacionan con hipcrfosfatemia son

principalmente los que se asocian con alteraciones del meta· bolismo del calcio, ya que la afección en general se acompa· ña de cieno grado de hipocalcemia. Sin embnrgo, cunndo In elevación se prolonga hay una fuerza impulsora para la mineralización. Los depósitos de fosfato de calcio tienden a producirse en tejidos blandos como vasos, tejido conjuntivo en torno a aniculaciones y túbulos renales y en otras árc.1s del riñón.

__.,___

_ _

RESUMEN Usualmente, hay cuatro glándulas paratiroides enclavadas en la glándula tiroides. Las células principales producen JYfH, que es una molécula precursora de gran tamaño. El nivel de calcio ionizado es el principal mecanismo de regulación para la síntesis y secreción de PTH. El calcio es el electrólito más abundante en el cuerpo humano. Es importante en la actividad neuromuscular, la coagulación sangufnea, el metabolismo óseo y la preservación de la integridad funcional de las membranas celulares. También funciona como segundo mensajero intracelular. En el espacio intracelular, el fósforo se encuentra en combinación con Jípidos y proteínas. La mayor pane del fósforo extr.lcelular se encuentra en la hidroxiapatita. Los niveles de calcio en suero los regulan la PTH, la vitamina D y la calcitonina. El fósforo tiene una relación recíproca con el calcio. Hay varias causas de hipocalcemia. Los síntomas que se observan incluyen tetania, convulsiones y manifestaciones psiquiátricas. Los pacientes con hipercalcemia presentan diversos síntomas incluyendo debilidad, anorexia, náusea, estreñimiento, afecciones mentales y nefrolitiasis.

Los datos de laboratorio proporcionan información ''"' liosa para el diagnóstico de diversas enfermedades metabóli cas ósea.~, que incluyen enfermedad de Jlnsct, o~ttclmallllrl y nu¡uitismo. Los ¡>rocedimicntos •le lniMlratm lu c1ur •r rltt tOnn con mayor frccurncia en ciUr.. CMnl ~nn •lrtwnln• l~n de calcio, fósforo y fc1sfntMn alcalina en •urr•1.

Referencias l. Altcnahr E, Kidcl M, Dtlfl1 t l, Munl / K lho cffcct of 1 .2 ~ drhyri11>Wl huh' .el. rlr 1111 ron tilo parathyrui1l hutnlullt' M'lll'tloll ••l l" '" 111• paruthyrcricl f\llllllh 111111h11111111t 1'·" ollhl ~'" mas in vit111, Actn hrthlt'lrrtul (('ul~'llh) ~~~ \11, 1977. ~- R a~mn s•cn ll : ln11ic 111111111111111111111 '"'Uflll 1111111 cium hontCCI,t:l)¡,, A111 J M1'tl ~~~ . 1M, llt/1 J. S~ hricr RW: llt·11nl 111111 Jol.•ttroll'lr f)f,,n,/rt,l , lnl cd. flostnn . l.ittlc ltr(lwu, ICJXIl. 4. Lcvinc MM , Klccman ('J( ; llyrcrculccmiu: l'atlur physinlogy antl trcatmcnt . IIO\P l'ract, 22: 9:1-110. 1987. 5. Klcc GG: Par.llhyroid hormonc. Clinical Chcmistrv Ncws. 15: 5- 6. 1989. 6. Kokko' JI'. Tanncn RL: Fluid.1 wrá Elrctrolrtn. Philadclphia, WB Saunders. 1986. · 7. ToiTalctti J: Calcitonin. Clinical Chcmistry News, 10: 20-21, 1984. 8. Pe~cc AJ , K<tplan LA: Merlrods in Cliniral Chem· istry. St. Louis. CV Mosby, 1987. 9. Tietz NW: Frmdamelllals of Cli!lica/ Clremistry. 3rd ed. Philadclphia. WB Saundcrs. 1987. JO. Bilezikian JP: Hypercalcemia. Dis Month 34: 771775. 1988. 11. O'Dorisio TM. Cataland S: Hypercalcemia: Etiol· ogy and management. Hospital Medicine 25: 197226. 1984. 12. Harrison TR: Principies of Interna/ Medicine. 12th cd. New York, McGraw-Hill , 1991.

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CAPITUL

APLICACION DE CONCEPTOS 27-1 Un muchacho de 15 años de edad ingresa al hospital para valoración. No ha tenido buena salud desde los 10 años. cuando comenzó-a preseftlar-
.• '

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",;

a. Fósforo en suero b. Albúmina en suero c. Calcio en orina d. Fósforo en orina · (Elija una alternativa.) La albúmina sérica del paciente fue normal, de manera que el calcio corregido siguió presentando niveles bajos.

Otros datos de laboratorio fueron:

-·EnducrimJtugía corticosuprafrenal

Calcio en suero: bajo Fósforo en suero: alto Calcio en orina: bajo Fósforo en orina: bajo Fosfatasa alcalina sérica: alta PTH sérica: alta Nitrógeno urcico en suero: normal Creatinina sérica: normal 2. La causa más probable de la hipocalcemia de este paciente es:

~===============~

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0. .

Jocelyn J. HuJsebus

a. Insuficiencia y osteodistrofia renales b. Hipoparatirodismo c. Seudohipoparatiroidism~ d. Seudoseudohipoparatiroidismo e. Terapéutica con dilantina (Elija una alternativa.)

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

CONTENIDO DEL CAPITULO

• Describir lo ubicación anatómico y lo estructuro de los gl6ndulos suprooenoles.

ANATOMIA

• Describir lo biosintesls y el metabolismo de los honnonos suprarrenales. Incluir el sitio de síntesis los posos Ylos productos principales. ' • Poro codo uno de los siguientes hormonas describir lo regulación, el mecanismo de ~cción Y los métodos de ensoyo: Cortlsol Aldosterono

• Describir lo pruebo de estimuloción con ACTH lo pruebas de supresión con dexometosono y estlmu!oción con metlropono e indicar el valor diagnostico de codo uno.

lo~~

• Describir los sintamos crtnicos, lo flslopotologío y los observaciones de laboratorio de codo uno de los siguientes enfermedades: Hlpe1pioslo svpronenol congénita Slndlome svpranenogenlta! det adulto Sindlome do CU!Nng

HORMONAS SUPRARRENALES Blosíntesls Metabolismo Problemas onartllcos específicas Cortlsot · Aldo$terona Hormonas este1oldes sexuales

PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO SUPRARRENAL Pruebas de estlmulocfón con ACTH Pruebas de supreSión con dexametosono Prueba de 9.Pfesló:\ con dexcrnetosono wmfe ta nocl'e Pruebo de 9.Peslón con dexametOSOI'oO 0 dosis t¡qos Pruebo de 9.Pesl6n con dexcrnetasono a dosis atas

Pruebo de esffmuloclón con meHropono APUCACIONES CLINICAS Hiperploslo suprarrenal congénito Síndrome suprorrenogenilol del octuHo Hipercortisolismo Hlpocortisolismo Hipooldosteronlsmo Hiperoldosteronismo

Cnfo•modad de Addlson t lpoOIOoiiO!onlsmo pRnarlo t llpo!OidosiOiorWno ptlmato

RESUMEN 53e

--f---.--~ • QUIMICACLINICA

Aldosterona Corteza suprarrenal

ANATOMIA

HO

Las dos glándulas suprarrenales es~ ubicadas por encima de los riñones (fig. 28- 1). Estas glándulas están divididas en dos porciones y cada una produce sus propias hormonas. La porción externa, que se denomina coneza, se describe en el presente capítulo. La corteza tiene contenido JIpido y produce hormonas csteroides. La porción interna, que se denomina médula, se describe en el <:apítulo 29. La región conical de la glándula suprarrenal produce una variedad de hormonas esteroides. La mayoría de las hormonas esteroides producidas se dividen en dos categorías: glucocorticoides, que influyen en el metabolismo de la glucosa y mineraloconicoides, que influyen en la regulación del sodio. La coneza se di\'Íde en tres capas (fig. 28-2) y cada una produce hormonas distintas. 1·2 La capa más externa se denomina zona glomerulosa y produce mineraloconicoide aldosterona. La capa intermedia se denomina zona fasciculada y produce glucocorticoides, principalmente conisol. 1·2 La capa más interna, que está más cercana de la médula suprarrenal, es la zona reticular y produce pequeñas cantidades de andrógenos y cantidades mínimas de estrógeno. Los andrógenos que se producen en este sitio son principalmente nndrostendiona y dcshidrocpiandrosterona (DHEA).I. 2 La cantidad de cstrógcnos que se produce en este sitio es tan baja que en general es poco significativa.

Adrenaina Noradrena!ina

Flg. 28-2. Anatomía de la glándula suprarrenal y sitio en que se pmdocen las hormonas. HO

---~--------

CH.. 1 ~

C=O

HORMONAS SUPRARRENALES

•

BIOSINTESIS La biosíntesis de esteroides suprarrenales es un proceso multienzimático (oxigenasas del citocromo P-450 1) que se lleva a cabo en el citoplasma y la mitocondria de las células de la coneza endocrina. La síntesis de divmas hormonas esteroides se inicia en la mitocondria con la transformación de colesterol, que proviene principalmente de las lipoprotefnas plasmáticas, a pregnenolona. 3·4 Esta última debe transponarse al exterior de la mitocondria y a los diversos sitios intra· celulares para que continúe el proceso de sfntesis hormonal. Además, este es el paso limitante de la tasa en la síntesis de csteroidcs suprarrenales y se encuentra principalmente bajo control de hormona adrenoconicotrópica (ACTII). En este punto divergen las vfas 3 para producir las diferentes hormonas (fig. 28-3). Cada capa de la coneza suprarrenal contiene las enzimas necesarias para cada una de las hormonas que ahí se producen. Por ejemplo, la zona glornerulosa tiene la enzima deshidrogenasa de 18-hidroxisteroide,5 necesaria _ para la producción de aldosterona, pero carece de la enzima hidroxilasa JI-beta para la síntesis del cortisol. Esta capa también carece de la enzima hidroxilasa 17-alfa necesaria en la producción de andr6genos. 1 En la figura 28-3 se incluye un diagrama de la vfa para diversas hormonas esteroides.

METABOUSMO El principal sitio para el metabolismo de las hormonas este· roides es el hfgado. 5 La tasa del metabolismo hepático de· pende de que la hormona esté enlazada con un transpo~ttdor de proteínas. Un alto porcentaje de la aldosterona no está erJ· lazado con proteína.~. se retira de la circulación y se metaboliza en el híg:tdo con más rapidez que el conisol, que en sU mayor parte est:l enlazado con un transportador de proteínas (transcortin~. que también se llama globulina enlazante de cort ico~tcroide, COG). La mayoría de los csteroides que se excretan en 111inn dchcn cunjugarse en el hígado formando

progesterona

o CH¡OH 1

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CH3 1

C=O

C=O

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11-desoxicorticosterona

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CH¡OH 1 C=O

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4i

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Ubicación anatómica de la glándula suprarrenal.

1

C=O

es controlado por ACTH

Andrógenos

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Flg. 28-t.

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Paso que Irrita la tasa y_ _ _ __

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J:

CH.OH

1'

C=O

o Flg. 28-3. Síntesis de aldosterona y corii~OI . S4t

542 • QUIMICA CUNICA

ácido glucurónico o sulfatos para convertirse en compuestos solublesY El metabolismo del cortisol se inicia en el hígado con una enzima reductasa delta4 y se produce deshidrocorti· sol. Este último no se excreta en la orina y se metaboliza me· diante la deshidrogenasa de hidroxisteroide alfa-3. Los meta· bolitas que se fonnan en esta reacción son los principales compuestos (50%) de excreción de conisol (tetrahidrocorti· sol, tetrahidrocortisona).5 Aproxilnaaamente 30%"de los me· tabolítos urinarios del cortisol son corto! y cortolona y se fonnan por hidrogenación del grupo cetónico C-20. En pa· cientes normales se encuentra muy poco cortisol libre en la orina. Por el contrario, se observan cantidades relativamente abundantes de cortisol libre en orina de pacientes con síndrome de Cushing. •

PROBLEMAS ANALmCOS ESPECIFICOS Cortlsol La ACTH que procede de la hipófisis anterior estimula la li· beración y símesis de glucocorticoides en la zona fascicula· da. La transformación de colesterol en preglienolona (clPaso que limita la tasa) es controlada por la ACTH y también las reacciones posteriores en que se produce cortisol. 3 Esta hor· mona es el glucoconicoide más potente y con mayor significado clfnico. La mayor parte (90%) del cortisol que se libera n la sangre circul~ cnla7.ado con CBG o albúmina y tiene 1•itla media ele nproximnclamente 90 minutos. 5 El cortisol se scmta 1lur;une el dfa y cst:l asociado con el ciclo de sueño y l'l»ílifi 1le ]¡, lX:rsonn. Generalmente, se observa un nivel má· dnHl tlr nntisul de 6 'fl 8 :un. y un nivel bajo de 6 p.m. a 12 n 111. I.n ct•nccntrilción de conisol en plasma a las 8 p.m. es uluuxlnuulnrncntc 50% del nivel que ~lcanza a las 8 a.m.l 1M nrt~hfkndoucs de los patrones de sueño o los niveles de ll'll ll~n nltcr:mla secreción de ACTH y cortisol. Bl cor1isol estimula la gluconcogéncsis y la glucogénc!is hc ¡l~ti ca, incrementando la glucosa plasmática. La esti· rnulación de la gluconeogénesis en el hfgado ocurre en el esIndo de ayuno y, junto con la inhibición del consumo de glucosa en los tejidos periféricos debido al cortisol, ocasiona el incremento de glucosa plasmática.> Como en el hígado se emplean muchos nminoácidos para la gluconeogénesis, se inhibe el consumo de aminoácidos a nivel muscular. Asimismo, se inhibe la sfntesis de proteínas en los músculos e incre· menta el catabolismo de proteínas, lo que en general provoca una pérdida de tejido muscular. Está demostrado que el ex· ceso de conisol reduce la cantidad de calcio que se absorbe del intestino, iniciando una reducción del calcio plasmático. El organismo preserva la concentración de calcio en plasma. eliminando calcio del tejido óseo en el cual se almacena. El cortisol estimula la lipólisis del tejido adiposo de manera que la concentración plasmática de glicerol y ácidos grasos libres se incrementa. r El cortisol a concentraciones elevadas genera actividades antiinflamatorias e inmunosupresoras. Por este tipo de actividad el conisol es un agente terapéutico valioso en ciertas enfennedades como artritis reumatoide, lupus eritematoso sistémico y esclerosis rnúltiple.l Para anali7.'1f conisol y sus mctabolitos se emplean mues· tras de sangre y orin:r. el ~u cro (1 el plasma pueden emplear-

se para la mayorfa de los anrtlisis de conisol y debe cungc. larse cuando no se analizará de inmediato. Generalmente el conisol se determina por ensayo inmunológico en el labora-· torio de clfnica. El ensayo radioinmunológico (RIA) es el método de elección .para determinar conisol sérico y libre en orina.s El conisol sérico se determina de manera directa pero el conisollibre en orina requiere un paso de extracció~ para eliminar los metabolitos que producen reacciones cru. zadas antes del análisis. Debido a la variación diurna (circadiana) de los niveles de conísol, generalmente el conisol en suero se detennina a las 8 a.m. y a las 4 p.m. Otro método popular para detenninación de cortisol emplea el analizador TDxTM (Abbott Laboratories).s En este ensayo inmunológico se usan marcadores fluorescentes y polarización de fluorescencia para medir cortisol. Los mngos de referencia aproximados para el cortisol plasmático son a las 8:00a.m., 5 a 23 ¡.tg/100 m] y alas4:00 p.m., 3 a 5 ¡.tg/100 m1.5 Es necesario recolectar una muestra de orina de 24 horas para analizar los estcroides urinarios. Los cuatro pasos generales para este análisis son hidrólisis de conjugados, extracción del compuesto que se va \medir, purificación del compuesto para eliminar las sustancias que interfieren y cuantificación2 ·5 Los metabolitos urinarios del cortisol que se determinan son los 17-hidroxiconicosteroides y los este· roides 17-cetogénicos. 5 Los 17-hidroxicorticosteroides tienen grupos hidroxilo en C-21 y C-17 y un grupo cetónico en C-20; esta configuración se conoce como cadena lateral de dihidroxiacetona. Dichos compuestos se detenninan por el método de Poner-Silbe~ {fig. 28-4). Los 17-hidroxicorticos· teroiúcs y la fenilhiúracina se incuban a 60'C durante 30 mi· nutos. Se forma un pigmento de color amarillo característico que se mide en un esfectrofotómetro a 41 Onm. La determinación de esteroides 17-cetogénicos se cfec· túa por el método de Appleby5 que incorpora la reacción de Zimmermann.5 Hay cuatro grupos de esteroides 17-cetogéni· cos: grupo 1, cortisol, cortisona, 11-desoxiconisol, tetrahidro S: grupo 11, cortoles y cortolonas: grupo lll, pregnanetriol y derivados JI-oxigenados; y grupo IV, 17-hidroxiprogesterona y 17-hidroxipregnenolona.5 Primero, los esteroides 17-ce· togénicos se oxidan a 17-cetosteroides tras el tratamiento químico con bismutato de sodio para romper el enlace 17-hi· droxílico y reemplazarlo con un grupo cetónico en la posi· ción 17. A continuación se cuantifican los 17 -cetosteroides mediante una reacción colorida con m-dinitrobenceno en presencia de alcohol e hidróxido de potasio. Esta reacción colorida se conoce como reacción de Zimmermann. Se for· ma un pigmento de color rojo purpúreo y se toman las lecturas en un espectrofotómetro a 480, 520 y 580 nm5 (fig. 28-5). Cualquier 17-cetosteroide presente en la muestra original se reduce debido al bismutato de sodio y fonna 11-hidroxiste· roides los cuales no reaccionan en la reacción de Zimmer· mann.

HC=N-NH-o~ 1 C=O

fenithidracina cortisot

pigmento amanlto

(otros t7·hidroxicorticosteroides, cortisona, 11-desoxicortísol)

(se determina a 410 nm)

Flg. 28-4. Reacción de Porter-Süber para determinar t7·hidroxi::orticosteroides.

distal y el conducto recolector del nefrón para reabsorber más sodio del fi ltrado. También estimula las células tubula· res para secretar potasio e hidrógeno a la orina. Los pasos iniciales de síntesis de aldosterona (colesterol a pregnenolona) se encuentran bajo el control de la ACTH, pero los pasos posteriores de la síntesis de pregnenolona los controla el sistema renina-angiotensina y el volumen del líquido.6 Si la concentración de sodio, el volumen plasmático o ambos dis· minuyen, la enzima proteolítica renina se libera de las células yuxtaglomerulares del nefrón en el plasma. Se fonnuló la hi· pótesis de que los barorreceptores de las células yuxtaglomerulares responden a cambios en la presión arterial. Cuando los barorreceptores se elongan debido a un incremento de la 2>CH20H 1

20C =O 1

NaBi03 {oxidación)

Cortisol {esteroide t7-cetogénico)

{17-cetosteroide)

o asteroides 17·cetogénicos Grupo 1

cortisot, cortisooa, 1t·desoxicortisot, tetrahidro S

Grupo 11

carteles, cortolonas

Grupo 111

pregnanetriol, derivados t t -oxigenados

Grupo IV

17-hidroxiprogesterona, 17-hidroxipregnenotona

Aldoslerono

La aldosterona se produce en la capa de la zona glomerulosa de la corteza suprarrenal. La aldosterona es un esteroide C-21 que ayuda a regular el sodio y el potasio del organismo mediante la cstimulación de las células del túbulo contorneado

presión arterial la secreción de rcnina se inhibe, mientras que una reducción de la presión arterial estimula In secreción de renina. 1 Una proteína que se encuentra en circulación y ~e denomina angiotensina se rompe rrcntc ala reninn furmnmlo angiotensina l. Esta última se modifica srnclal a cnYirrrnl transformadoras del plasma y el tejido pulmonar y 1la lusnr a angiotcnsina 11.6 La angiotensina 11 estimula la1 cé hrlil~ de l;¡ corteza suprarrenal para sint et i1~rr y liberar aldostcmn:l. Además, la an'giotensina 11 provoca constricción de ltrs ru1c· rias periféricas, lo que hace que se incremente la Jlrcsión nr· terial y aumente la tasa de filtración en el riñón.6 La aldoste· rona se analiza en muestras de suero, plasma u orina por RlA.5 El método de elección se encuentra disponible en va-

color rojo purpúroo {se mide a 480, 520, 560 nm)

Fig. 28·5. Método do Applcby quo cmptcaln rcncción110 Zu>~ri(JII>Urrur p.,>l1 11utullnirlll>ft•lur¡,¡,¡,, ,

111 ij~.¡¡~ruc01 .

~

ENDOCRINOLOGIA CORTICOSUPRAR!lENAl 28 • 5.15

• QUIMICA CLINICA

ríos estuches comerciales. Como las hormonas esteroides son compuestos cslables, no es necesario tomar precauciones especiales durante la toma de la muestra. La posición del paciente, ya sea recoslada (supina) o erecta, debe anotanc: para interpretar correctamente los resullados.5 La muestra de sangre se centrifuga y se retira el suero o el plasma tan pronto como sea posible. La muesIra se congela cuando no se analizará de inmediato. Los rangos de referencia aproximados para la aldosterona son de 5 a 30 ng/ 100 mi en posición erecta y de 3 a 10 ng./100 mi en posición supina.5 La actividad de la renina se determina con mayor frecuencia que la concentración de la propia enzima y se basa en la cantidad de angiotensina 1 que se produce a pal1ir del angiotensinógeno. Existen estuches para determinación de angiotensina 1 por RIA. La actividad de renina se expresa en nanogramos de angiotensina 1 por hora por mililitro. La muestra de elección para el análisis de actividad de renina es plasma con EDTA. Es necesario anotar la posición del paciente, ya sea supina o erecta. La muestra de sangre entera se centrifuga de inmediato. Se retira el plasma y se congela 5 a - 20'C hasta que se requiera. Los rangos de referencia aproxirrlados para renina son en posición supina, 0.1 a 3.1 ng/horalml y en posición erecta de 1.6 a 7.4 nglhora/mililitro.5 Hormonasesferoides sexuales

Los esteroides sexuales (andrógenos, estrógenos, progesterona) normalmente se producen en pequeñas cantidades en la corteza suprarrenal. Estas hormonas adquieren significado clrnico cuando existe algún tumor en la corteza suprarrenal que ocasiona exceso de producción hormonal. La actividad y el an~l isi~ de csl it.~ hormonas se describe en detalle en el capítulu 30.

__.,___ __ PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO SUPRARRENAL

PRUEBASDEESTIMULACION CON ACTH Cuando se detecta reducción de las concentraciones de cortisol, es necesario determinar si el problema es una incapacidad de la glándula suprarrenal para producir hormonas (afección primaria) o consístc en la ausencia de hormonas estimulantes para inducir la síntesis de cortisol y su secreción (afección secundaria). El punto inicial para esta determinación es efectuar una prueba de detección por cstimulación con ACTH. El p.1Cicnte recibe una inyección intrarenosa de 250 ¡¡g de ACTH sintético2 Se obtienen muestras de sangre n intervalos de 30 minutos v se analizan los niveles de cortisol de las mismas. Un in~remento de la concentración de cortisol sugiere que la afección es secundaria y que el problema probablemente se deba a la ausencia de estimulación suprarrenal por ACTH. Se espera un incremento de aproxi-

muduutcnte 70 ft¡¡/1 . antes de considerar que la prueba de estimulación es pmitivn.7•1 Si !11.1 concentraciones de conisol pcmmneccn inv~~rinblcs es probable que la afección sea primaria y que la glilnduln suprarrenal sea incapaz de producir cortisol. . Si la prueba de detección anterior es positiva, se efectúa una prueba de estimulación más prolongada con ACTH. Se obtienen los valores basales para conisol antes de la estimulación con ACTH. Los pacientes reciben üna inyecctón tn- -travenosa de AcrH sintética durante tres días consecutivos.' Los niveles de conisol deben aumentar aproximadamente 2.5 veces con respecto a los valores de la lfnea basal. En caso de que exista insuficiencia suprarrenal primaria se observará poco o ningún incremento de la concentración de cortisol.5 Los pacientes con deficiencias de AcrH por algún problema de la hipófisis o del hipotálanto (insuficiencia suprarrenal secundaria) presentan incremento de los niveles de cortisol durante el periodo de inyección de tres días.

PRUEBAS DE SUPRESION CON DEXAMETASONA

•

Prueba de supresión can dexamelasona durante la noche

niveles de conisona en plasma y conisollibre en orioa. Los pacientes con un tumor que produce AcrH en la glándula hipófisis (enfermedad de Cushing) generalmente pte~cntan supresión de eonisol. En los pacientes con síndrome de Cushing debido a otras causas (tumores en la corteza suprarrenal o tumores cctópicos que producen AcrH) generalmente no varían los niveles de conisol.

11311 los

PRUEBA DE ESTIMULACION CON METIRAPONA La metirapona inhibe la enzima hidroxilasa 11-beta necesa-

ria para la síntesis de cortisoi.Z Cuando se reduce la cantidad de cortisol, las concentraciones de ACTH aumentan en pacientes normales. El incremento de AC111 provoca un incremento del nivel de 11-desoxicortisol (compuesto S), el compuesto que se produce inmediatamente antes del bloqueo metabólico. La prueba se utiliza para valorar el funcionamiento de la hipófisis y la insuficiencia suprarrenal secundaria. Los pacientes reciben 3 g de metirapona a las 11 p.m. A continuación, se obtiene una muestra de sangre a las 8 a.m. y se analiza para valorar el conisol. En pacientes normales, el valor de cortisol debe ser inferior y sirve como control para probar que el paciente recibió la dosis de metirapona Además, se determina la AcrH en la mueslra. En pacientes normales se obtiene un valor de 100 ng.IL o superior como concentración de ACTH.2 En los pacientes con insuficiencia corticosuprarenal secundaria no se observa aumento del nivel de 11-dcsoxicortisol porque no aumentan los niveles de ACTII ya que la hipófisis es incapaz de producirla. Por otra parte, los pacientes con insuficiencia suprarrenal primaria no presentan incremento de 11-desoxicortisol ya que la glándula suprarrenal es incapaz de producir conisol, pero sí presentan aumento del nivel de hormona adrenocorticotrópica.

La dexametasona es un análogo del conisol que suprime la secreción de ACTH en la hipófisis. Este análogo se administra a pacientes que presentan niveles aumentados de cortisol cuando se sospecha que padecen el síndrome de Cushing (que se describe posteriormente). La prueba de detecci6n consiste en administrar al p.1ciente una sola dosis (1 mg de dexametasona por vía oral) a las 11 p.m.2 Se obtiene una muestra de sangre para análisis de cortisol a las 8 a.m. del día siguiente. Los valores de referencia son <ÓIIg/100 mi (<50 llg/L) y los niveles superiores (que indican posible síndrome de Cushing) son >10 llg./100 mi (>lOO llg/L). 2 Se observa un incremento de los niveles de cortisol (>511g/100 mi) en otras afecciones, por ejemplo, tensión y depresión endógenas. Cuando las pruebas de detección dan resultados positivos, es conveniente efectuar una prueba de supresión con dexametasona de tipo más prolongado para confirmarlos.

·----

Prueba de supresión con dexarnetasona a dosis bajos

HIPERPLASIA SUPRARRENAL CONGENITA

El procedimiento se efectúa en pacientes que presenlan prueba de detección positiva cuando se les administra dexametasona la noche anterior. El paciente recibe 0.5 mg de dexametasona por vía oral cada seis horas durante dos días consecutivos. Los sujetos normales responden a la dcxametasona con conisol plasmático bajo y conisol libre en orina bajo. Los pacientes con hipercortisolismo (síndrome de Cushing) presentan elevación de cortisol. Prueba de supresión con dexametasona a dosis altOS

El procedimiento con dosis altas de dexametasona se diseñó para permitir el diagnóstico diferencial del síndrome de Cushing. La prueba se realiza administrando una dosis de 2.0 mg de dcxamctasona durante dos días consecutivos. Se detcrmi-

APLICACIONES CLINICAS

La hiperplasia suprarrenal congénita, que se llama también síndrome suprarrenogenital, se caracteriza por la reduc- ción o ausencia de una enzima necesaria para la síntesis de una o más de las hormonas esteroides suprarrenales. La reducción de la producción de cortisol conduce a un incremento de la concentración plasmática de ACTII 2 e hiperplasia de la corteza suprarrenal. El bloqueo de la vía metabólica puede aumentar la producción de andrógenos y dar como resullado síndrome virilizante. Si un feto femenino queda expuesto a cantidades excesivas de 1estosterona en la circulación, el nconato exhibirá genitales externos ambiguos. En los varones la manifestación de la afección es dificil de detectar en el nacimiento. Sin embargo, la virilización continúa y se manifiesta por un aumento del desarrollo somático y signos prematuros de pubertad.

La deficiencia enzimática más común que se repona es la de 21-hidroxilasa. Esta deficiencia produce acumulación de progestcrona, 17-hidroxiprogesterona y 11,17-dihidroxiprogesterona. En casos leves, las p.1cientes femeninas presentan hirsutismo (exceso de vello), reducción del dcs:uwllo de los senos y no menstruan en la pubcrllld. En cace~ ,,avrs, las niñas presentan (1 1,17-dihidroxiprogutcrona) cxcuu tlr masculinización al na~c r con genitales amhlluns e hh~utl1 mo. Cerca de la mitDli ... sodio provnca lti¡lCttcn~l~n. IKt~lmlrnlot tlt ¡.~ .. loo, tno" mento del volumen CKIIatclulat r lnhlhldion ilr la ¡~··h~ ción de rcnina. l.nlulo!o'o vndtlltt'i th' l al~•~lntloolno luton u• ducción del cortisol e in ~ rrmrnlltol~ h" nlvrlt·• 11" Al 111r rl suero y de 17-cctustcwiolcs y léthttclt1n tlr nlvrlr• ¡le al11u• terona en orina. Cuando IM dclicicncia' de unn o 111~, htunumac Ml tlr tectan poco desputs olcl nncimicntu, el pumohtko •urlc ~er grave. Los ninos que no demuc~uun ~ínto111a1 ha\ta los 10 años tienen una fonnn mó1 leve de la arección y pueden ser tratados con ~xito. En tod:IS I:IS dcficicneii\.1 en7.im4ticliS se observa reducción del cortisol. Por tanto. el tratamiento para estos casos es administrarlo.

SlNDROMESUPRARRENOGENITALDELADULTO La hiperplasia suprarrenal ocasionada por incremento de los niveles de ACTH es la afección que se asocia con mayor frecuencia con el síndrome suprarrenogenital. Cuando la hiperplasia suprarrenal se presenta en adultos a menudo se debe a un adenoma suprarrenal o carcinoma y se conoce como síndrome suprarrenogenital del adulto, aunque pueden presentarse 1umores desde principios de la lactancia hasta etapas tardías de la vida. El exceso de producción de andrógenos en pacientes femeninas provoca desarrollo de rasgos masculinos con hirsutismo, retroceso de la línea de crecimiento del pelo y aumento de !amaño del clítoris. La menstruación y la ovulación cesan y los senos y el útero se atrofian. Est~ tumores virilizantes por lo general producen cantidades excesivas de DHEA, que se detecta en plasma, o incremento de la excreción de 17-cctosteroides en orina. • HIPERCORTISOLISMO El síndrome de Cushing es un término que designa un complejo de signos y síntomas clínicos que se deben a la exposición a altos niveles de conisol. El hipercortisolismo puede ser ocasionado por producción excesiva de AC111, por ejemplo cuando hay un adenoma basofílico en la glándula hipófisis. El incremento de producción de ACTH produce hipcrplasia de las glándulas suprarrenales y el término que se aplica a esta afección es enfermedad de Cusbing. Otras causas de bipcrconisolismo y por tanto de síndrome de Cushing incluyen 1) adenoma, carcinoma o hiperplasia nodular de

5'6 • QUIMICA Clf>IICA

la glándula suprarrenal, 2) administración exógena de glucocorticoides o ACTH y 3) tumores ectópicos que secretan hormona adrenocorticotrópica. Los pacientes con síndrome de Cushing presentan síntomas característicos como "cara de luna", obesidad del tronco con "giba de búfalo" y ocasionalmente hirsulismo.2.3 Otros síntomas clínicos incluyen hipertensión, que puede deberse a incremento de la secreción de mineraloconicoides (DOC) o a actividad débil de mineralocorticoides producida por grandes cantidades de cortisol; perturbaciones menstruales secundarias a incremento de andrógenos suprarrenales; osteoporosis; y afecciones emocionales.3 El efecto catabólico de los" altos niveles de cortisol también provoca fragilidad capilar que ocasiona formación fácil de equimosis y debilidad muscular. En general no se observan todos los síntomas mencionados y se presenta una amplia variedad de combinaciones. Los datos rutinarios de laboratorio suelen revelar diversas anormalidades. La intolerancia a la glucosa se indica por incremento de glucosa en suero, glucosuria y prueba anormal de tolerancia a la glucosa. El sodio en suero puede incrementarse y el potasio se reduce. El patrón diurno de secreción de cortisol no se observa y los niveles de cortisol a principios de la mañana pueden equivaler a dos o tres veces el rango de referencia (de 5 a 25 l!g/100 ml).l En pacientes con síndrome de Cushing por ncoplasmas adrenales, los niveles de ACTH se reducen a consecuencia de la actividad de retroalimentación negativa del cortisol. Los pacientes con cnfwncdnd de Cushins (síndrome hipofisario de Cushing) ¡Wclentnn m~yoru niveles de ACTH debido a la producción dtl tumm 1lc In hipófi)IS. También se detecta incremento de h11 nh·clcs de Al111 en pacientes con producción ectópica olt r' trt Ml\t~nc •a. con111 en casos de carcinoma del pulmón (fl(' lll c'tolpicu), y I]UC han desarrollado sfndrome de Cushln¡• l.n 11111thA ole ~upr csión con dexamctasona a dosis altas tlc n~ vulor parn diferenciar lu causa del síndrome de Cushlng.

men, hipotensión y cianosis. Las observaciones de laboratOrio incluyen elevación de los niveles de potasio, nitrógeno ureico, calcio y ACTH (>250 pg/ml). También se observa reducción de los niveles de glucosa en suero y de cortisol. La insuficiencia suprarrenal primaria crónica, conocida también como enfermedad de Addison, se caracteriza por una reducción gadual de estcroides suprarrenales, principalmente conisol. 7 La causa de esta deficiencia puede ser una afección autoinmunitaria, pero con frecuencia se considera idiopática. Los principales síntomas clínicos de la afección crónica incluyen debilidad y fatiga. Estos síntomas son resultado de la hipoglucemia, aunque aún no se dilucida el mecanismo fisiopatológico en su totalidad. Otros síntomas frecuentes son náusea, vómito, diarrea y dolor abdominal. La hiperpigmentación de la piel y membranas mucosas que se observa en ciertos pacientes es consecuencia de la elevación de los niveles de ACTH como respuesta al hipocortisolismo. La deficiencia de aldosterona da lugar a pérdida de sodio en orina y bloquea la secreción renal de iones hidrógeno y potasio. El resultado neto es una reducción del sodio total del organismo, del volumen plasmático, del gasto cardiaco, hipcrpotasemia y acidosis metabólica. itor tanto, la hipotensión es frecuente en estos pacientes. Las observaciones de laboratorio sonsimilares a las de insuficiencia suprarrenal aguda. Sin embargo, el diagnóstico se basa en demostrar el aumento de los niveles de cortisol. Como el inicio de esta afección es gradual, es probable que la enfermedad se encuentre bastante avanzada y se haya perdido 90% del funcionamiemo de las glándulas suprarrenales antes de su diagnóstico. Se requiere tratamiento de reemplazo inmediato, el cual probablemente sea para toda la vida. La insuficiencia suprarrenal secundaria es ocasionadapor deficiencia de la secreción de ACTH (0 a 50 pg/ml) de la hipófisis. Los pacientes desarrollan una enfermedad similar a la de Addison sin hiper)ligmentación. 2 El diagnóstico diferencial se basa en la capacidad de las glándulas suprarrenales para liberar cortisol cuando se administra ACTH exógeno (prueba de eslimulación con ACTH) y presencia de concentraciones plasmáticas bajas de hormona adrenoconicotrópica.

HIPOCORTISOLISMO Hay dos tipos de insuficiencia suprarrenal, primaria y secundaria. En la insuficiencia suprarrenal primaria se observa un notable incremento de los niveles de ACTH en plasma mientras que en la insuficiencia suprarrenal secundaria se observa reducción del ACTH en plasma. Ambas afecciones disminuyen la producción de cortisol y por tanto son causas de hipocortisolismo. Hay dos manifestaciones de la insuficiencia suprarrenal primaria, aguda y crónica. La insuficiencia suprarrenal aguda es una afección que pone en pel i~ro la vida y surge por una reducción repentina del cortisol. La destrucción de la corteza suprarrenal es ocasionada por traumatismos, hemorragia, trombosis o infección. También se produce después de intervenciones quirúrgicas o tensión aguda en pacientes con reducción de la reserva de cortisol. El síndrome de Waterhousc-Friderichscn es un tipo específico de insuficiencia suprarrenal primaria a~uda debida a meningitis menigocóci· ca Ysepticemia? Los pacientes con insuficiencia suprarrenal primaria ~gud:o presentan fiebre. dolor de cabeza y de abdo-

HIPOALDOSTERONISMO En ocasiones se observa hipoaldosteronismo primario junto con deficiencias de otros esteroides suprarrenales cuando hay destrucción inespecífica del tejido suprarrenal. Esto~­ detecta en la enfermedad de Addison, en adrcnalectomía b~ · lateral, en hemorragia de las glándulas suprarrenales y en deficiencia de 21-hidroxilasa. Los pacientes muestran una Incapacidad para responder a la tensión o ajustarse a ella. P~ la falta de aldosterona, la concentración plasmática de sodio es baja y la de potasio altaJ Los pacientes se deshidratan ypresentan hipotensión. El funcionamiento renal disminuye Y produce incremento del nitrógeno urcico y la creatinina eP plasma. Las concentraciones de rcnina en plasma aumcntall por la deficiencia de aldosterona.J El hipoaldosteronismo primario congénito es una enfermedad genética poco frecuente que se debe a la ausencra de la enzima mctiloxidasa necesaria para la síntesis de aldosterona. El hipoaldostcronismo secundario puede presentarse

en pacientes con nfecciones tcnnlcs. l.n incapacidnd del ti· ñón para producir y libernr rcninn reduce I:IS conccntr.ocioncs plasmáticas de aldosterona. Los pacientes con diabetes gmvc a menudo presentan reducción de la aldosterona por las afecciones renales que se relacionan con su enfermedad. HlPERALDOSTERONISMO El adenoma suprarrenal o las hiperplasias pueden producir hiperaldosteronismo o enrermedad de Conn.2.3 Estos pacientes desarrollan hipertensión benigna, debilidad muscular, poliuria y polidipsia. La concentración plasmática de aldosterona se eleva y provoca un incremento de la resorción de sodio en el riñón, asf como un aumento de secreción de potasio en la orina. La hipcrnatremia resultante induce una leve hipencnsión. Con frecuencia el paciente desarrolla perturbación del equilibrio acidobásico que da lugar a alcalosis. El agotamiento de potasio produce debilidad muscular y fatiga. Asimismo provoca un defecto en la capacidad para concentrar orina. Los pacientes con frecuencia presentan poliuria nocturna. La reducción de potasio también afecta la liberación de insulina en las células beta del páncreas. Los pacientes en ocasiones muestran intolerancia a la glucosa. El diagnóstico se basa en la incapacidad del paciente para suprimir la aldosterona cuando se le administran dosis altas de sodio y la reducción de las concentraciones de renina plasmática_ Las observaciones de laboratorio incluyen aumento de sodio en suero y de aldosterona en orina, reducción de potasio en suero, renina plasmática normal o baja y tendencia a alcalosis membólica. Ciertas lesiones renales producen hiperaldosteronismo ·- secundario. LO$ nil·cles de rcnina se incrementan dramáticamente pro,·ocando un exceso de estimulación de la síntesis y liberación de aldostcrona. Los niveles altos de renina en plasma permiten distinguir el hipcraldosteronismo secundario del primario.

---~-------RESUMEN

La corteza suprarrenal produce glucocorticoides (conisol), mineralocorticoides (aldosterona) y pequeñas cantidades de hormonas csteroidcs sexuales. Estas últimas son producto de procesos muhienzimáticos a partir del colesterol. Las hormonas csteroidcs que proceden de la corteza suprarrenal se metabolizan de manera principal en el hígado, en donde se modifican químicamente. se conjugan, o experimentan ambos procesos. con ácido glucurónico o sulfatos. A continuación, los metabolitos se excretan a la orina. El cortisol es el glucocorticoide más potente y de mayor significado clínico. Esta horn10na (90%) circula en sangre

cnln7noln con CIIC. El cortisol tiene un patrón de secreción diurno earllctcrístico con un nivel máximo de las 6 a las 8 a.m. y un nivel mínimo de 6 p.m. a 12 a.m. El cortisol estimula la gl uconcog~ nesis hepática y provoca actividades para economizar glucosa en los tejidos periféricos; también se emplea como agente terapéutico por su actividad antiinflamatoria e inmunosupresora. El exceso de cortisol induce síndfome de CiiSiilngcSu producción inadecuada puede deberse a insuficiencia suprarrenal primaria o secundaria. La insuficiencia suprarrenal primaria crónica se conoce como enfermedad de Addison. El mineralocortieoide aldosterona ayuda a la regulación del sodio y potasio del organismo actuando en las células de los túbulos renales para que resorban más sodio y secreten potasio a la orina. La síntesis y secreción de aldosterona la controla principalmente el sistema renina-angiotensina y el volumen sanguíneo. Los niveles bajos de nldosterona provocan deshidratación con incremento de potusio, crealinina y nitrógeno ureico sanguíneo y rtducción old sodio plasmático. La hipersecreción de aldostcronn (cnfcr· medad de Cono) conduce a un incremento de ~odio pln~mrtt l­ co, hipertensión benigna y debilidad musculnr. 1':1ra prolrnr el funcionamiento de la corteza suprarrenAl existen vnrinl pruebas de estimüTacióri-e inhibición que ayudan ni di~g nós tico de la afección endocrina. En esta lista de prueba1 ~e in cluye la estimulación con ACTH, la supresión de agu~. In su presión de dexarnetasona y la estimulación con mctimpona.

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1

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ENOOCiliNOlOGIA COf!OCOSIJPIIARRENAL 28 • 5'9 !WI • OOM1CA CIJliCA

Según los resultados de laboratorio que indican un incremento de ACTII y cortisol, ¿cuál es la causa del síndrome de Cushing de la paciente?

~AP_U_C_A_ C_IO_N_D_E_ CO_N_C_E_~_O_S_28_-_ 1 ____________________] Una mujer de raza blanca de 24 años, con embarazo de siete meses, ingresó al hospital porque su tensión anerial era 2201150 (la tensión anerial normal es 120180). Se le administró una dieta con muy bajo contenido de sodio y medicamentos. La vigilancia continua de la tensión anerial reveló hipertensión persistente. Fue necesario dar por terminado el embarazo para evitar la toxemia. Tras dar por terminado el embarazo, la paciente siguió presentando hipertensión. Se ordenó una batería de pruebas de laboratorio. Uno de los resultados indicó que la paciente tenía un nivel de potasio en suero de 2.4 mmoVlitro.

l. Indique cuál de las siguientes pruebas de laboratorio puede ayudar a determinar la causa de la hipertensión: a. b. c. d.

Glucosa Sodio en suero Cetosteroidcs en orina de 24 horas Acido 3-metoxi-4-hidroximandélieo (VMA) en orina de 24 horas

2. Diga cuál de las siguientes pruebas de laboratorio será más útil para determinar la causa del problema de la paciente:

a. Hiperplasia suprarrenal b. Neoplasias suprarrenales c. ACTII ectópica

c. Calcio en suero d. 17-cetosteroides en orina de 24 horas e. Aldosterona en suero f. Actividad de renina plasmática g. pH sanguíneo h. pH de la orina i. VMA en orina de 24 horas (Elija todas las pruebas que considere convenientes.)

4. Una prueba que se efectuaba para diferenciar la hiperplasia suprarrenal del adenoma antes de que se dispusie·

3. Con base en los datos de laboratorio obtenidos ¿qué enfermedad es probable que padezca la paciente? a. b. c. d.

Síndrome de Cushing Síndrome de Conn Aldosteronismo secundario Insuficiencia suprarrenal

•

4. Diga qué tipo de desequilibrio acidobásico presentan.los pacientes con síndrome de Conn:

a. b. c. d.

Acidosis metabólica Acidosis respiratoria Alcalosis metabólica Alcalosis respiratoria

a. Glucosa b. Sodio en suero

J

APLICACION DE CONCEPTOS 28-2 Una mujer de 32 años se presenta con antecedentes de aumento de peso, hirsutismo, debilidad creciente y oligomenorrca en los últimos 12 meses. Al efectuar el examen físico, se determina que su tensión anerial es 180/1JO. Se obtuvieron los siguientes resultados de laboratorio: Na+ K+

cr COz Glucosa Hematócrito Recuento de leucocitos Diferencial Linfocitos Neutrófilos Basótilos Eosinófilos Monocitos

152 mmolll.. 2.SmmoJJL 107 mmoJJL 33 mmoJJL

El cortisol plasmático a las 8:00a.m. fue 20 ~tg/100 tnl y a las 4:00p.m., 22~tg1100 mililitros.

l. Diga cuál de las siguientes afecciones es más probable

que produzca los resultados que se obtuvieron en las pruebas de laboratorio: a. b. c. d.

Enfermedad de Addison Síndrome suprarrenogenital Síndrome de Cushing Síndrome de Conn

120 mg/100 mi

SO vol% 6000/mm3 IS'J< 77% 1% 0% ?'le

El médico ordenó determinar el cortisol en plasma en una muestra tomada a las 8:00a.m. y en otra de las 4:00p.m.

2. Diga cuál de las siguientes pruebas de laboratorio pcr· mite detectar mejor el síndrome de Cushing: a. b. c. d.

Conisol libre en orina Pérdida del ritmo circadiano del conisol plasmático Prueba de supresión con 1.0 mg de dexametasona Ni\'eles urinarios de 17-0H corticosteroides

3. El síndrome de Cushing puede ser ocasionado por hipe~· plasia suprarrenal, adenoma suprarrenal, carcinoma, ht· perplasia nodular o producción ectópica de ACTII.

ra del ensayo de ACTII plasmático era la prueba de ) U• presión con dosis altas de dexametasona. Diga cuál de Jos siguientes resultados es posibl~ 'IU~ se oblenga en pacientes con hiperplasia supnurrnal: a. Supresión de cortisol tras la admini!tr¡¡¡·illrl tlll " mJ•hl dexarnetasona b. No se produce-supresión de cortisollt11Cailmlnl•trll 8 mg de dcxametasona.

l=U==L~O~F=============================~ •~----------

rC=A=P==I

ANATOMIA

- - ---='--_.::::=::=.-

Endocrinología de la médula suprarrenal • Jocelyn J. Hulsebus

La región media de la glándula suprarrenal se denomina mtdula. Esta zona está formada principalmente por células de cromatina que se originan de la misma pane de la cresta neural que el sistema nervioso simpático. Las células de la cresta neural son células embriónicas que se separan del neuroectodermo para transformarse en nervios periféricos y autónomos del sistema nervioso central. Las honnonas catecolaminas, adrenalina y noradrenalina, son aminas modificadas que se producen en la mfdula; la adrenalina es la que se produce en mayor cantidad (constituye cerca de 90% de las catecolarninas).1La razón que explica la alta producción de adrenalina es la presencia de la enzima N-metiltransferasa de fenilc tanolamina (PNM1) necesaria para transformar la noradrenalina en adrenalina y que sólo se encuentra en Jos tejidos que producen adrenalina. Además, la PNMT es inducida por las elevadas concentraciones de glucocorticoides en la médula. La médula suprarrenal es un tejido muy inervado con muchas neuronas que parecen tener contacto directo con las células de cromatina. La liberación de la hormona catecalamina es estimulada por la actividad de estas neuronas.

_.,_____ __ HORMONAS DE LA MEDULA SUPRARRENAL

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

CONTENIDO DEL CAPITULO

• Describir lo ubicación anatómico y los células que constituyen lo médula supronenol.

ANATOMIA

• Dtflnlr los catecolomlnos y describir su sintesis, metabolismo y Hpo de acción. • Describir los funciones ftsiológlcos, los principales productos y los métodos de on6llsis poro los siguientes hormonas: Dopanlna

• Describir los observaciones cfinlcos, lo ftsiopototogío y los observaciones de laboratorio poro los siguientes afecciones: Feocromocnomo Neuoblo$tomo 550

RECEPTORES La acción de las hormonas catecolaminas es mediada por receptores adrenérgicosu Hay dos receptores alfa y dos recep-

Hidroxiasa de tirosina

L·Tirosina

-o

1

HO

HO

RESUMEN

l

H H C- C- N I H \ OH

Adro1111tin.1

L·Dopa

N-meliltransferasa de feniletanolamina

Norodrena!lno

APLICACIONES CLINICAS FeocromocHomo Neuroblostomo

Las catccolaminas que se secretan al plasma tienen uno vida media corta de aproximadamente uno a dos minutos. Son retiradas con rapidez de la circulación por el hfgado y lm rifillnes o consumidas por neuronas simpáticas. Dos sistemas en· zimáticos descomponen o inactivan las honnonas catecohuni r~11. La monoarninooxidasa (MA0) 1desarnina las c:uecolnminus y está presente en muchos tejidos del organismo (fig. 29-2). La segunda enzima, transferasa de cntecol-0-mctilo (COM"J) 1 metila un grupo hidroxilo en la estructura del anillo arom~ti­ co de la molécula de catecolamina (fig. 29-2). La COMT se encuentra a mayor concentración en riñones e hfg:ldo. La reacción de metilacilln ele ~ta en1.ima produce metanefrina 3 partir de la adrenalina y normetanefrina a panir de la noradrenalina. Tanto la metanefrina como la normetanefrina se conjugan con sulfato o glucurónido y se excretan en la orina. El metaholito final de la adrenalina y la noradrenalina es el ácido nnililmandélico (VMA).

Las hormonas catccolarninas se sintetizan a partir del arninoáddo L-tirosina mediante procesos enzimáticos, como se indica en

Dopornno

Nacxtenolno Adrenoino

METABOLISMO

SINTESIS

HORMONAS DE LA MEDULA SUPRARRENAL Síntesis Metabolismo Receptores Problemas onolílicos específicos

Adrenoino

el diagrumn de 1 ~ ngum 29- l. B primer paso de la vfa de biosfntesis es la hidroxilnción de In L-tirosina a L-dopa por medio de In enzim• hidrox.ilnsn de Jirosina. 1.2 Como este es el paso que limita la tasa de sfntesis de catecolaminas, el cuerpo regula la sfntesis de estas hormonas influyendo en la actividad de dicha enzima. A continuación, la L-dopa se descarboxila gracias a la descarboxilasa de aminoácidos L-aromáticos, una descarboxilasa in~ífica que se encuentra en la mayoría de los te¡rdos, y se forma dopamina. La hidroxilasa de la doparnina beta añade un grupo hidrox.ilo a la dopamina para foimar noradrenalina. En el paso final de la síntesis de catecolamina, la enzima PNMT agrega un grupo metilo a la noradrenalina para formar adrenalina.1 Una vez que se sintetizan estas hormonas, se secretan o almacenan en el interior de las células de cromatina en gránulos de almacenamiento.

-

-b HO

HO

H H 1 - C- C- Nit \\1/ I H l ~

Hidroxinsa·P de la dopan~na

552 • QUIMICA CLJNICA

ENDOCRINOlOGIA DE lA W.EDUIA SUPilAARENAl 29 • &53

oob-H-'~ OH H

No
1

eOMT

,~OH-~ OH H

Normetanelrlna

~o 3

H e - o oH

-

~

HO

/¡

1 ~o ~-e..._

OH

•

H COMT = Catecol-0-metiltranslerasa MAO = Monoaminooxidasa

Aldehído 3-metoxi4-hídroxi·mandético

1

Oxidación

HC-b-0 H 3

-

~

HO

1

~o

/¡ ~-e,

OH OH Acido vanililmandélico (VMA)

Ag. 2~2. Metabolismo de adrenalina y noradrenatina.

lores beta. Estos receptores se encuentran en 10do el organismo, en la mayorfa de los tejidos. Algunos tejidos tienen tanto receptores alfa como beta, mientras que otros sólo tienen un tipo de ellos. La adrenalina y la noradrenalina interaclúan con estos receptores, aunque la afinidad de los mismos hacia ambas hormonas sea distinta. El receptor alfa-! utiliza calcio y fosfatidilinositol como segundos mensajeros.1 Los receptores alfa-2, beta-! y beta-2 utilizan cAMP como segundo mensajero.1

PROBLEMAS ANALITICOS ESPECIFICO$

Dopomlno

La dopamina es una catecolamina que aparece en mayor concentración en el sistema nervioso central, en donde funciona principalmente como neurotransmisor. Además, la dopamina, que procede del hipotálamo, ayuda a controlar la sfnlesis y secreción de prolaclina de la hipófisis. Cuando hay

dopamina presente, la prolactina se inhibe; en ausencia de dopamina se secreta prolactina con libertad. 1 La mayor parte de la dopamina se sintetiza en el sistema nervioso central y una pequeña cantidad en la médula supra· renal.' Como ocurre con todas las catecolaminas, la dopamina se sintetiza a partir del aminoácido L·lirosina (véase fig. 29- 1). El metabolismo enzimático de la dopamina se lleva a cabo mediante la COMT o la MAO. El metabolito final de la dopamina es el ácido homovanílico (HVA).1 Los métodos para determinar dopamina en plasma son bastante difíciles. El primer problema que se presenta al efectuar un ensayo para dopamina es obtener una buena mues· tra para el análisis. Es mejor obtener la sangre para cualquier anilisis de catecolamina de una sonda fija, ya que la punción venosa ocasiona que los niveles de catecolamina aumenten.1 Además, los tubos en que se recibe la sangre deben conlcner tiosulfito de sodio y EDTA. 2 Es necesario colocar las mues· tras de sangre sobre hielo de inmediato tras obtenerlas. La sangre debe separarse con una centrífuga refrigerada tan pronto sea posible después de obtenerla y el plasma se con· gela a - 70'C hasta que se realiza el análisis.

El análisis de dopamina en plasma puede efectuarse mediante el método con estuche radioenzimático. 2 En este métodO se emplea la enzima COMT para transferir un grupo lH-melilo a las catecolaminas. Todas las catecolaminas presentes en la muestra se transforman en 3H-metiladas. Las ca¡ecolaminas se extraen de la muestra y se separan por cromatografía de capa fina. Se mide la cantidad de radiactividad en cada una de las manchas cromatográficas para cuantificar cada catecolamina. El rango de referencia aproximado para la dopamina con este procedimiento es de Oa 83 pg/100 mililitros? El HV A es el principal metabolito urinario de la dopamina. Este compuesto es relativamente estable en la orina. Puede ser más fácil o más conveniente analizar el HVA de la orina que la dopamina plasmática. Se obtiene una muestra de 24 horas y se le agregan 1O mi de HCI concentrado como preservativo.2 Durante el tiempo de recolección, el recipiente de orina debe mantenerse en refrigeración. Una vez que se envía la muestra de 24 horas al laboratorio, se registra el volumen total y se toma una alícuota de la muestra. El pH de todas las alícuotas se debe ajustar de 3 a 4 usando HCI 6-M. El HV A se extrae de la muestra de orina y se cuantifica, ya sea porcromatograffa depses o cromatografía de líquidos de alta resolución. En ambos métodos es necesario preparar bastante la muestra y se requiere cierto grado de expe· riencia por parte del técnico para llevar a cabo el análisis. El método de cromatografía de gas para calecolaminas libres y metabolitos urinarios fue descrito en detalle por Williams y Greer. 5 Shoup y j(issinger6 describieron la técnica para cromatografía de líquidos de alta resolución pil!U separación de ca· tecolaminas urinarias y metabolitos. El rango de referencia aproximado para HVA en orina para adultos es <15 mg/24 horas.2

Adrenalina

La adrenalina es la principal catecolamina que producen lus células de cromafina de la médula suprarrenal. Es la cateco· lamina final que se produce en la sfntesis en cascada que )C inicia con la L·lirosina (fig. 29-1). Esta hormona tiene ardu· nes fisiológicas muy amplias mediadas por reccplurc! nclrr nérgicos alfa y beta.~ La adrenalina con frecuencia ~e tlcnu mina hormona para "luchar o huir" ya que se lihrtMt'illuu respuesta a amenazas fi siológicas (lcsioncJ) o 1"'" u)(,~). •• (tensión, ansiedad). La secreción de adrcnllli n~ ~umrnt~ 1~ hr cuencia cardiaca, la presión arterial, la rc)(lhad ~ n v 1• t••• metabólica. Adem:ls, estimula la ghtCIIMrn~IINI~ ~1t rl hl, .,]u y en el músculo esquelético i¡ue conduce 11 Mumr11111t!ill 1111 ol de la glucosa plasm:iticn. 1 El metabolismo de In adtcn3llna tnntlolln l11h 1• •••11 cualquiera de las dos cn7lm~• prhtl' i]l~lrl, ('1IM 1 " M¡\tt La COMT provocn In fnrmnd~n clrl mct•l ~·ll h~ 1111 t~11• h 1 na, que se excreta n unvés ele 1• c•tl n~ 1 ~ MA( 1,~ '~"'"'• 1• adrenalina e inicin ~u lllet~l»ollsouo. l-l 1111•h•l tu lon•l l"''" rl metabolismo de la ndtcnnllnn rs VMA. '1~nllo ~1 VMA 'c•tnu la mctancfrina pucdcnmcdit~c en Inmln•. El método parn obtener una lllllt!IIA ndwn~l~ p~1~ nn4 lisis de adrenalina y nnrndtcnnlinll en pl 11~11111 n rl ml~mn descrito con ;mterimidud paru 1:1 dopamlnn.2 Ln~ mucmn~ que se mantiCIIen congeh1dtt1 durnnlc pcr iodos prolongudos antes del análisis tienden a producir valores inferiores. No es conveniente dcscongelnr las mucstra.1 y volverlas a congelar. Weil-Malherbe1 describe un método nuoromélrico con etilendiamina (EDA) para el an~lisi s de adrenalina y noradrenalina en plasma. En este análisis se extraen las eatecolaminas del plasma con una columna de alúmina y a continuación con una columna de Amberlita CG-50. Se agrega EDA a la sustancia eluida que se recolectó, para que se combine con las catecolaminas. Se obtienen tres productos fluoresNoradrenallna centes a partir de la noradrenalina y uno a partir de la adreSe encuentra mayor concentración de noradrenalina en el ce- nalina. Estos productos se miden en un lluorfmetro a dos rebro y menor grado en el sistema nervioso simpático.4 La longitudes de onda distintas (emisión 510 y 580, activación función principal de la noradrenalina es actuar como neu- 420) y se calculan las concentraciones de las hormonas. El rotransmisor tanto en el sistema nervioso central como en el rango de referencia aproximado para la noradrenalina usanes 360 a 800 pglml y para adrenalina, 140 a simpático. Se encuentran neuronas que producen noradrena- do este método 300 pglm1.2 Algunas drogas comunes (ampicilina) y bebidas lina en el hipotálamo y ayudan a regular algunas de las fun(café, té) interfieren con este método fluorimétrico. ciones hipotalámicas. La médula suprarrenal también produ· El método radioenzimático2 descrito con anterioridad ce noradrcnalina, que representa sólo aproximadamente 10% para la dopamina, en el cual se emplea COMT y 3H-meti1ade la cantidad total de catecolaminas que ahí se producen. Actuando principalmente a través de los receptores adrenér- ción de las catecolaminas y se efectúa cromatugrafía en capa gicos alfa. la noradrenalina provoca diversas respuestas. Es- fina. también puede emplearse para analizar la adrenalina y las incluyen acciones fisiológicas como vasoconstricción de la noradrenalina plasmáticas. Con este método el rango de los pequeños vasos cutáneos o relajación del músculo liso en referencia aproximado para noradrenalina es 111 a 603 pglml y para adrenalina, Oa 62 pglmililitro.2 el aparato digestivo. La determinación de catecolaminas en orina y de sus La figura 29-1 muestra la síntesis de la noradrcnalina. Como ocurre con todas las cmccolaminas, la síntesis de nor- metabolitos puede efectuarse en una muestra de orina de 24 6 adrenalina se inicia con L·tirosina. Su metabolismo se inicia horas por cromatografía de líquidos de alta resolución. Es con la enzima COMT o la MA0.1 l.a acción de la COMT necesario recolectar la muestra de 24 horas y añadirle algún produce el metabolilo normct:mcfrinn que se secreta a la ori- preservativo ácido como HCI, como en el método descrito anteriormente para HVA. La muestra de orina se divide en na y puede mctabolizarse n VMA. Ln acción de la MAO desami na la noradrcnalina e inicia In dc:;cumposición metabóli- alfcuotas para efectuar los diversos ensayos de catecolamica que conduce en último tfrminu n In furmnción de VMA. nas. Por lo general las catecolaminas se extraen de la muesLa noradrcnalinn. la normetandrinn y el VMA pueden dctcr· tra de orina mediante diversos tipos de cromatografía en columna. Se separan las catecolaminas en el producto que se minnrse en orina.1

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eluyc de ltt colulrtllll mcdiulllc llllnHolllfl ,lll.l ll'' IIII1Jhl1•1 1h alta resolución de f:~se lnvmu ~nn un tkt,· ~t tn .u nr~'llllflfll 1 co. Cnda catecolaminu se cuantifica de mnner ~ lrnli vlduul ~ partir del registro impreso. Los rangos de rcferenci3 aproximados para adultos son 0.5 a 20 l!g/24 horas para adrenalina y 14 a 80 l!g/24 horas para noradrenalina.2 La rnetanefrina y la normetanefrina pueden medirse jun· las corno rnetanefrinas totales por un método colorimétrico2 Primero se hidroliza con ácido la orina. A continuación se retiran las melanefrinas de la solución con una columna de Amberlita CG-50. Se agrega peryodato para oxidar las meta· nefrinas a vanilina. La absorbancia de cada solución se detennina en un espectrofotómelro a 360 nm. El rango de referencia aproximado para rnetanefrinas totales (ya que es imposible separar normetanefrina de metanefrina por este procedimiento) es de 0.3 a 0.9 mg/24 horas.2 El metabolito final de la adrenalina y la noradrenalina es VMA. La determinación de VMA en orina se efectúa con un método de estuche relativamente fácil. El VMA se retira de la orina mediante una columna de resina. 2 En esta columna se enlaza el VMA y no otros ácidos fenólicos presentes en la orina (p. ej., de café, vainilla, chocolate, plátano, fruta cítrica) que pueden interferir con la determinación de VMA. 2 A continuación se eluye el VMA de la columna y se agrega peryodato a la solución para oxidar el VMA a vanilina. Las soluciones que contienen vanilina se miden en un espectro· fotómetro a 360 nm. El rango de referencia aproximado para VMA en adultos es de 2 a 7 mg/24 horas. 2

---~-------APLICACIONES CLINICAS FEOCIIOMOCITOMA PI ftocromocitoma es un tumor poco frecuente de las células cromaffnicas.1 Los tumores de células de cromafina suprarcnnlcs cunstiiUyen cerca de 90% de todos los feocromocito111(15. Los tumores suprarrenales secretan grandes cantidades de adrenalina, noradrenalina o diversas combinaciones de ambas. Los feocromocitomas que se encuentran en otras zonas l\istintas a la médula suprarrenal secretan principalmente noradrenalina. Estos tumores se presentan en los adultos y en ambos sexos con aproximadamente la misma frecuencia. Los pacientes con feocromocitomas generalmente son hipencnsos y presentan episodios de sudoración, taquicardia y dolores de cabeza8 •9 Las observaciones clínicas en caso de feocromocitoma se explican por la actividad farmacológica de la adrenalina y la noradrenalina. La hipertensión que se produce a consecuencia del fcocromocitoma es un efecto en los receptores alfa relacionado con el exceso de noradrcnalina que se produce. La hipertensión puede ser sostenida oparoxística. Las características hipcrmetabólicas que se observan en casos de feocromocitoma son similares a las de pacientes con hipeniroidismo e incluyen intolerancia al calor, temblores, pérdida de peso, palpitaciones e incremento

1h l11 tn '' 111• tul•ollio 11h n~l 111 1• •nll ~•h , ''" 1l hlr•• rllll•hh, ""'• t'll 111)'" 1'"'' ' '''"' h "" 11111 111 ' "' ••l11 1''' 1\'11111 hilo, r ,Jrrecnddn, l o~ Jl••dentts cuu lrucrnrrllx'ill•nlll ¡JICWIHnl e•· trcnhrtlcnw. El Incremento de los niveles de catcl'Olarnina• reduce In molilidad gastrointestinal e incrcrnerlln el tono de los csffntcres, lo que también provoca náüsea, dolor abdorninal y posiblemente obstrucción intestinal. Los fe ocrornocitomas son difíciles de diagnosticar ya que los síntomas· se ase-mejan a los de otras afecciones. Cuando se diagnostican en forma correcta, se tratan fácilmente mediante intervención quirúrgica. Si se dejan sin tratamiento, el paciente por lo general muere. Las catccolaminas tienden a bloquear la liberación de insulina, incrementar la gluconeogénesis y movilizan ácidos grasos. Estas acciones elevan los niveles plasmáticos de glucosa. Algunos pacientes tienen hipopotasemia debido altratamiento con diuréticos o elevación de renina plasmática y aldosterona. Para diagnosticar el feocromocitoma es necesarío demostrar incremento de las concentraciones de calecolaminas y metabolitos ya sea en plasma o en orina. Además, se considera apropiado efectuar uno o más de los siguientes análisis: adrenalina plasmática, nor~renalina, metanefrinas o ácido vanililmandélico.8·9 • · - • --

NEUIIOBLASTOMA El neuroblastoma es una forma poco común de tumor maligno en células precursoras de neuronas y se encuentran en lactantes y niños. 8·9 El tumor primario a menudo se localiza en la glándula suprarrenal o cerca de ella y no se detecta hasta que experimenta metástasis a otro sitio, por ejemplo el hígado. Los neuroblastomas secretan incrementos esporádicos de hormonas catecolarninas. Los síntomas que producen las catecolaminas son hipertensión transitoria, sudoración, taquicardia y dolores de cabeza. En general, los síntomas más persistentes se deben a daños en los tejidos de metástasis secundaria, es decir el hígado o los ganglios linfáticos. La determinación de VMA o quizás de HV A en orina ayuda al diagnóstico del neuroblastoma. 8·10 Para efectuar estas mediciones es necesario resolver diversos problemas. El primero de ellos es obtener una muestra de orina de 24 horas de lac· _ tanles y niños pequeños. En segundo lugar, 70 a 80% de los niños muestran incremento de VMA en orina, pero estos aumentos varían desde valores sólo un poco mayores que los normales hasta aquellos que equivalen a lO veces el nivel normal. Un número muy pequeño de pacientes con neuroblastoma presentan incremento de HV Aen orina.8· 10

---~------RESUMEN La médula suprarrenal produce las hormonas catecolaminas, adrenalina, noradrenalina y probablemente una pequeña can· tidad de doparnina. Todas estas hormonas son sintetizadas

1.. 11111111•1 •¡ur rr11111rt111 1 tJJ u~inu como cnmpucsto inicial. 1 M1 1"1'~' 1111111 t.<' rrwut rtllll princlp.1lntentc en el I'Crtbrn, en

donde funclonn CllniO neurotransmisor. Ln norndrenalina puede funcionar ya sen como ncurotránsrnisor en el cerebro y sistema nervioso simpático o como hormona en la médula suprarrenal interactuando con receptores adrenérgicos. Cerca de 10% de las catecolaminas totales que produce la médula -·-suprarrenal son noradrenalina. La adrenalina es la principal hormona que produce la médula suprarrenal. Tiene activida· des fisiológicas muy diversas mediadas por receptores adre· nérgicos alfa y beta. Dos sistemas enzimáticos llevan a cabo el metabolismo de las catecolarninas; COMT y MAO. El metabolito final para la dopamina es HVA, y el metabolito final para adrenalina y noradrenalina es VMA. La vida me· dia de las catccolaminas en plasma es de tan sólo uno a dos minutos. Como la vida media es tan corta, resulta relativamente dificil determinar con precisión estas hormonas en plasma. Es necesario tener mucho cuidado al obtener muestras para análisis de catecolamina con el fin de preservar al máximo las hormonas. Probablemente el mejor método para analizar las calecolaminas en plasma sea el ensayo radioenzirn:ltico usando COMT. Debido a los problemas que surgen cctllltTel análisis de catccolaminas en plasma, es probable que lleve menos tiempo analizar el contenido del metabolito mctanefrina, VMA o HVA en orina.

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556 • QIJIMICA CUNICA

LAP_U_C_AC_I_O_N_DE_C_O_N_C_EP_TO_S_~_-_1____~--------------J Una mujer de 40 años presenta dolores de cabeza, palpitaciones, sudoración excesiva y temblores ocasionales, náusea, fntisa y dolor en el tórax. Al ingresar al hospital su tensión llrterial fue 280/140, el pulso 120 y la temperatura· 37.8'C y sus respiraciones por minuto 38. Rangodt rt/trtncia

Datos tk laboratorio Sodio Potasio Cloruro Dióxido de carbono Glucosa Nitrógeno urtico sanguíneo Creatinina

AST LD CK T3U T4

- -·---

128mmoVL 3.5 mmoVL 81 mmoVL 31 mmoVL 135 mg/100 ml 12 mg/100 ml l.OmgllOO ml 18U/L 98UIL- 15U/L 28% 6.0 mg/100 ml

(136-146) (3.5-5.1) (98-106) (22-29) (70-105) (5-20) (0.5-1.1) (5-30) (80-280) (15-130) (25-35) (4.5-1 1.0)

l. El m~dico está interesado en algunas pruebas de labora-

resultados? a. b. c. d. e.

·

a. 'Es bajo b. Es normal c. Es alto

a. Es bajo b. E~ normal c. Es alto

9. ¿Cuáles de las siguientes afecciones se relacionan mejor

¿Qu~ instrucciones es necesario dar a la paciente antes de efectuar la recolección de muestra de 24 horas para determinar VMA?

a. Debe estar en posición supina durante la recolección b. No debe tomar preparaciones de yodo c. No debe ingerir chocolate o nueces tres dfas antes de que se tome la muestra ni en el curso de la recolección d. No debe hacer ejercicio durante el dfa de la recolección de la muestra 4. El resultado del análisis de VMA en una muestra de orina de 24 horas fue 24 mg/24 horas. lnterprtte el resultado

a. Es un valor bajo b. Es normal c. Es un valor alto

·-

Endocrinología reproductiva

Shauna C. Anderson

7. Se efectuó la prueba de aldoste, ona en suero y el resultado fue 8 ng/100 mL Esta muestra se obtuvo con el paciente en posición erecta y siguiendo una dieta nonnal. Interprete el resultado y diga si

•· 17-cttu\tcroidc) h, ( 'rrotlnlna en ~uero

a. Plasma que se recolecta a las 8:00 horas b. Suero que se separa de células inmediatamente c. Orinadedoshornsoblenidade las 14:00 alas 16:00horns d. Orina de 24 horas que se recolecta con preservaúvo ácido

l041D~========-=~

6. El resultado de una prueba de metanefrina fue 5.0 mg/d. Interprttelo y diga si el valor

8. ¿Qué resultados de las pruebas de laboratorio originales se correlacionan con las observaciones normales de aldosterona en suero?

2. ¿(JIJ6 tl)lll llc muestra se requiere generalmente para n nrtli~ls de VMA'I

,,

Renina plasmática Metanefrina Aldosterona Catecolamina libre total ACili en plasma

torio que le pcrmit<m valorar la hipertensión en la paciente. lmlique cuál de las siguientes puede ayudar a detcuninar la caun lle In hipertensión:

r• Aclrlu vnnllllmondélico (VMA) rl. AhiiJ)tcrunA en suero

3.

S. ¿Qut prueba más especffica permitirá confirmar estos

-- CA PIT U

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

S'rorornos oo rOII!toncto o loe 011()0{¡00('4 Pubertoq piOCOZ

Hlsvt11mÓ • Describir brevemente lo blosíntesls y metabolismo de andrógenos, eslrógenos y progesterono.

Amenorrea

• Closlflcorlos hormonas esferoides sexuales por el número de cQ/bonos.

CONTENIDO DEL CAPITULO

con los datos de laboratorio acumulados?

• Describir el mecanismo general de acción que ulilizon lodos los honnonos esferoides.

a. Aldosteronismo primario b. Feocromocitoma c. Hipotiroidismo d. Hipertiroidismo e. Neuroblastoma

HORMONAS REPRODUCTIVAS Blosíntesls y metabolismo Mecanismo de acción

• Describir los mecanismos específicos de acción que ullllzon los andrógenos. estrógenos y progestlnos.

10. ¿Cuál es la presentación clínica clásica de Jos pacientes con feocromocitoma? !l. Explique la fisiopatología de la hiperglucemia que pue-

de producirse en esta afección. 12. Algunos pacientes con feocromocitoma tienen hipopotasemia. Explique por qué. · 13. Algunos pacientes también presentan hipcrcalcemia. Explique por qué.

14. Un grupo de tumores que se presentan en niños y se denominan neuroblastomas surgen del ectodermo de la cresta neural y provocan hipertensión, dolor decnbeZA Y diarrea. ¿Cuál es el principal producto final que se en· cuentra en la orina en esta afección?

• Hacer uno Uslo de los funciones de los componentes de los sistemas reproductivos masculino y femenino y descrlbltlos. • Describir lo regulación de los sistemas reproductivos masculino y femenino. • Describir el valor diagnóstico de los siguientEs procedlmlenlosde laboratorio: Testosterona

Estrodlol DesHdroeplondrosterona Gonodotropros • Describir sínlomos crtnlcos, ftslopolologío y observóclones de loborol01lo de los siguientes alecciones:

tntortllldod rnoscutno tntortlldod femenina

ANATOMIA Masculina Femenina REGULACION DEL SISTEMA REPRODUCTOR Masculino Femenino PROBLEMAS ANAlffiCOS Testosterono Estradlol Progesterona Deshldroeplandrosterona Gonadolroplnas APLICACIONES CLINICAS Infertilidad masculino lnferlllldod femenina Síndromes de resistencia a los andrógenos Pubertad precoz Hirsutismo Amenorrea RESUMEN

558 • QUIM!CA CLINICA

---~-------HORMONAS REPRODUCTIVAS BIOSINTESIS Y METABOLISMO

L:l.! hormon:l.! esteroides se producen en los ovarios, testículos o glándul:l.! suprarrenales y se caracterizan por la presencia de un núcleo de perbidrodclopentanofenantreno. En el capitulo 28 se describió la biosíntesis de estas hormonas c¡teroides. En el presente se estudian principalmente las hormonns que producen los ovarios y testículos. El paso que limita la lasa de la vía de biosfntesis (fig. 30-1) de la~ hormonas esteroides es la transformación de colesterol a pregnenolona mediante dos hidroxilasas distintas y una desmolasa. Posteriormente, de acuerdo con el tipo de célula, se siguen vfas para producción de testosterona, el principal andrógeno u hormona sexual masculina, o estradiol, el principal estrógeno u hormona sexual femenina. l.ffl llndr6Rtnos son hormonas esteroidcs del grupo C-19. l.n1 r~lulM de l.cydig o células intersticiales de los testículo" prc~lumt la nwyurfa de los andrógenos. Como se obser,,~ o•n 111 ft¡•nta 1U 1, hny dos vfas principales para la translo ~ no~o lt.n olo· ptq¡ n~ nulunn a tcstoslerona. La primera vía da In ' ~' • pt nolut'l'l(•n tic 17 ·tlihidroxipregnenolona a partir ,¡, 1'" 11111 nlllhntl, Dc1pué1 de esn 1rnnsfom1aci6n, la 17-hi'""'11 ~'' '"' """'"~ ~e Wn\-icrtc en dcshidrocpiandrosterona tl•lll \ 11111 ~ "' te.rt~lonnoa en :mdrostcnodiol y finalmente 1 •n '" " "" '""" 111n vf3 1c llama 6 o 5-eno, lo c1ue hace re• l ~ nl•t• ~1tltn del llohlc enlace entre los carbonos S

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pec~lu~c

progcMeruna, se trJJlsfor",. ' " 11 lu•h"III''''IW'Io'II>II:O, androstenodiona y después ltoh """"l ~ 1 •l~ •·1~ ~t loortuc:c como 64 o 4-eno, haciendo "l•11 "' t• ~1·1.. 1·1 ~ t nholc cn11c los carbonos 4 y 5. Las enziooo•• •lo ~oul•• • 1 lio•, ~"'' n nlorcadas en el retfculo cndoplásmi1" h•u tlo lro1 1l lu l~1 1• lo ' '' ""'""" 1111 'e rohuaccna en los testfculos. Una "1 111111 11''"111 10• "''tela a la sangre y aproximadamente ''1' •" IMooil\11111 eillUiro cnlalada con las protefnas plasm:l11• ''' """l11o1111o, IHIIIIC:tor11na y globulina enlazante de testos1• "'"" t lo•lll lt. 11t:o \!liorna tiene una afinidad relativamente roh~ h111111 le" All11Hl8tnns y aproximadamente 56% de la tcsil>'lt ll•nro rnlilllldro 1co1:1l es transportada por TeBG. La pe1101rhro l llliltd:ulolc hunnona libre (3'1<) produce la respuesta h lcJI(1~i.ro ynqnc sólo la homtonalibre es capaz de penetrar a lro ~ célult11 hl;mco. el catabolismo de los andrógenos, al i1111al que de la mayorfa de las hormonas cstcroides, ocurre en el hfg;~do con exmción posterior por los riñones. Los poincipalc~ produc to~ del metabolismo de testosterona son lllllhtlllcrona y ctiucolanolona (fig. 30-2). L111 rstr6Rtnos )C clasifican como un grupo de hormona' cMe~oi de 1 C-18 c1uc se derivan de los andrógenos en diVCIMo) tejillO>, pero clr manera principal en el cutrpo lúteo y d lc>lfrulu nvrtdco de l:ts mujeres. En el tejido de los ova.¡,,~. 1'11 lllooticulnt In~ células tccales del folfculo, el coleste1111 'e IHo11~ lcoun n en pr e~ ncnolona, que a su vez se con"ienc

en Mdrógeno~ llOr l a~ vf~ et~Un tJc,ulla•. 11 to , .. ,.,.. ,..,. que producen IMc~ lul:l.! tecalts se dlfun1le M 1•• l~ lul~~ nra nulosas que están ubicadas udyaccntes a la~ peimceu1. 1..1 aromatización de los andrógenos da lugar u la producción de estrógenos. El l~nnino aromatización se refiere a In transformaci ón del anillo A del núcleo esteroide en un anillo bencénico o fenólico al colocarse un grupo hidroxilo sobre el carbono 3. Este proceso tiene pasos enzimáticas...)(...D.O enzj._ _ máticos. Cuando la testosterona se aromatiza se produce estradiol, la aromatización de la androstcnodiona produce estrona (fig. 30-1). Cuando se secretan altonente sanguíneo, el estradiol y la estrona se enlazan con albúmina (>97%) y TeBG y son transportados a los tejidos blanco. La sfntesis y secreción de estradiol excede la de estrona, pero ambos se metabolizan para formar estriol (fig. 30-3) en el hfgado. Después de conjugarse con sulfato o ácido glucurónico, se excretan por los riñones. La progesterona es una hormona esteroide C-21 que se produce principalmente en los ovarios de las mujeres no embarazadas. En el cuerpo lúteo, la pregnenolona se transforma en progesterona y 17-hidroxiproges"rona, que se secretan como productos finales principales. Estas progestinas se enlazan de manera principal con transcortina y albúmina para su transporte sanguíneo. El catabolismo de la progesterona da lugar a pregnanodiol y el catabolismo de la 17-hidroxiprogesterona da lugar a la formación de pregnanotriol (fig. 30-4). A continuación, estos compuestos se conjugan en el hígado y son excretados en la orina.

HO

Colesterol Clt¡

1

e= o

e= o

o

--· 17-hidroxipregncnolona

Clt¡

CH3

1

1

c=o

c= o

-

MECANISMO DE ACCION

El mecanismo general de acción de las hormonas esteroides se describió en el capítulo 24. Aunque la mayoría de la testosterona se produce en los testículos, también se produce en los ovarios, ya que la testosterona es un precursor inmediato de la síntesis de estrógenos. Se produce además una pequeña cantidad en las glándulas suprarrenales. La interacción del complejo receptor de csteroides con los accptores de cromatina nucleares produce sfntesis de mRNA específico, que codifica proteínas que participan en funciones celulares. Las actividades específicas en los tejidos blanco son producidas por la testosterona o su producto de reducción alfa-5, 1a dihidrotcstosterona (fig. 30-5). Se cree que el desarrollo de los genitales externos en la pubertad, el cambio de tono de voz y el patrón masculino de desarrollo del músculo esquelético son procesos que dependen de la testosterona. Sin embargo, Jos tejidos en las vesfculas seminales y la glán-:-dula de la próstata responden a la dihidrotestosterona o su metabolito hidroxilado alfa-3 por lo que respecta a desarrollo y capacidades de secreción. Otras caracterfslicas sexuales secundarias masculinas como acné, vello en el cuerpo y la cara y retroceso de la línea de crecimiento del cabello taJil· bién dependen de la dihidrotestosterona. 1 El estradiol no produce muchos mctabolitos en los tejidos blanco, con una posibk excepción; cuando el estradiol experimenta hidroxilación alfa-16 se produce estriol, que se considera el principal producto de excreción, y es el com· puesto que provoca actividad en las células blanco. Cuando se efectúa la hidroxilación en C-2 y C-4, se producen cstró-:

CH3

1

Otl

-

Progesterona

17-hidJOxiprogeslerona

OH Androstenodiol

vía de

4-eno

l

o

OH

____, .....---

Androstendiona

Testoslerona

o

OH

Fig. 30-t.

OH

HO ESTRONA

Vías de síntesis paoa

la pooduccíón do nndr6i¡cnos y cr.IIÓifCOOl

ESTRAOIOL

560 • OUlMICA CltiiCA

ENOOCRINOlOGIAREPOOOUCIIVA 30 • 561 OH

Colesterol

011

CH3

1

c=o OH

HO

H

H

ANDROSTENODIOL a·S

DIHIDROTESTOSTERONA

o

o

HO

HO Pregnenolona

TESTOSTERONA -

- - -H

H

•

ANDROSTERONA

ETIOCOLANOLONA

Flg. 3G-2. Productos principales del metabolismo de la testosterona.

) 110

m 'U/

Progeslerona

o

=

1

1 110

enniAOtOL

17·hidroxiprogesterona

l

o

CH3

1

l

C···OH

ESTAONA

CH3

1 C···OH

· ·OH

HIDROXISTRONA a-16

··OH

ESTRIOL Fig. 3G-3. Fonnación de es~iol.

Pregnanetriol

Fig. 30-4. Biosintesis y metabofismo de las progeslinas.

OH

HO

Pregnanediol

genos de catecol, que son mctabolitos con actividad fisiológica.1 La progesterona se mctaboliza en los tejidos blanco y produce diversas progestinas. No se sabe si los metabolitos de la progesterona o ésta en sí producen la actividad en los tejidos blanco. Los estrógenos y las progestinas generan sus actividades moleculares mediante el mismo tipo de comple· jos estcroidc-receptor que producen síntesis de proteínas

como otras hormonas esteroides. La concentración de estrógeno en la sangre puede ejercer cieno efecto en el mímero de 1 receptores de progestina ubicados en los tejidos blanco. Una de las principales acciones de los estrógenos y In progestcrona es la transformación del endomctrio uterino durante el cido menstrual. Estos cambios son mediados por el ovario y el cuerpo lúteo. En general los estrógcnos incrementan el número de células glandulares. mientras que las

562 • QOIMICA CUNICA

""

olilr

1•

14 1~ 110 ~ • • IIVA )1 • M)

,..... REGULACION DEL SISTEMA REPRODUCTOR OH

H DIHIDROTESTOSTERONA

MASCULINO La regulación del sistema reproductor masculino probable-

Flg. 3G-7. Oiag¡ama del sistema reproductor femenino. (Tomado de Guyton AC: Textbook ol MeclicaJ Physiology, 7th ed. Philadelphia, WB Saunders. 1986.)

TESTOSTERONA

Flg. 3().5. Formadón de dihidrotestosterone.

progestinas aumentan su actividad secretoria. Además de estas acciones, Jos estrógenos son responsables del desarrollo y pigmentación de los pezones y la areola, y de la proliferación del sistema de conductos en el tejido del seno durante la pubertad. Los estrógenos también ejercen efecto anabólico en otrru tejidos pero en menor grado que los que producen los ~ndróge nos. én los huesos, incrementan la actividad de ltJS OSicuhJII,tos y ocasionan retención de calcio y fósforo. T~mi M n incrcmcntun la protcrnu total del organismo, los dcp6,1tn~ de· H"" a y la tmura. c~pcsor y v3SCularización cutánea.

--r----ANATOMIA

MASCULINA Los testkulos están formados de túbulos seminíferos enrollados que se ubican en el escroto, el cual se encuentra suspendido fuera de la cavidad abdominal. Los testículos tienen dos grupos distintos de células con funciones diferentes pero relacionadas. Las células intersticiales de Leydig están diseminadas entre los túbulos seminíferos y producen testosterona. Las células de Sertoli y el epitelio germinal recubren los túbulos seminíferos cuando se produce la espermatogénesis. A panir de los túbulos seminrferos, los espermatozoos se vacían al epidídimo, que es otro conducto enrollado. La espermatogénesis se verifica en el interior de Jos túbulos seminíferos y la maduración del semen ocurre en el epidídimo. En este proceso panicipan diversas hormonas. La hormona foliculoestimulante (FSH) y la testosterona estimulan la síntesis de proterna enlazante de andrógenos (ABP) en las células de Scnoli. Gracia.~ a la ADP la testosterona se transporta a las células de Scnoli y al epidCdimo. Las células de Sertoli

•

median la primera división mitótica de los espermatocito•:..--+--, Las células del epidCdimo tienen receptores de alta afinidad ae la uretra y las glándulas bulbouretrales que se encuentran hacia Ja testosterona. Estos, a su vez, producen Jos nutrientes cerca del origen de la misma secretan pequeñas cantidades y factores necesarios para la maduración final del semen. de un lfquido alcalino, pegajoso y claro al interior de la urcE! epidídimo (fig. 30-6) conduce hacia el conducto detra. Este liquido, que está formado por cspermato1.0os y ferente, que aumenta de tamaño y forma la ampolla del consecreciones de las glándulas accesorias. se conoce como se· dueto deferente antes de penetrar al cuerpo de la glándula de meo. la próstata. Un par de vesículas seminíferas, ubicadas una a cada lado de la próstata, producen una sustancia de tipo mucoso rica en fru ctosa. Esta sustancia, al igual que los esperFEMENINA matozoos de los testículos, se vacía al conducto eyaculatorio que atraviesa por la glándula de la próstata y se vacfa a la El ovario es el órgano reproductivo germinal de las mujeres. uretra interna. Los conductos de la próstata también vacían Hay dos ovarios situados en la pared lateral de la pelvis, al conducto eyaculatorio una secreción alcalina, lechosa y aunque su posición es ligeramente variable. Están unidos al útero por un ligamento. Cada ovario está formado por cortedelgada que se produce en la próstata. La uretra es la última za y médula. La corteza contiene folículos y la médula conpane del aparato reproductivo masculino que enlaza los testiene vasos linfáticos, vasos sanguíneos y nervios: En los tkulos con el exterior. Diversas glándulas ubicadas a lo largo ovarios se desarrollan los óvulos y se lleva a cabo la producción de hormonas esteroides. Las trompas de Falopio u oviductos son estructuras cilíndricas delgadas que se extienden desde el útero a los ovarios (fig. 30-7). Las fimbrias son proyecciones similares a A..~ dedos que barren la superficie de los ovarios. De este modo, ·· VMbJ"Iuemi'lll los óvulos se expulsan del ovario y son conducidos a las Gl6ndoladllapr0stara trompas de Falopio. Este es el sitio en el cual las células esCondudooyoNII:>rio permáticas fertilizan el óvulo y pasa al útero. GllnQb llub>ont>l El útero es un órgano hueco de paredes gruesas. Ti~nc TejcloOOsihlt cmlm:IZO. Si ~e renili7a un óvulo, el pcc¡uefto c mhn ~n ~e impl ~c11 n en el grucMI eccuhli Flg. 30-6. Diagrama del sistema reproductor masculino. (ModirocadO 111icntn. Si "'' ~ pnwlun· la fcrtilitacltln t•l cnuhllluto·ut" de Bloom and Fawcett: A Textboolc o/ Histology. 10111 od. ~ UIUCII\11 ~C oio' ~Jlll' llok l' H tio-"'•llllfl thll ~lllt' ~~ 1111'11' 111111 WB Saunders, 1975.) 1'11\u,

mente sea más compleja de lo que se pensaba antes. Se cree que hay dos sistemas de control por retroalimentación, el de ciclo corto y el de ciclo largo. El hipotálamo secreta hormona liberadora de gonadotropina (GnRH) tras llegnr a In hipófisis a través del sistema portal de la hipófisis. La Gn-RH se une con receptores en Jos gonadótropos en la hipófisis nnle· rior. Esto estimula la ciclasa de adenilo y provoca fnmmclcln de cAMP, el cual favorece la penctrnción del cnlclo n In~ Cé· lulas. Por este proceso, se favorece la sc<·rcción ele In hcunc11 na luteinizante @ lucoproteicn (Uf) que nnlcrimmcnle ~ 111 nocía como hormona estimulante ele c~ lul '" intmtkl~lr ~ (lCSH) y de FSH. La secreción de Lll en In hipc\lhl1 c•tlmul• 1•' lllull\ de Lcydig de los testkulos pnm que JIIINhllcan lr' ll "lr u •n~ y estradiol. L;~~ mcmbranns de e st o~ céluln~ cunlltnon 1n'rp tores proteínicos espccrlicos para 1.11. El crcl11rc 1le U 1 cun el receptor incrementa la cAMP y lu actividlld de cinMn ele protefna. La secuencia metabólica da como re~uh aclo un Incremento en la srntesis de pre~nenolona y después de testosterona, el principal andrógeno de los testfculos, asf como pe· queñas cantidades de estradiol. Pane de la testosterona que se produce llega a los tú bulos seminrferos en donde actúa sobre las células de Sertoli estimulando la espermatogénesis y otra pane penetra al torrente sanguíneo. La testosterona o sus metabolitos inhiben la liberación de Gn-RH en el hipotálamo y las acciones de Gn-RH a nivel de la hipófisis anterior. Estos sitios tienen receptores de alta afinidad para la testosterona y sus metabolitos, pero al parecer la testosterona es mucho más importante que el estradiol para proporcionar regulación por retroalimentación negativa. La FSH activa la ciclasa de adenilo en las células de Sertoli, lo que consecuentemente provoca aromatización de la testosterona a estradiol. Las células de Sertoli no pueden sintetizar testosterona a panir de colesterol ya que no cuentan con las enzimas necesarias. La testosterona que se encuentra en las células es resultado de la difusión quej>roviene de las células intersticiales de Leydig. Aparentemente, la FSH sólo es necesaria para la ola inicial de esperrnatogénesis que se produce durante la pubertad y no para preservar la espermatogénesis. El mecanismo de retroalimentación negativa de FSH quizás se lleve a cabo mediante la inhibina. Esta es un péptido que se sintetiza en el interior de las células de Sertoli y que inhi~ la lihcraci6n de FSH al nivel de la hipófisis y del hipotálamo 1>:u;e limitar la !Ccreción de Gn-RH. El fu n~iun:unicru u tic los testrculos no sólo se regula nctohrlllll" le" ~1\lt llm' 1lc runtr11l de rwoalimentación de cil'lo• 11111'" Nlll" tamW111ij11 ~"tc ena1 de conuol de deJo ¡·orto 1"11 e•l lllltrl"' olr ¡,, tf• IÍ< 11111' 1 1 Ar~ lnln tlt LrydiJ :I¡J!lrtn 1!(1•1hl"' ole• ho•11e11•nle111he111~ 1•111111111\pu n/lellllllllnn rnelano-

ENOOCiliNOI.OGIA IVROOOCllVA 30 • 565

564 o QUIMICA CUNICA

cito-estimulante (ACfHIMSH) que estimulan el funciona· miento de las c~Julas de Scnoli. La beta-endorfina, que también se produce en las células de Lcydig, ejerce acción inhibitorio en la c~lula de Senoli. Por otra pane, la inhibina, producido por lns c~Julas de Senoli, estimula la producción de andrógenos en lns células de Lcydig y el estrógeno que se difunde de las célulns de Senoli a las célulns de Lcydig adyacentes probablemente reduzca la bios!ntesis de testosterona. En la figura 30-8 se resume la regulación del sistema re· productor masculino.

FEMENINO A diferencia de la regulación hormonal en los varones, las diversas hormonas no se secretan en cantidades constantes durante todo el ciclo mensual. Se secretan en un patrón cíclico o rítmico que se conoce como ciclo menstrual. Al inicio de cada ciclo menstrual, se observa un folfculo temprano, que se denomina foHculo primordial, en el área perif~rica de la corteza del ovario. Está formado por un oocito primario rQ
ocasiona proliferación de las células granulosas en el ovario. Por tanto, la FSH provoca el desarrollo temprano del follculo primario. También innuye en la transformación de testas. terona en 'estradiol que se verifica en las células tecales. El estrndiol que se produce hace que lns célulns granulosas formen más receptores FSH y los vuelve más sensibles a este último. El aumento de los niveles de estradiol que se produce desde el comienzo de la fase folicular hasta la parte media inhibe la producción de FSH de la hipófisis. Sin embargo, en la fase folicular tardía el incremento de niveles de estradiol ocasiona que la hipófisis libere LH. Este incremento de LH da Jugar a la ovulación. La liberación de Gn-RH del hipotálamo también ocasiona que la hipófisis anterior libere LH. Este último actúa en las células tecales del ovario para inducir la síntesis de andrógenos y, en último término, de estradiol. El estrógeno que se produce se difunde al interior de las células granull>sas. La LH es necesaria para el desarrollo final del folículo y la ovulación, y trabaja en forma sinergfstica con la FSH. Innuye en la modificación de lns células granulo~ a células de luteína y por tanto en la producción de progesterona. Se b.a postulado que la·progestcrona raAicipa en el mecanismo de retroalimentación negativa para liberación de LH de la hipófisis anterior. Aunque no se comprende en su totalidad, es posible que exista un mecanismo de inb.ibina para la regulación del sistema reproductor femenino. Se piensa que las células granulosas producen inhibina y posteriormente reducen la liberación de FSH. De manera similar, aún no se describen las funciones de Jos ~ptidos ACTHIMSH en el ovario, pero parece lógico que desarrollen funciones de regulación como las que se describieron para los testículos. En la figura 30-9 se pre· senta un resumen de la regulación del sistema reproductivo femenino.

a

e

1GnRH

e

~)

..

FSH

LH

1

1

Células de Sertoli

Células de Leydig

ACTHIMSH

--~----

Endo
PROBLEMAS ANALITICOS

0

-----------------------------------------··

TESTOSTERONA

1

0

e Testosterona

La testosterona se sintetiza en las células de Lcydig del testículo y se produce en pequeñas cantidades en las células IC· cales del ovario. Los principales metabolitos de la testosterona son androstcrona y dihidrotestosterona. Estos se metaboliZ:lll aún más para producir androstcnodiol y eiiocolanolona. En el comercio existen ensayos radioinmunológicos p:lfll enlace competitivo de testostcrona. Utilizan plasma hepariniZ3· do o muestras de suero, que son estables aproximadamente una semana a tempernturn de refrigeración o se congelan a - 20'C. Lns muestras congeladas son estables aproximadamente du· rantc seis meses. Los niveles de testosterona son valiosos para el diagnós· tico de hipogonadismo y tumores testiculares en varones como también tumores masculinizantes, generalmente de -origen ovárico, en las mujeres.

0

..

Estradiol

+

0'

§ .

TeslfCIJ!os

e-

• Testosterona

0

lnlubina

y ostradiol

0

Estimula 0 1nhlbo Flg. 30-t. HegutlldOn del sistema reproduclor masctino.

0

---~---'

1NOOC:tft
.

8

CuadrO MI 1, 111n011 de referencia poro lo le11011erono piOimbllco

(J

Veronu Antes de la puberlad

Adulto M~eres

1 GnRH

Antes de la pubenad Adulla

'

1H~fi~

8 8

.

\

8

Embarazadas Posmenopáusicas

anterior

\ J __/

IG-20~

300-1 000 ~mi

1G-20~

20-75 ~ (es más alta en la parle intermedia del ciclo) 3 a 4 veces el nivel da los adultos 8-JS~ml

.

IJ

'

En los varones, los niveles de testosterona presentan un patrón circadiano con un máximo a las 7:00a.m. Descienden a sus niveles más bajos aproximadamente a las 8:00p.m. En el cuadro 30-1 se indican los rangos de referencia para niveles de testosterona. 3

•

FSH

0

1

!

j

--

Los estrógenos se sintetizan en las c~lulas tecalcs de los ovarios y se producen en pequeñas cantidades en la corteza suprarrenal de varones y mujeres, y en los testículos del \'arón. El estradiol es el estrógeno más potente. Los otros dos estrógenos son estrona y estriol. Existen ensayos radioinmunológicos de enlace competitivo en el comercio para determinar de niveles de estradiol. La muestra de elección es suero no hcmolizado recién obtenido. Las muestras de suero se congelan a -20' C cuando no se analizan el mismo día que se obtienen. Existen ciertas \'anaciones diurnas y se recomienda recolectar las muestras a determinada hora del día. Los niveles de estradiol tienen gran utilidad para valorar el funcionamiento de los ovarios. Los tumores ováricos, suprarrenales y de origen testicular incremen1an los niveles de estradiol en suero. Tambi~n se observa aumento de estos niveles durante el embarazo y con la administración exógena de gonadotropinas. Se observa reducción de los niveles en insuficiencia ovárica primaria y secundaria, y también en mal func ionamiento de las glándulas suprarrenales. En el cuadro 30-2 se indican los rangos de referencia para niveles de estradiol.3

1

'

C~lulas granulosas

i

eélulas tecales

8 .

0 Teslosterona

•·

(::+ E
~ , -

Ovarro

--~--

ESTRADIOL

LH

1

lnlóblna

PROGESTERONA La progesterona se produce principalmente en las células granulosas (luteína) del cuerpo lúteo. Tambi~n se produce en la placenta durante el embarazo y la corteza suprarrenal produce pequeñas cantidades. El principal metabolito urinario es el pregnanodiol. Existen ensayos radioinmunológicos disponibles comercialmente para deterÍninar progesterona. Tambi~n se están produciendo ensayos inmunológicos no isotópicos. Para el análisis se emplea suero o plasma. La progesterona es estable aproximadamente siete días a temperaturas de refrigeración y hasta tres meses cuando se congela. Los niveles de progesterona se utilizan principalmente para valorar la fertilidad en las mujeres, en particular para detectar la ovulación. La interpretación de los niveles clcht correlacionarse cuidadosamente con el ciclo mcnstmnl. En el cuadro 30-3 se indican los rangos de referencin.3 DESHIDROEPIANDROSTERONA

La DHEA es un andrógeno que se dcrivu ¡~incl¡\1lrnc nlc 1lc la1 glándulas suprarrenales. Existen cnsnyos lndiulnmunt'h'l¡·l cos disponibles para determinación de Dl iEA y ~~~ ru!liuthlílr conjugación sulfato de dcshiclrocpiandrostcruna (f)IIEA·S) en plasma. Esie análisis sustiiUye ni an~li sl s de 17·cctoste roidcs totales en orina. Los procedimientos que se emplean con mayor frecucn· cia para DHEA y DHEA-S son ensayos radioinmunológicos directos en los que no se requiere extracción. El análisis se efectúa con suero, plasma heparinizado o plasma con EDTA. La muestra es estable aproximadamente siete días a temperatura ambiente. La determinación de DHEA y DHEA-S es útil para valorar el funcionamiento de la corteza suprarrenal ya que la DHEA es uno de los principales andrógenos que ésta produce. Los rangos de referencia para DHEA son 3.6 a 6.3 nglml (12.5 a 21.9 nmol!L) para varones adultos y 4.4 a 6.0 nglml (15.3 a 20.8 nmoi!L) para mujeres. 4 GONADOTROPINAS

Como respuesta a la liberación de Gn-RH del hipotálamo, los gonadótropos de la hipófisis anterior liberan las gonadotropinas, FSH y LH. En las mujeres, la FSH.es la principal responsable del desarrollo folicular temprano del ovario, y la

Es~adiol--------4-__¡

Progeslcrona

0

------~ -__,G;._/_ _ _ __ __

0 Estimula

8 rnt>tx!

/~----;

\

Utero

/

•. /

Flg. 30.9. Regulación del sistema reproduclor lemenino.

___J

Cuadro 30-2. Rongoc de relerenelo pato esllodlol plosm6tico Mujeres Antes de la pubertad Fase folicular temprana Fase folicular tardía Fase lútea Después de la menopausia Varones Antes de la pubenad Aduno

Cuodro30-3. Rongoc de merenclo poro ~lO plosmá1ica

0.12--0.3 nglml

4-t2pg/ml 3G-1 00 pglml l<XHOO pglml 5o-1 50p~~

5-18 pglml

2--l! pglml 10-$pg/ml

Mujeres Ciclo menswal Fase fofiCUiar

Fasetútea Embarazo Primer trlmoslra Segundo trimel trO Torcor ~lm01tro

---------------

<1 nglrrl

5-20 nglml 20...50 ngtrnl 50- tOO nghrl 100 400 ngln~

--------

ENDOCRINOLOGLo\ REPRODUCTIVA 30 • 569

561 • QIJMICA CUNICA

CUodro 30-<1. Rangos de referencia represenkiltvol poro FSH y LH

FSH (mU/hrJ) Mujeres Fase lolcular Parte intermedia del ciclo Fase lútea Despué&dela~

Varones

2-to 9-t6

LH (mUVml)

2o-t00

()-14 2()-70 0-16 2()-70

2-10

()-9

()-9

LH produce la ovulación. y posteriormente el desarrollo del

folículo. En los varones, la FSH es la principal responsable de la espermatog~nesis y la LH influye en las células de Leydig de los testículos para producir testosterona. Existen métodos de ensayo radioinmunológico para determinar los valores plasmáticos de FSH y LH. En el cuadro 30-4 se indican Jos rangos de referencia característicos.3 Es· tos valores se emplean con frecuencia para valorar la infenilidad en casos de hipogonadismo. Una de las aplicaciones más frecuentes del análisis del nivel de LH es para valorar la ovulación. Esta necesidad condujo al desarrollo de m~todos de ensayo inmunoenzimático para detectar LH en orina. Dichos m~ICxlos se han modificado a análisis con dipstick y membrana que se utilizan para determinar los ni1·eles de LH en el hogar a diario, con el fin de detectar el aumento de LH y por tanto la ovulación. 1

--f-----APLICACIONES CLINICAS

INFERnLIDAD MASCULINA

La valoración de la infenilidad masculina incluye antecedentes detallados, examen físico y pruebas de laboratorio. El análisis del semen probablemente sea la prueba más importante. Este análisis debe incluir volumen y pH del semen, recuento de espermatozoos y movilidad y morfología de los mismos. También es conveniente efectuar análisis de testosterona y niveles de FSH y LH. Otras pruebas necesarias en cienos casos son biopsia de los testículos, vasogramas o pruebas para anticuerpos a los espermatozoos. La infenilidad masculina se clasifica como pretesticular, testicular y postesticular.6 Las causas pretesticulares generalmente son lesiones en el hipotálamo o la hipófisis que dan lugar a "reducción de la producción de gonadotropinas. Otras af~~iones que se incluyen en esta clasificación son hipotirotdtsmo, síndmme de Cushing, desnutrición y cirrosis alcohólica. El hipotiroidismo se asocia con reducción del recuento de es_rermatozoos. El síndrome de Cushing puede disminuir los ntveles de tcstosterona, lo que a su vez reduce la libido y a~ecta_ la calidad del semen. Los estados de desnutrición y la ctrrosts alcohólica generalmente conducen a reducción de

los niveles de FSH y LH y por tanto descenso de los niveles de testosterona. Las causas testiculares o testiculares primarias de la infenilidad se clasifican como cong~nitas o adquiridas. Las causas cong~nitas incluyen que los testículos no hayan descendido (criptorquidia), síndrome de Klincfelter (XXY) y síndrome XYY. Las afecciones adquiridas incluyen varicocele, tumor, orquitis o daños celulares por radiaciones, quimioterapia, fármacos, edad avanzada u otros factores. Estas afecciones reducen los niveles de testosterona pero aumentan los niveles de FSH y LH. Las causas postesticulares de infenilidad incluyen afecciones mecánicas o funcionales del transpone del semen y afecciones del funcionamiento de los espermatozoos. Se observan casos de obstrucción mecánica cuando hay defectos congénitos del aparato reproductivo masculino, lesiones u obstrucciones. Las afecciones del sistema nervioso autónomo o la incompetencia del cuello de la vejiga provocan obstrucción funcional. La producción de anticuerpos a los espermatozoos y cienas drogas (tabaco, marihuana, alcohol) afectan el funcionamiento de los espermatozoos. Las causas postesticulares de la infertilidad no pttduccn anormalidades · en los niveles de testosterona, FSH o LH. El bloqueo del sistema de condue1os puede provocar azoosperrnia u oligospermia.

INFERTILIDAD FEMENINA Como se considera que el sistema reproductivo femenino --tiene cuatro capas, el mal funcionamiento de cualquiera de ellas puede provoear infenilidad. En el órgano final o a nivel de las estructuras de los conductos, pueden existir anormalidades uterinas o tubarias. Los leiomiomas uterinos y los adenomas de células del músculo liso son Jos tumores más frecuentes en el útero. Cuando se presentan, interfieren con la implantación del óvulo fenilizado. La destrucción parcial o total del recubrimiento endométrico del útero, que se denomina síndrome de Asherman, también impide la implantación.7 Las anormalidades de las trompas generalmente obs· truyen el lumen de los oviductos. Esto puede deberse a infecciones crónicas y endometriosis. Las anormalidades ováricas pueden producir anovulación, que consiste en que no se produce un óvulo maduro para que sea fertilizado. Esta afección es ocasionada por infecciones, tumores o enfermedad ovárica poliquística. Las afecciones de la ovulación también se deben al mal funcionamiento de la hipófisis o el hipotálamo. A nivel de la hipófisis, la hipersecreción de prolactina (PRL) debido a un adenoma puede provocar infenilidad. Esta afección generalmente se acompaña de amenonea y galactorrea. También se observa hipersecreción de PRL en pacientes que toman ciertos medicamentos, como antagonistas de la dopamina, o en algunos casos de hipotiroidismo. Si el hipotálamo no produce Gn-RH, la ovulación no ocurre. Los tumores del hipotálamo son causas· poeo fre· cuentes de que se interrumpa la producción de Gn-RH. Las causas más comunes son tensión, pérdida de peso, ejen:icio y enfermedades crónicas.8 Aproximadamente 15% de las mujeres anovulatorias presentan incremento de los niveles dePRL; por tanto, la in·

vestigación de laboratorio de pacientes anovulatorias debe iniciarse por el nivel de PRL. También es útil determinar el nivel de la hormona estimulante de la tiroides (TSH) para descartar hipotiroidismo.9 Los niveles de FSH sirven para diferenciar una afección hipofisaria o hipotalámica de una afección ovárica. En las afecciones ováricas no se produce estradiol o inhibina como mecanismo de retroalimentación negativa para el control de.niveles de FSH, por lo que se observa un aumento de niveles de hormona foliculoestimulantc.

SINDROMES DERESISTENCIA A LOS ANDROGENOS Los síndromes de resistencia a los andrógenos se deben a lo

mutación de un solo gen que oeasiona que la rersona afecta· da sea resistente a la actividad androgénica. Según la grnve· dad de la resistencia, los pacientes presentan ' fnliJmM t¡uc van desde seudohermafroditismo masculino h~1tn infcllilidad. La resistencia a los andrógenos puede m ocu
PUBERTAD PRECOZ La prtcocidld sexual se define conwla lfl;ltlrt~n ol~ o~~~~~ terísticas sexuales stcundario< antrl tlr hK ,_ hu afto" rn la• nifias y a los nueve y mcdin afttl1 rn lu• nlfto"' 1! 1•• •., .. tt rísticM sexualc~ ~ct• undatia• rn rl ..-lu frmrnlnulrl ~r lln ' " el pubis y ti tlesnnullu ti~""' t>l'n•"l y r n rl "'" .,,..,ultnn (el vdlo pdhlcu, la \"01/ m4• tnllol y ~1 l utnrntn olo 1• 111..1 mll.!culnr) se ¡•u-hM"rn'lnmn Jt•)'tN111 1 1• lil• •• 11111 olo 1.. hnnrt onn~ r1trwhlco t>l'ltJIIto 1ota ltlwt"' hin ho~ m,..,.l t•• tcrir»mcnte t'uillhtt~ tia on·ulllo 11111 y tn•n•llu• hin •M t.. nt ft;o< y la r~prtmalua;nr•l• rn h• nt~'" l'trfiH lt~lol ltiNdl y ¡•NI'IIrloh/¡•lloo• nn '"" tlfto\ftuno.. I,J pubtrtad prffnt ¡>Urolf ••t tn ul111lu olo ,,,,. "•""" ¡ot wl~.lc111: l) u n¡•• ~nu ¡oulwtll!lll nt~m•lo¡u• ooutto '" 11n IIIIJitlf ~tll ~tll•tiiiAI y l} un JQt• fOil J>~tlot tt lllh• ln••mllliMio ¡~tntllrnlo ole lAlnml~n l nt ~'t "' l• tlol t jl hi¡•~•IAmto" lot¡•• h•~tlfl M111Hitl~l . 11 H ¡ttlitlt 1 f \1 ntn t••loo)IIJiooo 111 oh unmhtl puhtt lhtlokpr nollrnt~ ¡)~ ~oooi~olo~u •¡oln• u 1"' •"' ~• tol•h 1 ~ lll ae~ undus~ ll~m• ¡ml~· ttlul lottlr ¡•nttliNII~ ol~ 11 '""* lnhoo pi~~ o M:Uoi!IJlttWI . I Il~li'ft mih hnurnt" ti~ ¡~ohtillltl pr r cut venl ~~tlcrn u un h a mltlllm~ tld hl¡o(JtAJamot •1uc •rurt~ Gn-RI I. El hamartoma u un1 3ftcción cnl~ lll~l hay trlltln normal ubicndo en un 'ltlo nnonn~l. l'or ~upuoiiJ, el hum~r· toma no sigue los mecanismos de control inhibitorios normales, por lo que no se suprime la secreción de Gn-RH. La secrecictn anormal de honnona esteroide sexual es la causa más frecuente de pubHtad scudoprtcoz. Los síndromes virilizantes de hiperplasia suprarrenal congénita (CAH) son las causas más frecuentes de secreción anormal de hormonas estcroidcs sexuales. Sin embargo, los tumores de las gónadas y la glándula suprarrenal también pueden producir pubenad seudoprecoz. Desde el punto de vista clínico el diagnóstico de pubertad precoz se fundamenta en los signos físicos de la pubertad. El laboratorio puede ser de gran ayuda para clasificar al paciente asignándolo a la categoría de pubertad precoz dependiente de la gonadotropina o independiente de la gonadolropina con base en los niveles de FSH y LH en suero. Sin embargo, en los pacientes con pubertad precoz independiente de la gonadotropina con incremento de niveles de hormona esteroide sexual, la Gn-RH puede liberarse debido a la maduración del hipotálamo oeasionada por niveles hormonales altos. La clasificación se hace descartando las causas de pubertad precoz independiente de la gonadotropina mediante pruebas como estudios de imagenología para excluir tumores suprarrenales y gooadales y midiendo los intermediarios de los esteroides para eliminar hiperplasia suprarrenal congénita. Una vez descanadas las causas independientes de la gonadotropina se realizan estudios para confirmar la existencia de lesiones que ocupen espacio en el cráneo. Cuando esto se descann, se efectúa el diagnóstico de pubertad precoz idiopática, que en realidad es la causa más frecuente de pubertad precoz dependiente de la gonadotropina.13

HIRSunSMO El hirsutismo en las mujeres se define como desarrollo ex14 cesivo de vello con distribución de tipo masculino. Las regiones que con frecuencia resultan más afectadas son el ros-

lNOOCRINOlOGtA R{PROOIJCllVA 30 • 571

570 • QUW.lCA CUNICA

tro, el tórax, el abdomen y el sacro. El hirsutismo se asocia con niveles normales o moderadamente altos de testosterona. Por otra pane, la 1irilización es un desarrollo anormal de características sexuales secundarias masculinas. Estas incluyen hirsutismo pero también voz ronca, acné, aumento de tamaño del clítoris y modificaciones de la distribución de masa del organismo. La virilización se debe a aumentos considerables de los niveles de testosterona. Los andrógenos, en especial la testosterona, producen el inicio y el desarrollo del vello sexual. Se cree que la testosterona se concentra en el folícul o capilar y se transforma en dihidrotestosterona. A continuación, este compuesto provoca ciertas variaciones de transcripción y translación en la célula. La cantidad de testosterona presente determina que se desarrolle el vello sexual masculino. 15 Sin embargo, hay diferencias en la sensibilidad a los andrógenos de los folfculos capilares de diferentes áreas del cuerpo. Las causas del hirsutismo se dividen en tres categorías: 1) hiperandrogenemia primaria, 2) hiperandrogenemia secundaria y 3) hirsutismo idiopático. 12 Las causas de hiperan· drogenemia primaria incluyen hiperplasia suprarrenal congé· nita, enfermedad ovárica poliquística y tumores virilizantes de las glándulas suprarrenales o los ovarios. La hiperplasia suprnrrennl congénita es una afección genética que se caracterizn por deficiencia o ausencia de las enzimas que participan en In vfn de biosfntesis p:rra producción de cortisol. t '1111111 ~e produce muy poco de este compuesto, la glándula 1111•1 11~1 • hl!flll A(."l11 pnm compensar. A continuación la ~ l~ nolu l~ -uprnucunl ~e Cltimula y produce cantidades exce•11 ,, t i~ 111 1 11111111~1 nttlllides por encima del bloqueo enzi· tllolll•ll l it urt••hurrllt C)lll dn lugar a una producción excesi''' ''' ~111111\jil ll\11 1" •lnll~tlU\ de rnfcnncdfid poliquf5tica de los ovarios lllll~rltlo ,,Ir hhoult\llllllcve cun menstruación nonnal hasta l1h '""-"'" r\•••dvu ¡•uu 1uncuorrcn. La fisiop;noloBfa de esta • uh 1111• oloul r 11~ IIN¡¡;In n una hbcmción anormal de U l en la hil••ll•l• 1" hl1•mcueción de Lll provocn hiperplasia teca! •l11 l ••1111h1 yJl"r tnnlllllli:lcmentn los niveles de andrógenos. 1 "' lllllll•t r• 1lr ln1 gldndul11s suprarrenales y ovarios 111111h 11 l'"~lll< il 1~ntldndc) excesivas de andrógenos. En gen• · ~1. uh·.nvtt llll ltUCtO1dpido de hirsutismo y virilización. ¡,,, lllkllllltllll de In hipófisis, la feminización testicular, 1i hlpuiltul\111111\l y 1~ dlabctC) ):tcarina tipo 11 son afcccio11 11111 pucilcn tx·n, umnr h11lCrnndrogcncmia secundaria. La l l 1f1'lt\11 cxt•n ivn ¡Je A(."lll, hunnonn del crecimiento y PRL 1lc In hlpt\h1ls puede incrcnlCIIIar la producción de andrógeno~ . <.:u111111t cxphct\, la resiMencia a los andrógenos quizás pt ovoc111 ~ rtue un paciente cuyo genotipo sea XY masculino t e n~ n ptcscntnción fenotípica femenina. Este paciente puede 1lesnrrullnr hirsutismo en la pubertad. En los casos de hipoli· roidi)mo los ni\'elcs de TcDG se reducen e incrementan el nivel tic ICMOSicrunu libre. Apro~i1•1ndamente 10% de las mujeres ccn hirsutismo no ptcscman hiperandrogcncmia. Estas pacientes se clasifi· <'1111 dentro de la categoría de hirsutismo idiopálico. Es pro· h11hlc t¡uc el hirsutismo de estas mujeres sea un incremento •le ~cn,lbilidild del folfculo capilnr a los andrógenos dctcrmi· nntlu uenétlc,uuemc.11 1::1 hirsutismo familiar es más fre-

cuente en mujeres de ludio, Grecia, España, el suroeste de Asia

Ln segundn cttusn m:ú frecuente de amenorrea primnrin es la agenesia mülleriann, que es una malformación estructu· Las pruebas de laboratorio son muy valiosas para clasiral congénita o ausencia d~ útero, trompas de Falopio o vagi· ficar la causa del hirsutismo. La determinación de testosterona - na.18 Estas pacientes tienen niveles normales de FSH y cstróes la prueba de elección para pacientes con hirsutismo. Los nigeno, y nivel de testosterona dentro del rango femenino. veles de testostcrona totales que son superiOfeS a 2 000 ngiL Para la menstruación normal se requiere un alto grado sugieren que existe un tumor suprarrenal o en los ovarios." de coordinación entre el sistema nervioso central, el hipotá· Sin embargo, como la testosterona ·libre es l:r hormona ·- · lamo, la glándula hipófisis y los ovarios. La amenorrea se· actividad biológica, la determinación de testosterona libre es cundaria es ocasionada por causas comunes como pérdida de la mejor prueba de laboratorio para valorar el estado andropeso, ejercicio vigoroso, fármacos y tensión. génico de la paciente. La liberación pulsátil de andrógenos La amenorrea secundaria por anormalidades cs\ructuradurante el día sugiere que se emplee una serie de muestru tes con frecuencia es ocasionada por el síndrome de Asher· 15 para las determinaciones de hormona man en el cual no existe recubrimiento endometrial 19 Estas Las afecciones suprarrenales se detectan determinando pacientes tienen niveles normales de estrógeno, testosterona la DHEA-S. En la actualidad este análisis sustituye a la dey progestcrona, pero no responden con hemorragia uterina a terminación de 17·cetostcroides urinariosP Las pacientes la prueba de estimulación con progcsterona. con enfermedad poliqufstica de los ovarios también pueden La amenorrea es un síntoma frecuente de disfunción ti· presentar aumento de los niveles de DHEA-S. En estas pa· roidea. En el hipotiroidismo primario, los niveles de hormo· cientes es conveniente llevar a cabo la determinación de LH y na liberadora de tirotropina (TRH) y TSH aumentan. El in· FSH. En la enfermedad poliqufsúca de los ovarios, la LH gecremento de los niveles de TRH eslimula la producción de neralmente aumenta y la FSH disminuye o es normal. Una PRL. El aumento del ni\'el de PRL puede ocasionar amenorrea. relación de LH:FSH de 3:1 o ma~! constituye diagnóstico Las pacientes con hiperprolactinemia generalmente pre· de enfermedad poliquística de los ovarios. La valoración=-+ - sentan galactorrca y amenorrea secundaria. Las causas de hi· laboratorio de los niveles de TSH, PRL, cortisol o precursoperprolactinemia incluyen adenomas en la hipófisis, inter· res de hormonas csteroidcs ayuda a clasificar las hiperandrovcnción quirúrgica, ejercicio y tensión, asf como diversos gencmias secundarias. agentes farmacológicos. La determinación de LH en suero es de valor para dctcr· minar si existe amenorrea secundaria. Cuando los niveles de LH son altos o altos normales, es probable que la causa de la AMENORREA amenorrea sea enfermedad poliqufstica de los ovarios. Estas pacientes tienen un exceso de peso moderado o son obesas y La amenorrea es la ausencia de sangrado vaginal. 18 La ame· presentan hirsutismo de leve a moderado. Los niveles de tcsnorrca puede ser un proceso fisiológico, por ejemplo durante tosterona se elevan en la mavoría de los casos. el embarazo, o ser patológica. Las causas patológicas de Cuando los ni"eles de LH y FSH son bajos la amenorrea amenorrea se clasifican en primarias o secundarias. La ame· puede ser producida por disfunción del hipotálamo o la hipónorrea primaria se define corno la ausencia de hemorragia fisis. Esta disfunción suele deberse a tumores, panhipopituivaginal previa. Entre las mujeres saludables, 99% comienza tarismo o anorexia grave. a menstruar antes de los 16 años.'9 Los signos de la puber· Como la amenorrea secundaria es ocasionada por divcr· tad, como desarrollo de los senos y aparición del vello púbi· sas afecciones, el laboratorio es útil para determinar la causa. co, se presentan antes de la menarqufa. Cuando una niña lle· Las diversas causas incluyen hipotá.lamo e hipófisis , ovarios ga a los 14 años sin mostrar signos de pubertad ni haber y órganos específicos (trompas de Falopio, útero, vagina). comenzado a menstruar se efectúa el diagnóstico de amenorrea. La amenorrea secundaria se define como la ausencia de menstruación durante seis meses o el equivalente de tres intervalos de ciclos previos, lo que sea más prolongado. 20 · Aunque las causas de la amenorrea primaria y secunda· ria se superponen, la amenorrea primaria con frecuencia se debe a anormalidades cromosómicas o malformaciones es· tructurales. La causa más frecuente es el síndrome de Turner RESUMEN (disgénesis gonadal). Cerca de 90% de las pacientes con sfn· drome de Turner nunca mcnstrúan.' 9 Estas pacientes tienen Las hormonas cstcroides sexuales se producen en ovarios, cariotipo 46, XO. Los ovarios con frecuencia se sustituyen testículos y glándulas suprarrenales. La pregnenolona es el por tejido fibroso. Característicamente son pacientes de estatura compues10 más importante para la biosíntcsis de dichas hor· baja, presentan inmadurez sexual, tienen cuello membranoso monas. Estas se clasifican por el número de carbonos que y tórax en forma de escudo. Como carecen de funcionamicn· contienen. Los andrógenos contienen 19 carbonos, los estróto ovárico la FSH en suero es alta. Otra anormalidad gentti· gcnos 1R, y las progestinas 21. ca que se manifiesta por el incremento de FSH se observa en Las hormonas cMcroidcs sexuales des:rrrollan su actividad pacientes con cromosoma Y que tienen fenotipo femenino. en lo~ tejidO!> hlan'o mediante el mecanismo que emplean todas En estos casos el ni\'cl de testosteronn se encuentra dentro In• htllllllllli\S cs1croitlcs. Sin embargo, catla prupo actúa en tejidel rango para varones y es una observación caraclerlstica en la feminiza ción testicular. '"'' c~pcd fi c<" )' 1ten,ion11 dclctnrinndos cfcci!Js \'n ellos.

y América del Sur. 16

·----

La regulación del sistema reproductor masculino se ini· cia en el hipotálamo con la liberación de Gn-RH. Esta, a su vez, estimula la producción de LH y FSH en la hipófisis an· terior. La LH estimula las células de Leydig de los testículos para producir testosterona, la cual inhibe la liberación de LH. Por otra parte, la FSH estimula la espermatogénesis. La inhibina, un péptido que producen las células de Sertoli de los testículos, parece ser el compuesto que inhibe la libera· ción de FSH. El funci onamiento de los testículos también se regula mediante un sistema de retroalimentación de ciclo corto que seencuentra dentro de los testículos. La regulación del sistema reproductor femenino se efec· túa a cuatro niveles. El hipotálamo libera Gn-RII que estimula la producción de FSH y LH en In hipófisis nn1erit1r. l.n FSH produce el desarrollo temprano del folfculo cniOI t1VR ríos. La LH da lugar a la ovulación y ni dm noii11 1Hllttrll11 del folículo. Las hormonas que producen lnj c~ln i M ul•l1 ~ das en los O\'arios ocasion;m camhios en el tlttit• 1 ~· In~ monas que regulan el sistema rcproductot fcmcnlnn 1r 11' 11' tan de acuerdo con un patrón cfclico y este ciclo o I K' I h~ lu r denomina ciclo menstrual. 1::1 laboratorio descm1Jeila una funci(1n lmiMnllmlr n1o sólo para diagnostic:rr e" ado~ de cnfwucd~d del ~l •lcm~ 1r productivo sino tambitn pa1a determinar ~¡ exi11e lnfcllllul"l Es1o es pusiblc gracias a 1:1 disponibilidad de
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ENDOCRINOLOGIA REP!lODUCTNA JO • S73

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[ APLICACION DE CONCEPTOS 30-1 Una mujer de 18 años solicita ayuda médica porque presenta amenorrea y exceso de vello en el rostro. Al efectuar el exa4. ¿Cuál de los valores endocrinos se encuentra elevado en men ffsico se observa que tiene un exceso de peso de,..:l:;..: 9.7_:___ _ forma congruente en todas las afecciones con excepción kg. Presentó la menarqufa a los 12 años pero tuvo penOdos de hirsutismo idiopático? irregulares desde entonces y en los últimos seis meses no ha tenido menstruación. 5. ¿Cuál de los estudios endocrinos da resultados anorma· les en el hirsutismo idiop~tico? Datos dt laboratorio Sodio

Po1asio Oorutos Dióxido de carbono Glucosa

•

Nitrógeno ur~ico sangufnco Crcatinina Bilirrubina total

AST ALP CK

lD

139mmoi/L 4.0 mmolil.. 101 mmoi/L 26mmoi/L 100 mg/100 mi 12 mg/100 mi 0.8 mg/100 mi 0.4 mg/100 mi 20Uil 60U/l 60Uil 120 Ull

6. ¿Qué afecciones producen elevación notable ~e los nivcb de testosterona total (generalmente> 200 ng/JOO ml)7

7. Si sólo un andrógeno se eleva en el hiuut i~ mn, /,l ll ~ i 1 1r los siguientes es m:i.~ prob~ble c¡uc aumente'/ ' a. b. c. d.

Androstendiona Dihidrotestostcmna Sulfato de deshidrocpiandtcJ'IItwnn Etiocolanoluna

8. Si la DHEA·S es mayor de 800 m¡¡/100 mi, /,1111~ arre ción es más probable que presente la paciente'/

Eltudios trulocrinos

9. Calcule la relación LIIIFSH pau la paciente.

LH FSH DHEA-S

TcslOSicrona total Testosterona libre

Androstendiona

75 mUI/ml 25 mUI/ml 450 mg/100 mi 90 ng/100 ml 1.63 ngiiOOml 300 ng/100 mi

l. Identifique las pruebas qufmicas anormales.

2. Identifique los estudios endocrinos anormales. 3. Indique cuál de las siguientes afecciones no se relaciona con hirsutismo:

a. b. c. d. c.

Tumor ovárico Tumor suprarrenal Enfermedad de ovario poliquístico Hiperplasia suprarrenal congénita Tumor pineal f. Causas idiop~ticas

JO. Diga qu~ afección sugiere fuenemente la relación

LHIFSH >2: 1. ll. Las pruebas de supresión en ocasiones son útiles para

determinar el origen del hirsutismo. Si en una prueba de supresión en la que se administran anticonceptivos ora· les durante 21 días se observa una reducción de más de 50% de Jos niveles de testosterona libre y androstendio· na en suero, ¿cuál de las siguientes afecciones es más probable que sea la causa? a. Afecciones suprarrenales b. Tumores ováricos c. Hirsutismo dependiente de LH 12. Describa la patogenia de la enfennedad de ovarios poli· quísticos. '

eA

P 11

u 1 11

DIAMOIIICO DI DlltUNCIONIIIN 1t lAIOIAfOIIO AMI* g61111oo I'!Ueba de lcllllllno t~rif.n llol jl•l,r~ Ión ~.tkiOito ltof'tleil tklliOiopo cJolllt Pruebo de obaorci6n de o-xllosa Grasalecol Pruebas de detección Determhaclón cuantttoHvo Sangre oculta Cloruros en sudor Gaslrlno sérico Acldos biliares

Función gastrofntestinal y pancreatica --· --

_,

Pruebo de ócldas bllares marcados con 14C en el Olento Determinación de ácidos biliares en su&~o

e

Steven C. Kazmierczak

• OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

• Enumerar los órganos que componen el opa rolo digestivo.

Slndtome de Zolllnger·EIIIson

Enf&!medod de Ménétrter tk&!OS Flblosls qojsi1Ca Enf&~medod de Crohn

Pancreatll1s

APUCACIONES CUNICAS Deficiencia de lactosa Molabsorclón Síndrome de Zolllnger·Eilison Enfermedad de Ménétrler Ulceras Rbrosls quísHca Enfermedad de Crohn PancreoHIIs Tumores carclnoldes Diarrea acuosa, hipopotasemio y síndrome de aclorhidria

Caclnoma

• Describir el ordenamiento anatómico, secreciones, principales funciones digestivos y procesos que se llevan a coba en codo uno de los algulenles órganos:

Diarrea acuosa, hlpopotosema y ~ndtome de

aclorhidria

--~-------ORGANOS DIGESTIVOS ESTOMAGO El estómago es un segmento amplio y especializado del tubo digestivo, que está ubicado entre el esófago y el intestino delgado. Los alimentos que llegan al estómago se almacenan y se procesan para su absorción posterior en el intestino del· .gado. Aunque la absorción no es una de las principales fun· ciones del estómago, las sustancias solubles en ngun se nbsorben en cantidades limitadas y algunas sustancias soluhlc~ en grasa, como el etanol, se absorben con facilidad y rapidc1.1 Desde el punto de vista func ional, el esrómnni1 se di viole en cuatro áreas principales c¡ue se llnmnn 70113 c·nrolhu·n, lun do, cuerpo y pfloro (lig. 31· 1). CmlllltHi~n ""'tiene M"noln las gástricas distintns, que se dcnnmlnnnt•nrollneM, ¡l('llolmlu y pi lóric:~s. La.~ gl:lllllulr¡s c :mlil!~ft~ ~~ uhknn rnl• 111111, 111 diaca adyacente ni csófas•J y prtl\hu ru u11M "'~l ~n dt• "' mucosidad. Las gl:lndui:IS del fundu 1.1\:IIIJan In rrlayou 1'~''" de esta zona y del cuerpo del cstórnaao y Ml ~nr¡u;trrllhliJ'"' células parietal~ y célula.~ pépticas o pdndpalcs. FstM 1llll· mas, que están ubicadas en la región del fondo, sintetl1nn la proenzima pcpsinógcno. La procnzima se empaca en gr:lnu· los de zimógeno, Jos cuales migran a la superficie celular y liberan su contenido al turnen gástrico por el proceso de exocitosis.

RESUMEN

r~t omouo

lntostk'.O delgado l·dQOdO y volkulo flt)-1<;1001

• Explicar la aplicación de codo uno de los siguientes pruebas de loborolorlo poro el diagnóstico de disfunciones goslrointestinoles e Indicar su Importancia diagnóstico, el principio que se prueba y la metodología de análisis, así como los rangos de referencia adecuados: Anóllslsgóstr!co Prueba de absorción de !rxioso Groso fecal Sangre oculta Cloruros en sudor Gastrlno sérico Acldas billares

• Describir lo fislapatologío de cado una de las siguientes enfermedades y los procedimientos diagnósticos adecuados en cado caso: Dencl&flCia de lactosa Maiabsorclón $74

CONTENIDO DEL CAPITULO ORGANOS DIGESTIVOS Estómago Principales consHtuyentes que secreta el estómago Aclda clorhídrico EN!mos Mucosidad Electrólitos

Hormonas Intestino delgado Principales consHtl!)'entes que se absorben en el intestinO delgado

!l.gua Velectrólitos Cciclo, magne~o y fosfato Vltamlnas Prlnclpdes constituyentes que secreto el htesHna deigOdO

Enzimas Hormonas Intestinales

Hígado y vesícula Páncreas

Los órganos de la digestión se dividen en dos grupos. El primero es el aparato digestivo. Los órganos que lo fonnan incluyen boca, faringe, esófago, estómago, intestino delgado e intestino grueso. El tubo digestivo tiene capas bien desarro· liadas de músculo liso en las paredes. La acción revolvente y de mezclado del músculo liso da como resultado la descom· posición mecánica de los alimentos. Estos también se des· componen en el aparato digestivo mediante diversas enzimas. Varios tipos de glándulas proporcionan enzimas digestivas al aparato digestivo y lfquidos lubricantes que ayudan a la des· composición química de los alimentos. Estas suelen ser glándulas simples de células únicas ubicadas en el recubrimiento del tubo o fonnan parte de sistemas complejos y se ubican en el exterior del tubo digestivo. El aparato digestivo es un conducto continuo que corre por la cavidad ventral del cuerpo y tiene una extensión aproximada de 1Om desde la boca hasta el ano. Diversos órganos importantes del aparato digestivo se encuentran ubicados fuera de este tubo. El páncreas y el hígado son dos órganos accesorios importantes que secretan enzimas digcsti vas y ayudan a la descomposición química de los alimentos. Estos órganos también contienen glándulas endocrinas que secretan hormonas para regular la actividad motora y secretoria del tubo digc~tivo.

Flg. 31-1. Anatomía del estómago. (Tomado de Tietz NW, Rinl<er AD, Henderson AA: Gastric. pancreatic, and intestinal function. En Tietz NW, ed.: Textbook ol Clinical Chemistry, 1st ed. Philadelphia, WB Saunders, 1986, p. 1435.1

176 • OUIMICA CLI'IICA

fUNCIOU GASIIIOINil STINAt

1(1 "'• del nlllmii!O ocupada por la glándula pilórica •JII•IAÍmllwnrnlc a la quinta parte del área sul"flh lal Lit la munaa1"1rica. Lu ¡14ndulac del pnoro conll•n•n clluiM llc1ue JIIUdutcn ¡atulna y ctlulll~ que sccrc· lanmUcn•hllll u•rrop111cl~

Al

11~ 11

l!

1'1 killu dc•hhlrh u (111'1) K loe'urla rn lac l'llulac p;uicla· les. H11u Jll••luc en ~ldu cun una ct•ncrntrllclón de 130 a 160 mcq/1 .. E111H del juao g411llco puede t.cr de !In sólo 1.0, en comparación con el pH de 7.4 de la sangre. l.:n células parietales ¡astan cantidades considerables de cncrgfa para concenlrllr iones hidrógeno. La sccrccicln de ácido clorhfdrico en la mucosa gástrica es continua; sin embargo, el volumen que se produce nuctúa de manera considerable de acuerdo con el grado de estimulación. Las reacciones bioqufmicas que participan en la fonnación de ácido clorhfdrico se resumen como sigue:

HOH -+ OH- + H'

(1)

Allbilh>J

OH-+ C02 ~ HCO¡-

f2)

El ion hidrógeno, que se produce en la reacción (1), se bombea en fonna activa a la luz del ap~trato digestivo. El ion cloruro también se secreta a la luz junto con el ion hidrógeno. El gradiente de concentración que se eren por el transporte activo de H' y Cr a la luz da como resultado el movimiento pasivo de ngua al interior de la luz. Por lllnto, el jugo gástrico es nprox imadamente isoosmótico con respecto al plasma. Tras la ingestión de alimentos, la secreción de ácido clorhídrico se acompaña de una reducción de cloruros en suero y

8 Sangre

Célula parielal

i'

~. El

lllliUIJIIIt ll

8

Luz

pepsinógeno se secreta en la mucosa gástrica como zimógcno y se transforma en pepsina con 3Ctividad proleolflica debido al pH ilcido del estómago. Se requiere un pH inferior a S.O pam 11uc eslll transfonn3Ción ocurra. Una vez qae iC forma, la pepsina cataliza la fonnación de más pepsina a partir de pepsinógeno. La pepsina ayuda a la digestión de protef~ rompiendo los enlaces peptfdicos, especialmente aquellos en que participan lk:idos aminados llromáticos como fenilalanina, lirosina y lcucina. La octividad de la pepsina tennina cuando el contenido gástrico ácido se mezcla con las secreciones pan~Teá­ ticas alcalinas en el intestino delgado. ~ gó>lrlco.

El jugo gástrico contiene una lipasa difc-

rentc.a la pancrel!tica. La lipasa gástJica tiene un pH óptimo arnpho, de 4.0 a 7.0 y es estable al ptl de 2.0. Su actividad lipolftica es máxima cuando el sustrato son ácidos grasos de cadena corta. La hidrólisis de triglicéridos de cadenas que tienen más de 10 carbonos no es importante. La lipasa gástrica es importante para la digestión de los triglicéridos de cadena corta de la leche.2 MUCOSIDAD

La mucosa gástrica está recubierta por una capa de mucosi: dad con espesor de 1.0 a 1.5 mm. La secreción de mucosidad aumenta tras la estimulación fisiológica de la mucosa debido a los alimentos. La principal función de la mucosidad gastrointestinal es proteger al epitelio mucoso de daños mecánicos durante el paso de los alimentos. La mucosidad constituye un lubricante para que pasen los alimentos y sus propiedades adhesivas fuertes aseguran que gran parte de la mucosidad permanezca adherida a la mucosa. Sin embargo, el moco gástrico no constituye una barrera impenetrable para el ácido ya que es penneable a W _

11

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cr - ·-· ·-·-·-·-·-·-·-..... cr HCO¡ - -· - -- -- -- IICOj

11,0 · ·- · - -- ·- ·- ·- ·- -- -- ·- ·- ·- ·- -- ·- - ·- ·.,._ H,O

"11• 31·2. lllrccdorlet blolfUh~S y proceoos do ~DNpot10 que ~tk!ltllllllirclll w.r lldt\c¡ dt ~ICI. (TOrc1MOde John~on LA: Gaslrlc . lltltiiQn, 1JI .loiVI'I()Cl lll, t<J : 0MI•oi•liO~I•llll Pl1yslo/ogy. 3rd ed. ·1 l c~lt CV Mo.l¡y, IU6G.¡),()ll )

jugo gástrico es variable y se relaciona con la Lasa de secreción. En el estado basal los principales electrólitos del jugo gástricO son Na' y Cl' y pequeñas cantidades de W y K'. Conforme se incrementa la secreción, se observa un notable incremento de concentración de H' y pequeños aumentos de la concentraCión de Cr y K' (fig. 31-3). La concentraCión de sodio disminuye. A cualquier laSa de secreción, las concentraciones de H', K• Y cr son superiores a las del suero, mientras que el Na' se encuentra a niveles inferiores que en el suero. HORMONAS

gastrina se produce y almacena en el interior de las células G que se localizan en la mucosa antral. En la Gaolmo. La

MlkJicotlcl

Arlo

TMil ~UIII!IIi lo'<¡

••••H•h••....,,

Flg. 31-3. Dlaornma de los cambios oleclrollllcosc¡uo 10 produet n po¡ 111 H(llk •·•1 d• 11o tl·••••"l.! lrlc socrction. En Johnson LA, ed.: C>~tsttoillltn,_UIII't1~Y· ~Id .,1 t.t 1'""" 1 V......t. 11•••, l' IMI I

sangre se encuentran diversos tipos de gastrina. La hormona que se sintetiza en las células G está formada por 34 aminoácidos y se denomina gastrina de gran tamaño. Cuando se rompe da lugllr a un derivado de 17 aminoácidos que se conoce como gastrina pequeña, el tipo de gastrina más abundante que se almacena en las células G. La minigastrina, que contiene 14 aminoácidos. también se encuentra en la sangre. La gastrina de gran tamaño es el doble de abundante que la gastrina pequeña en la mayoría de las muestras de sangre aunque sólo constituye cerca de 10% de la gastrina que se encuentra en el interior de las células G. El motivo de esta diferencia es que la gastrina de gran tamaño tiene vida media de 42 minutos mientras que la gastrina pequeña sólo tiene una vida de 7 minutos. El principal efecto fisiológico de la gastrina es estimular la secreción de ácido en las células parietales. La secreción de ácido que estimula la gastrina se acompaña de incremento del flujo gástrico de sangre y de secreción de pepsinógeno. En el cuadro 31-1 se da una lista de los principales efectos de la gastrina. Esta se libera al líquido intersticial por diver-

ELECTROUTOS

Los principales electrólitos presenres en el jugo gástrico son Na', K', Cl- y H'. La concentración de cada electrólito en el

A lt • 111

200

un incremento del pH snngufneo y del bicarbonato. En la fi. gura 31-2 se mut:itran las reacciones bioquímicas netas y Jos procesos de transporte que participan en la secreción de ácido clorhfdrico. ENZIMAS

l'molpalel CICiftllluytnl•l que leClila •l•tt6mago

VI'Ar.¡t J,1At~

Cuadro 31-1. Efectos de lo gostrlno

Estimulación con gastrina Secreción ácida Secreción de pepslnógeno Aujo de sangre al aparato digestivo Contracción del músculo circular del estómago Desarrollo de la mucosa gástrica ydel intestino delgado y el páncreas Inhibición con gaslrina

Contracción del esfínter del píloro. del esfínter ieocecal vdel eslinter de la ampolla hepalopancreálica Vaciado gás~ico Absorción de gtucosa y electrófrtos en el intestino delgado Liberación de gastrina Insulina, glucagon y calcitonina

•••••ol 11 , ...

sus cslfmulus, lndu)•rndu ('\llmullll ll·n 1 ~,~1 r ro '" ¡... 1··. les 11ue se dr1enr31h-n~n 1"" 1• )'rr•r n1la 1 1~ 11hnH "'" 1n el estómago. El princ1pnl C' \l fmuln11~c~ 1~ lihl'l;llllin clt •~•111 M son los nrninoácido): los 111~ 1 clrcncc• clt rl11" Jun h'nll alanina. cistina, ui1llclfnno, hidroxiprolinn y tiroslna. Algu nas suslanciltl que se ingieren en forma comdn tnmbién estimulan la libemción de gastrina y fslns incluyen cnlcio y cafeína. El calcio, ya sea en la luz gástrica o por aumento de su concentración en suero, estimula la liberación de gastrina. La cafeína no provoca liberación de gastrina en sr pero estimula las células parietales directamente para inducir la secreción de ácido. La liberación de gastrina la inhibe el ácido en contacto con la mucosa gástrica y se suprime totalmente cuando el pH del contenido antral es 2.0 o inferior. INTESTINO DELGADO La mayor parte de la digestión y la absorción se verifica en el intestino delgado. Este tiene aproximadamente 2.5 cm de diárnelro y 6.0 m de longitud. Las funciones del intestino delgado incluyen 1) tenninar la digestión de los alimentos, 2) permitir la absorción selectiva de nutrientes y agua y 3) permitir el paso de los alimentos que no se absorben a lo largo del rubo digesti\•o. Una función exclusiva del intestino delgado es la absorción. Para que éste se lleve a cabo de manera eficiente, el intestino delgado contiene una serie de pliegues progresivamente más finos que incrementan en forma considerable su área superficial. El área de la mucosa macroscópica del intestino delgado es de aproximadamente 2 a 3m2• La mucosa se dobla en rclw· des transversales que se proyectan hacia la luz del intestino. A nivel microscópico, las proyecciones diminutas de la mucosa incrementan el área de la luz alrededor de ocho ,·cces. Cada ''ello contiene otro conjunto de proyecciones que se denominan microvellos, lo que aumenta aún rn:ls d :Uea de absorción por un factor cercano a 20, de manera que el :lrea de absorción total es aproximadamente 300 metros cuadrados.

578 • OOMICA CUNICA

La absorción de la mayoría de los alimentos no se ICM U· la en el intestino delgado; éste absorbe en forma indiscrimi· nada agua, los principales electrólitos y la mayoría de los productos de la digestión. El calcio y el hierro se absorben según las necesidades del organismo. Principales constituyentes que se absorben tn ti Intestino delgado AGUA Y El.ECTROLITOS

El intestino absorbe tanto líquidos exógenos como sus propias secreciones. El volumen diario promedio del líquido que se secreta al intestino delgado es aproximadamente 12 L. Si no se absorbiera este volumen, la muerte por deshidratación se produciría en un lapso de 24 horas. El agua se absorbe a todo lo largo del intestino delgado y la mayor pane de su absorción se verifica en la región superior del mismo. El flujo de agua puede producirse en cualquier dirección a través de la mucosa intestinal, según el gradiente de presión osmótica; el movimiento neto se efectúa en una dirección tal que el contenido se mantenga isoosmótico. A medida que se absorben panículas con actividad osmótica, como glucosa, aminoácidos o electrólitos, se absorbe también una cantidad equivalente de agua. La absorción de iones solubles en agua se verifica por los procesos de tr.rnspone activo y pasivo. El transpone activo retluiere consumo de energía de manera que el soluto llUtdt trnn~ IXJi tnrsc contra el gradiente electroquímico. Na' y ('1 •on lus principaleHicctrcllims que se transportan actiYMWIIt en el lrllr~tinu dclgndo; otros iones, incluyendo 1o1' , ('~'' y 11('(), t~mbrén ~e nll\Orben a través de siste~~~ ~~ tlr u~n~pt•rt c •ctri'IJ. El trniiiiJOite pMivo de iones es t~>n •ClUtn tn •le In ll l fu~lcln \le los mismos determinada por ¡uJ
El calcio se absorbe activamenre contra un gradiente de concentración en todo el intestino delgado y el colon; sin embargo, la mayor parte 1e su absorción se verifica en el neo. El calcio está enlazado con una proteína de enlace específico cuya síntesis la controla la forma activa de la vitamina D, la 1-alfa-25-dihidroxivitamina D, y el complejo se absorbe a través de la membrana de micro,•ellos. La absorción del calcio es regulada en parte por la concentración plasmática de calcio. A medida que la absorción intestinal de calcio au-

...

In l•l••m,th 11 "" ln•totlll nto, In •1u• lnhrt. le •l• 111 ~muna ¡oot•tunhlr• 1• rrthrtttC\n ti~ 1• 1".. ducción 1lc hcumnna )lltatirnh)(c h11 ~ •1ue tlr'tlrntlala 1" mnción de 1~ 1 -nlln-~ dihidruxlvltwuln1 ll rn lrl!l trfttlllft, lo que asu vez reduce la sfntclis de prutefna tnln~nn tc con d calcio en los intestinos, y la absorción de calcio cesa. El estado reproductivo y la edad afectan la absorción de calcio. Las mujeres embarazadas o durante la etapa de Iac---=tancia absorben calcio con más facilidad que las que no están embarazadas o en etapa de lactancia. Las personas mayDres de 65 años muestran reducción de la absorción de calcio como resultado de una transformación inadecuada de 25-hiUJZOEt droxivitamina Da 1-alfa-25-dihidroxivitamina D. IITESTINO El magnesio se absorbe a lo largo de todo el intestino delgado. A diferencia de la absorción de calcio, la de magneFtg. 31-4. Diagrama de los p1ocesos de transporte de hierro. (Tasio no depende de la vitamina D. Sin embargo, aún no se mado de Johnson LA: Gastric secretloo. En Johnson LA, ed.: Gas· sabe si el magnesio puede absorberse en contra de un gratrointesdnal Priysiology. 3rd ed. SI. Loois: CV Mosby, 1965. p. t92.) diente electroquímico o si la absorción se incrementa en pacientes con deficiencia de ese metal. El fósforo está presente en casi todos los alimentos; por ahsorbidas, se incorporan a los quilomicrones y se transportanto, las deficiencias en la dieta son poco frecuentes. El fi\s-.. tan en la sangre. foro se absorbe en todos los segme~.llJs ~el intc:~tino delgadd --:---·- La absorción de vitaminas solubles en agua plantea promediante procesos de transpone pasivo y activo. La alJSOtei;<;-- f-.-illemas especiales. El principal mecanismo para la absorción se incrementa en asociación con reducción del calcio en la dieta de vitaminas hidrosolubles probablemente sea la difusión pay aumenta por acción de la 1-alfa-25-dihidroxivitamina D. siva, con excepción de la vitamina Btl, ácido fólico, tiamina La absorción de hierro está regulada por diversos factD- y ácido ascórbico cuya absorción es mediada por mecanisres, incluyendo cantidad de reservas de himo en el organismos de transpone específicos. mo, tasa de hcmatopoyesis y biodisponibilidad. La mayor La vitamina B12 es una molécula polar de gran tamaño parte del hierto se absorbe en el hem de la hemoglobina yla que se absorbe después de enlazarse con un factor intrínseco. mioglobina. El himo se libera del hem mediante la enzima Este último es una glucoprotefna que secretan las células paoxidasa de hem, que cataliza la transformación de hem a bi'-· rietales. El complejo de vitamina Br¡-factor intrínseco se enlirrubina, monóxido de carbono y hierro libre. La forma felaza con receptores específicos ubicados en la porción terminal rrosa (Fe2'} de hierro inorgánico se absorbe con más faeilidel neo. Tanto Ca'' y Mg'' como el pH alcalino son necesadad que la forma férrica (Fel+}. El hierro ferroso se enlaza rios para la correcta vinculación del complejo de vitamina con receptores en la membrana de borde de cepillo y se ab812-factor intrínseco con el receptor. Cualquier mecanismo sorbe por procesos activos saturables. El cobalto y el mangaque interfiera con la 1·inculación vitamina B12-facror intrínncso también se absorben mediante el mismo proceso activo seco o la producción o secreción de factor intrínseco puede y el exceso de uno de estos metales inhibe competitivamente ocasionar malabsorción de vitamina B12• la absorción del otro. En el interior de la célula, el hierro se combina con la proteína apofcrritina y forma un complejo Cuadro 31-2. Solubilidad de las vHomlnos que se denomina ferritina. Esta última, que se encuentra en el interior del enterocito, es consumida por el organismo Solubilidad después de su transformación en hierro libre. Sin embargo, la mayor pane del himo enlaz.ado con ferritina se pierde - Vi/amina Grasas Agua cuando el enterocito se destruye. Casi todo el hierro en el io· terior de la circulación se deriva de himo libre, el cual se A transfiere a las proteínas. Las proteínas de transpone llevan B, (tiamina) + hierro a la sangre, en donde forma un complejo con la uansll2(ribollavina) + ferrina. El complejo hierro-transferrina llega a diversos tejidos Niacina + del organismo y se deposita en ellos como ferritina (fig. 31-4). e(ácido ascórllic:ol + t11r11t1,

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1• ""''~' l•ln ,., • hin lcllltn '' fllltllal yaljuc 95~ ~e •h• hu lit hh• ''' 1~ •ll•t• nt' prc•entc corno pollglutamnto mlrnlhn •1ur d kldn fclllro en •angre de la porta se encuenlfa•en fmml de monoglutamnto. Una hidrolasa específica rompe los residuos de glutamato de ácido fólico tras su absorción al enterocito. Principales constlluyenles que secrela ellnlesllno delgado

ENZIMAS

La mucosa intestinal secreta di versas enzimas importantes para la digestión de almidón. Aunque ésta se inicia en la boca por acción de la amilasa alfa de la saliva, In mayor pnrte de la digestión del almidón se verifica en el intestino del· gado. La amilasa alfa de la saliva y del pincrens nt11cn los enlaces interiores 1,4 de la ami lasa producicn~u u1111tosn y d trisacárido maltotriosa. La runilopcctina y el gluc6gcn111ant• bién se hidrolizan y dan maltosa, rnaltotriosn y clcxttÍnM 11 mitantes alfa, que son oligosacáridos \le Inghrcosn CIJII cul11 ces alfa-! ,6 resistentes al aiiiC)UC enzirnático (fl~. 31·'), St l n¡n>~ más hidrólisis mediante uno o m:l~ dis-1<:\ridos que cMán uhlc.c dos en el borde de cepillo. La lnctasa hidroliln cxdu,lv~mcntc galactósidos beta y la isomaltasa hoce lo mllmn emelO$ cnlt~~·r, alfa-! ,6 glucosídicos que se encuentran en In isornnltosn y en las dexuinas limitantes alfa. La sucrasa y In gluco:unihtsn destruyen los enlaces glucosídicos alfa· l ,4: la sucrn.~a hidroli1.1 principalmente sacarosa y maltosa, y la glueoamilasa actúa sobre los oligosacáridos de glucosa que tienen longitud de dos a nueve residuos de glucosa.4 La enterocinasa es una enzima regulatoria imponanre que secreta la mucosa intestinal. Las enzimas protcolíticas que produce el páncreas son secretadas como precursores inactivos o zimógenos. La cnterocinasa hidroliz.a tripsinógeno en el interior del intestino delgado para dar la enzima activa uipsina. Esta, a su vez, hidroliza fácilmente muchos otros precursores enzimáticos inactivos secretados por el páncreas para dar Jugar a enzimas activas. Es de suma importancia que estas enzimas proteolíticas se secreten como precursores inactivos para que no se lleve a cabo la autodigestión del páncreas. HORMONAS INlESTINALES

Muchas hormonas ayudan a regular los proces;s intestinales. Las hormonas gastrointestinales son liberadas por células en-

Maltosa : Dextrina timítante

Maltotriosa

+

VITAMINAS

Las vitaminas son compuestos orgánicos fundamentales para el metabolismo normal. Como el cuerpo no las sintetiza. es necesario que se absorban de los alimentos de la dicta. Las vitaminas se dividen en dos clases según su solubilidad en lípidos o agua (cuatlro 31-2}. Las vitaminas liposolubles se absorben tras solubilizarse con micclas de lfpidos. Una vez

tll , ,. , ''""' "'"'" ,., ,, • •,.

Acido fólico

Bs (piridoxina, piridoxat. piridoxarrina) B1l

Acido pantoténico Biotina

Fig. 31-5. Diagrama de los productos que so lonnan tras la digestión de almidón. (Tornildo do Johnson LA: GtlsUic soc1etion. En Jollnson LA. cd.: Gastroinlostin.11 Physlology. 3rd od. SI. Louls: CV Mosby, t985, p. t 09.)

QIJMICACI~~ICA

110 •

FUNCION GASTROINTESTlNAL YPANCREAllCA 31 , 581

"'-"''" 1111e le lr•'alitan • iodo lo h~rso de la mucosa del in•••llnn y rnnuul1n la ...r·rrl'ic\n, diacslión, 1bsorción, molilidad ,.u.dnll•lln•l y 1• hhcnd6n de o1r11 honnonu. 1• ho•lllllftlll llllirnlnln lln•ln 1111 hbfun rn 1• mucosa Mi l - ti y rl lnln llnn tlfl1alu nwdt1n1t rllhnullll'lón v.. 111, dlllfnoldft 1•4 ahnwn111o y "llmul11irln tluhnlca acud• da ... •l•niiiUIIIII ,¡, allnwnl11o P•ll• h•am11n ~• K llhc:1Mn lnh lalmtalo 1 la , h• ul11 hin 11' la 1•411 y lllavlr•an d hfaa· •L• 111oo '" '111 ul111 ,1, "1""' al ' IIRIIUIIIIthac•llv•r en llnn ,¡, ' '"' on 1110 lu111 l11nu 11f rt,UIII II'MI 1• "'•""'"" J"lllllnln lln•lf• ~ 1llvldrn rn 11111 laml li11 li'IUII I UI 1(111~1111/1\ 111! r.IIUI llua I IIAIIIInl y 11 Cll· lrdlhJtlnlna (1'l'K) l1111n~n uM lamllln1•or el hcchv de c1uc los cinco lllnlno4ddot tlllboAflko' lcrmlnalu ron lll~lllicos en ambils hormonu. Lll segunda familia de ¡~p1id 11$ es ho· móloga a la hormona m rcllnu e incluye e i¡Koi ii~Jlildo inlcs· linal vasoaclivo (VIl') y el polipépiido inhibitorio g:lslrico (GIP) además de secrelina. Trunbi~n se incluye el glucagon en esta familia. Se ha aislado inmunorreaclividad similar a la de glucagon en el intestino delgado; sin embargo, el signifi· cado de esle_glu_fag2,!! intestinal, que se denomina enleroglucagon, aún no se esiablece.1 Eñ-el éüadflí31-3-se indican las principales hormonas gastrointestinales y sus funciones fi. siológicas imponanles. Coleclstochno. Es un polipépiido que conliene 33 aminoácidos; la actividad de la hormona se debe a Jos ocho ami· noácidos carboxflicos terminales. La CCK está presente en las células de la mucosa del duodeno y el yeyuno, pero no en el íleo. La principal actividad de la CCK es regular la contracción y el vaciado gáslrico de la veslcula. Es la más potente de las hormonas gastrointestinales que hacen que se contraiga la vesfcula. También inhibe el vaciado gástrico. Como tiene la misma secuencia terminal earboxflica de aminoáci-

dos que la gastrina, la CCK estimula la secreción de ácido en cierto grado. La CCK se libera como res puesla a la presencia de grasa o pro1dna p~~ttiahnenle digeridas en el aparato digestivo. IAIS Clllbohidralos no afectan la liberación de CCKen grado apreciable. 1'll estimulo nuls potente para liberación de CCK MJR los aminoácidos esenciales, en especial L-lriplórano, fenilalanina y lisina. El incremenlo de las concentraciones de calcinen ¡uero C$limula la liberación de gastrina y CCK. En cu~un11ancias normales, el efeclo del calcio en la liberación 11t va11rina y CCK probablcmen1e es despreciable. Sin emhatgo, la ahmción de 1 11.~ concentraciones de calcio en suero por rnkrmcdades puede Jtr un fnclor imponanle que afecte " In libmción de <:CK y gaslrina. Asimismo se hn deleclndo CCK en el cerebro humano y es probable c1ue funcione como neurotransmisor. La liberación de CCK del intestino o de los nervios cerebrales al consumir alimentos probablemente consliiUya una de las señales de sacicdad.6 La secrelina se encuentra a iodo lo largo del intestino delgado y su principal sitio de sfgtesis es el duodeno. El principal estímulo para que se libere secrelina es el ion hi· drógeno. A un pH inferior a 4.0 la liberación de secretina es máxima y proporcional a la canlidad de ácido que penetra al duodeno.1 La presencia de ácidos grasos en la luz gastrointestinal también puede ocasionar que se libere secrctina. La liberación de secretina muestra una reducción notable a pH superior a 4.0 y no es significativa a un pH superior a 45. Por lanlo, la inhibición o neutralización de ácido gástrico da por terminada la liberoci6n de secretina.

Sin embargo, no se ha enconirado que esta aclividad del GIP tenga significado fisiológico. Es más imponanle el hallazgo de que dicho polipéptido es mucho más potente para estimular la liberación de insulina en las ¡:¿lulas beta del ~creas y es el principal responsable del metabolismo rápido de lacarga oral de glucosa. Por lo 1an1o, posteriormente se le dio el nombre de péptido insulinolrópico dependiente de Jlucosa. La liberación de GIP se estimula tras la absorción de &m· sas y carbohidratos; los aminoácidos tienen un efecto de esti· mulación muy inferior. Las concentraciones múimas de (lJI> en sangre se alcanzan aproximadamente 60 minulos dcspul's de la ingestión de alimentos. Polpéplido nt..,lholvosoocttvo. lnicialmenlc se pensó r¡uc el VIP se originaba en las células endocrina.1 del inlcslino pero en la actualidad se sabe que se encuentrR ubicado en IM terminales nerviosas a lodo lo largo del uparu1o diBrSiivo. En la pared de la vcslcula se detectan conccnuncinnc:s ranku larrnenle alias. El VIP l ambi~n se encucnlm a 1ha1 cunftll• traciones en el sistema nervioso central, lo •Jne suaicr ~ 'l"t funciona como neurotransmisor aunque nún se dcSCtiiiOl'e •u fun ción exacta.8 El VIP contiene 28 aminoácidos y nueve de ell o~ llenen posición idéntica a los de la secrelina. Como resul1111lo, l:u dosis farmacológicas de ambos presentM aclividllll similnr. Las fibras nerviosas que conliencn VIP inervan el músculo

liso gastrointestinal y el par~nquima exocrino del páncreas. Tras la ingestión de alimentos, la liberación de VIP en las lerminales nerviosas relaja el músculo liso circular del intestino y el mOsculo liso de los vasos sanguíneos, que produce vasodilalación. El VIl' UID1blén estimula 11 secreción pancreálicA. ' HIGADO Y VfSICULA

111 hl1111lu r; d~ ~uma '"'l••tan•l• 11111 la •ltenunn 1•••1u• JlflldUlOJI'IItl honu tn•hrhlll ll••t~~~luo lll hlllt1,. , ).,.. 111(1) tlr Nllrt lf41 1lill hl·ll~l t 1•4 l l tlfrnllj 1111 ... ' " (llllfO Cl iK'rl lll' I1111J1 t i 1IIRtiUo ht lhfOtlhu ihl 11 111 11 .., 10 d6n NI~ rm• oJ..) ht.•lu H olrnullllnl)olllt r N ~~- • •• J ll la vrd~ ula¡Juronl~ t l lotllooholnlrllhl" ll•n l
Polpéplido lrhbll011o góotrtco. Se encuentra principalmea· le en la mucosa del duodeno y el yeyuno. Contiene 43 ami· noácidos y nueve de ellos son idénticos a los de la secretina. Originalmente se le llamó polipéptido inhibitorio gástrico (GIP) por sus efectos de inhibición en la secreción de ácido.

Cuadro 31 ·3. Principotes ocllvldodes de los hormonas gosfrolnlesllnoles

Hotmona

Distlibvción en los te¡idcs

Vida media en sangre

Principal actividad

Gastrina pequeña Gastrina grande

Cámara del estómago, duodeno Cámara del estómago, duodeno

? 7 mil1 ? 38min

Estimula la secreción de ácido, la secreción de Hco.- en el páncreas y de enzimas, la moli!idad gáslrica e intestinal y el desarrollo de la mucosa. Inhibe el vaciado gástrico

Secretina

Duodeno

? 4 mil1

Estimula la secreción de liquido pancreálico y HCOJ-. la secreción de ~q!J!OO biliar y HCOJillhibe la secreción de ácido

CCK

Duodeno Yeyuno

? 3 mil1

Estimula las conUacdones do la vesícula bolar y la

GIP

Duodeno Yeyuno

? 15min

Estimula la &beración do lnsurona Inhibe la secreción do ácido

VIP

Localizada en el interior del intestino exclusivamente en los neiVios

? 1 min

Media la relajación dol museulo liso circular del intestino

secreción do enzimas pancreáticas Inhibe la motiUdad gáslrica

Conducto de Wusung Cabeza

Flg.31~.

Anatomia del conduelo biliar y el hfgado. (Tornado de Tortora GJ, Anagnoslakos NP: Tho digestiva syslem. En Principies of Ana· Iomy, and Physiology, 3rd ed. Philadelphla, Harper & Row, 1981, p. 616.)

U2 • OIJ1MICA CUNICA

Cuadro 3l·A. Compo$1ción de la bilis de lo vesícula humano9

CooslituyentBS

Sales bllares Ltdllna

CoiMterol Rll"ubhll l'rotelnu Polallo Calcio y magnesio

Clorurot llloArbonaiO

g'100rri

12.0 3.00 0.050

0.15 0.10 0.05 0.06 0.08 0.09

pidos constituyen mliJ de 90% de los sólidos orgánicos bilia· res. Dos de csttJS componentes, colesterol y lecitina, son in· solubles en medio acuo.10. Su solubilidad depende de su in· tcracción con muchos otros componentes presentes en la bilis. Los desequilibrios leves de composición biliar pueden provocar precipitación de estos compuestos y oc:uionar cálcu· los biliares. Los ácidos biliares se sintetizan en el hfgado a panir del colesterol. Los principales ácidos biliares que se forman en el hígado son ácido cólico y ácido litocólico, que también se conocen como ácidos biliares primarios. Los ácidos biliares se conjugan en el interior del hígado con taurina o glicina para formar sales biliares conjugadas y almacenarse en la ve· sícula. Tras la ingestión de alimentos. la vesfcula vacía su contenido al duodeno. En el interior del conducto digestivo, los ácidos biliares primarios se,.metabolizan debido a bacterias y forman ácido dcsoxicólico y ácido litocólico a panir de ácido cólico y ácido quenodesoxicólico, respectivamente. Estos últi· mos compuestos se denominan ácidos biliares secundarios. Los ácidos biliares desempeñan una función fundamental en la absorción de lípidos. La grasa que se libera al duodeno provoca secreción de CCK. Esta última hace más lento el vaciado gástrico, estimula el páncreas para que secrete tipasa y otras enzimas digestivas y provoca contracción dr la vesfcula. Los ácidos biliares que se liberan al duodeno ayudan a emulsificar las gotitas de grasa y reducen la tensión superficial en la interfase aceite-agua. Este proceso de emulsificación es imponante porque incrementa el área superficial de los lípidos y produce una descomposición enzimática más rápida y eficaz de los lípidos de la dicta debido a la tipasa pancreática. Una porción pequeña de ácidos biliares se absorbe por difusión pasiva en el duodeno y el yeyuno. Aproximadamente 10% de dichos ácidos se metaboliza sustancialmente gracias a las bacterias intestinales en el íleon inferior y se excreta en las heces. Una porción considerable, 25%, de estos ácidos se metaboliza en forma mínima mediante bacterias intestinales y recibe el nombre de ácidos biliares secunda· rios.10 En los seres humanos, los ácidos biliares están presentes como sales de sodio de conjugados de glicina o taurina. Las bacterias intestinales dcsconjugan l:u sales biliares y forman ácidos biliares libres. Una vez que se absorben del fleon a la sangre de la porta, las sales biliares primaria y secundaria son retiradas en

forma rápida y eficiente por el hígado. En el interior de éste, los ácidos biliares libres se reconjugan y junto con los ácidos biliares primarios y secundarios se resecretan a la vesícula. Este circuito de ácidos biliares, del hígado al intestino y de regreso, se denomina circulación enterohepática (fig. 31-7). Normalmente, se producen de 5 a 15 circuitos enterohepáticos al día y dan como resultado pérdida de aproximadamente 0.5 g de ácidos biliares a las hects...La..num..p.nxlucción __ de ácidos biliares en el hfgado reemplaza estas pérdidas de manera que la cantidad total de ácidos biliares se mantiene constante en el organismo. Aunque la depuración de primer paso de sales biliares en el hígado es muy alta, pane de éstos escapan al compartimiento plasmático. La concentración de ácidos biliares en suero representa un balance entre la entra· da de los que proceden del intestino y la depuración hepática. La síntesis de ácidos biliares se regula por la tasa a la que estos ácidos regresan al hígado a través de la circulación enterohepática. Una tasa baja de regreso estimula la sínlesis de ácidos biliares mientras que una tasa alta de regreso la in· hibe. Un hígado que funciona normalmente puede incremen· tar la síntesis de ácidos biliares hasta 10 veces para contrarrestar las pérdidas de los mismos. •

PANCREAS En los adultos humanos, el páncreas es una glándula de gran tamaño (de 80 a 100 g y de 12 a 15 cm de longitud), suave y de color rosa grisáceo ubicada cerca de la pared posterior del

abdomen. La cabeza del páncre:u se encuentra dentro de la concavidad del duodeno, a la derecha, y su cuerpo y cola se extienden hacia la izquierda, hasta llegar al bazo (fig. 31· 8). Probablemente el páncreas sea la glándula digestiva más importante del sistema gastrointestinal. Su secreción de enzimas exocrinas permite la digestión de los principales tipos de alimentos y su secreción de bicarbonato neutraliza los productos digestivos ácidos hasta un pH en el cual las enzi· mas pancreáticas puedan funcionar de manera óptima. La producción de lfquido exocrino en el páncreas es un volu· men de 200 a 800 mVdía. Estas secreciones influyen en la composición química del contenido del duodeno, lo que a su vez afecta las secreciones gástricas y el vaciado gástrico. El páncreas produce secreciones exocrinas y endocrin:u. La porción exocrina del páncreas es similar a un racimo de uvas. La unidad de secreción funcional del páncreas exocri· no, que se denomina ácino, consiste en un ordenamiento aproximadamente esférico de células que secretan enzimas (células acinares) que se encuentran en torno a un sistema de conductos. La red de conductos se une y posteriormente drena al conducto pancreático principal, que a su vez se abre ha· cia el duodeno. Las células acinares secretan un líquido rico en proteí· nas que en su mayoría está constituido por enzimas digestivas. Las proteínas no digestivas presentes en el jugo pancreático incluyen inhibidor de tripsina, un cofactor para lipasa, trazas de proteínas plasmáticas y lactoferrina, que está presente casi en todas las secreciones cxocrin:u. Las cé· lulas del interior de los conductos y las centroacinarcs pro· ducen secreciones acuosas ricas en bicarbonato y precurso-

accesorio

Ampolla

de Vater Flg. 31-8. Anatomla del páncreas. (Tomado do notz NW, Rlnkor AD, Henderson AA: Gastric, pancrealic, and lntesHnal lunctlon. Cn Tietz NW, ed.: Tsxtboole of C/inJcal Chem/Jtry, 1st td. PllllftdllflhiA, WB Saunders, 1986, p. 1436.)

res enzimáticos o cimógenos. Una vez que se secreta nl thtlh dcno, la entcrocinasa, enzima que secreta ll mucosa del dul)> deno, hidroliza el cimógeno tripsinógeno y fonna tripslnn que tiene actividad catalítica. A su vez In tripsina activa 111 resto de las enzimas pancreátic:u. La activación de cMas en· zimas en el interior del duodeno en vez de en el interior del

Células acinares Secreción enzimálica ¡

Células cenlroacinares Secreción ra+K+ estimulada cr,Ílco·3 porsecretina H0 2

..

~"'"""'""" -..~,

iádosti6omCO
Conductos extralobulares Secreción estirrulada por secretina

{~~}

lnlereambio

t (

HCO· e¡· 3

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L

52

112

56

108

92

73

~

~

56

ll Exaec:i6n dt kido$ ,.,_,,o.g._

CilllfiS

Flg. 31·7. Diagrama de la circulación enlerohcpática. (Tom.1d0 de Oavenport HW: Physfo/ogy o/ lhe DigesliWI Trnct. 5th Oó. Chk:ngel. Year Boolt Mcdic.11 Publlshors, 1982, p. 161.)

Conducto principal _ _______ No haysecreciónointe~ ~ 118

46

Flg. 31-9. Olagrftma do la analomla del páncreas oxocrino. (Tomado de Ughtwood Ry Reber HA: Micropuncture study ol pancteatlc secrellon In lho cat. Gastroenlerology, 72:61, t9n.¡

FUNCION GAST1lOI~STlNAL VPANCREATICA

S&t , QUIMICA CUNICA

Cuodlo 31·5. ENimas poncre6tlcas y sustratos pcelerencloles Sus!TalO Amilasa Carboxipeptldasa A y 8

Ouirriotrlps!na Elastasa

Upasa - -- -Fosfolipasa Tripsina

Polisacáridos Proteínas Proteínas Etastina Triglicéridos y digUcéridos

Fosfollpidos Proteínas

páncreas, asegura que no ocurra autodigestión proteolftica del páncreas. En el cuadro 31·5 se indican las principales en· zimas pancreáticas y sus sustratos blanco. La porción endocrina del páncreas consiste de islotes pancreáticos que se denominan islotes de Langerhans. Estos están formados por células alfa y beta que producen gluca· gon e insulina, respectivamente. Además de su efecto en el metabolismo de la glucosa, tanto la insulina como el gluca· gon influyen en las secreciones exocrinas del páncreas. La insulina incrementa la síntesis de amilasa; la secreción de las células acinares pancreáticas y el glucagon inhibe la síntesis enzímática. El páncreas también produce el polipéptido pan· crcálico que es un candidato hormonal y contiene grandes cantidades de somatostatina, la cual ejerce efectos complejos en la homeostasis de glucosa.11

-----DIAGNOSTICO DE DISFUNCIONES EN EL LABORATORIO

tambitn ayuda a diagnosticar a pacientes con síntomas de enfermedad de úlcera péplica. Por último, la acidez excesiva es útil para diagnosticar la hipersecreción caractcrfstica del síndrome de Zollinger·Ellison. Originalmente el ácido gástrico total se definfa como la suma de ácido combinado y ácido libre. El ácido combinado es la fracción que forma complejos con amortiguadores fi. siológicos como protcfnas y sales; el ácido libre es la parte que excede la capacidad amortiguadora del lfquido gástrico. Actualmente se recomienda determinar la acidez total del residuo gástrico en ayunas (producción basal de ácido). La aci· dez gástrica total se cuantifica por titulación o se mide direc. tamente con un determinador de pH. Para determinar la producción basal de ácido, el pacien· te debe guardar ayuno durante 12 horas por la noche; se prohfbe que consuma alimentos o lfquidos, que fume y que efectúe ejercicio físico. Se le introduce una sonda nasogás· trica y la punta de la misma se coloca en la porción más baja del estómago. Primero se aspira ellfquido gástrico residual y · se descarta; a continuación se recolectan cuatro muestras a intervalos de 15 minutos. Tras recciectar la secreción basal de ácido, se administra al paciente un estimulante gástrico. Generalmente se emplea el péptido sintético pentagastrina que constituye un fuerte estímulo para la secreción de HCI. A continuación se recolectan de nuevo las cuatro muestras de secreciones gástricas a intervalos de 15 minutos. Después de obtener el lfquido gástrico, se determina y registra el volumen y el pH de cada muestra. Si hay panfcu· las de materia se eliminan centrifugando la muestra. A conti· nuación se titula cada muestra con NaOH 0.1 M y se emplea fenolftaleína como indicador del punto final. Se registra el volumen de NaOH que se requiere para titular la muestra. Se calculan los meq de ácido que se secretan en cada periodo de recolección mediante la siguiente fórmula: Volumen de NaOH (L) x volumen total de la muestra (mi) x x 1000 meq molaridad de NaOH volumen de líquido gástrico que se tituló (mi) mol

ANALISIS GASTRICO Las secreciones gástricas están formadas por una mezcla compleja de ácido clorhfdrico, enzimas digestivas y mucosi· dad. Para el análisis de estas secreciones en general es nece· sario medir la producción ácida total. Sin embargo, la detec· ción de otros componentes como sangre o ácido láctico, que no se encuentran normalmente en el contenido gástrico, tie· nc significado cHnico. Es preciso interpretar con cuidado los resultados del análisis gástrico, teniendo en cuenta otras ob· servaciones clínicas y de laboratorio. No hay un punto defi. nido que indique anacidez, acidez normal e hipcrsecreción. Sólo en.Jos extremos de secreción, como anacidez en pacien· tes con anemia perniciosa o hipersecreción de ácido en pa· cientes con síndrome de Zollinger·Eilison, es posible diag· nosticar con certeza la enfermedad subyacente. El análisis gástrico se lleva a cabo por diversos motivos. El primero es determinar si el paciente es capaz de secretar ácido gástrico. La observación de anacidez tiene importancia diagnóstica considerable en·pacientes con anemia perniciosa. Ln determinación de la cantidad de ácido que se produce

= mcq de ácido que se secretan en cada periodo de recolección Para determinar la producción basal de ácido se emplean los dos valores más altos obtenidos para calcular los meq de ácido por hora mediante la siguiente fórmula: Valor basal !+ valor basal 11 0.5 = meq de ácido secretados por hora en condición basal Se calculan los meq de ácido que se producen por hora uas la estimulación con pentagastrina sumando los meq de ácido que se secretan en cada muestra obtenida a intervalos de 15 minutos (estimulación 1 + estimulación 11 + estimulación Ill + estimulación IV). 12 El volumen de residuo gástrico que se obtiene despu~s de un ayuno de 12 horas normalmente es de 20 a 100 ml. aunque en general los volúmenes son menores de 50 mi. Los

3t •

S&S

Cuadro 31·6. Produeelón de ácido en estado bo$01 y tras la estimuloclón t 2

cantidad de vitamina Bt2 radiactiva que se excretó en la ori· na se determina como porcentaje de la dosis original. Como la prueba se basa en la excreción urinaria de vitamina Bt2no Producdón de ácido Produoclón máJáma es confiable en presencia de insuficiencia renal. Sujeto basal (17'17lCi/h) de ácidos (mmoltfl) Tras una dosis oral de 1 mg de vitamina B12 marcada ra· di activamente, los sujetos normales excretan en la orina 11 a Varón adulto normal 39% de la dosis administrada. Los pacientes con deficiencia Menor de 30 a~os 2.2·2.7 14·42 de .factor intrínscco,generalmente excretan menos de 7% de "2.2·2.7 Mayor de 30 años 3·33 la dosis Mujer adulta normal 1.0.1.5 7-20 Los pacientes que no absorben la vitamina 812 marcada radiactivamente se someten a una prueba de Schilling, en la cual se les administra la vitamina B12 radiactiva junto con puntos mayores de 100 mi son anormales Ypueden indicar factor intrínseco. La muestra de orina se recolecta como se retraso del vaciado gástrico, incremento de la secreción gás· hizo con anterioridad y se determina el porcentaje de la dosis trica, úlcera duodenal, síndrome de Zollinger·Ellison o re· original de vitamina Btl que se excretó. Cuando la excreción gurgitación de material del duodeno. El pH del liquido gás· urinaria de vitamina B12 es normal, es muy probable que la trico en el estado basal debe ser inferior a 3.0. Los valores de deficiencia de factor intrínseco sea la causa de deficiencia de pH basal muy bajos (< 1.5) pueden ser consecuencia de in· vitamina B12. Si la excreción renal de vitamina Bt2 sigue cremento de la actividad de las células parietales. Los valo· siendo anormal después de administrar vitamina B12 junto res basales de pH de 6.0 o más altos probablemente se deban con factor intrfnseco, es probable que exista un defecto de a actividad subnoimal en las células parietales asociada con absorción para la vitamina B12• Esto se observa en pacientes anemia perniciosa, carcinoma gástrico, artritis reumatoide y que tienen exceso de desarrollo bacteriano en el intestino mixedema. El pH de las secreciones gástricas tras la esrimu=- - oelgad0:-Cuando se sospecha que esto ocurre, se administra !ación con pcntagastrina debe ser inferior a 2.0. La produc· a los pacientes un curso de tratamiento con antibióticos de ción de ácido en estado basal y estimulado se indica en el amplio espectro y se repite la prueba de Schilling. cuadro 31·6.

oral.

Técnica de Isótopo doble

PRUEBA DE SCHILLING La vitamina B12 (MW = 1 355) es una vitamina hidrosoluble que requiere la presencia de un factor intrínseco que secreta el estómago para facilitar su absorción en el íleon. La malab· sorción de la vitamina 812 resulta de la deficiencia del factor intrínseco. metabolismo de la vitamina B12 por desarrollo excesivo de bacterias en la luz intestinal o resección del fl eon terminal. La prueba de Schilling para absorción de vitamina 812 valora el funcionamiento gástrico e intestina1. 13 Se realiza de tres maneras. Se efectúa una prueba de absorción de vitamina B12 primeramente con una dosis oral de dicha vitamina, después con factor intrínseco y vitamina B12 y, por último, cuando se sospecha desarrollo excesivo de bacterias, tras un curso de tratamiento con antibióticos de amplio espectro.

Existe una técnica de isótopo dual en la que se usan dos ti· pos de isótopos de ~ubaltu (~7Co y "Co); ~ada uno de ellos se emplea en una preparación diferente de vitamina 812 mar· cada radiactivamentc.14 Una de las preparaciones contiene vitamina B12 radiactiva libre; la otra contiene factor intrfnse· co enlazado con vitamina B12 radiactiva in vitro. Cuando transcurre una hura de la administración de ambas prepara· ciones, se administra intramuscularmente una dosis de carga de vitamina B12 como en la prueba convencional de Schil· ling. Se recolecta la orina de las siguientes 24 horas y se de· termina la proporción de ambos isótopos en orina. Al cm· plear dos preparaciones es posible discriminar entre la falta de producción de factor intrínseco endógeno (se relaciona con anemia perniciosa) y la falta de absortión de vitamina B12 enlazada con factor intrínseco (que se asocia con enfcr· medades del neon) como causa de la deficiencia de vitanJina

B,zu Técnico de excreción urinario

La vitamina B12 marcada radiactivamente con l 1Co o l8Co se administra por vfa oral. Con frecuencia se utiliza una dosis de prueba de 1 mg ya que ésta se encuentra dentro del rango fisiológico de capacidad de absorción de vitamina B12 del aparato digestivo. Una o dos horas después la ingestión de la vitamina B12 marcada radiactivamente, se administran 1 000 mg de vitamina Btl no radiactiva por inyección intramuscu· lar. Esta vitamina 8 1: no radiactiva satura los sitios de enla· ce del organis!Do para vitamina B12 y evita que se almacene la B1; marcada radiactivamente. Por tanto, la vitamina B12 marcada radiactivamente que se absorbe se excreta a través de la orina. La orina se recolecta durante 24 horas tras la do· sis oral de vitamina B12 y se determina su radiactividad. La

Se repona una sensibilidad de 83'k de la prueba de Schilling con marcador dual para la detección de anemia perniciosa y su sensibilidad para detectar enfermedades del neon es de sólo 67%.16 Un inconveniente de esta prueba es que se requieren técnicas de recuento de radioisótopos espe· ciales para restar la innuencia de un isótopo sobre el otro.

PRUEBA DE ABSORCION DE D·XILOSA La prueba de absorción de o-xilosa es útil para diagnóstico de malabsorción. La o-xilosa es un azúcar pcntosa que nor· malmente no está presente en sangre. Cuando se adminiwa por vía oral, la D·Xilosa se absorbe pasivamente en el mtestt· no delgado proximal y no se metaboliza en el hfgado. La

FUNCION GASTROINTESTlNAL Y PANCREAtiCA 31 • 5a7

586 • Q\JIMICA CLINICA

mayor parte de lo que se absorbe se elimina a través de los riñones. Por tanto, la cantidad de o-xilosa que se excreta a la orina en determinado periodo tras la ingestión, se correlaciona directamente con la cantidad que se absorbe en el aparato digestivo. Es necesario que el paciente esté en ayunas antes de administrar la prueba. Inmediatamente antes de que se le administre la o-xilosa debe orinar. Aunque la cantidad de o-xilosa que se administra es variable, al parecer la dosis de 25 g resulta adecuada. Tras la administración del azúcar, se recolecta toda la orina de las siguientes cinco horas. También se obtiene una muestra de sangre generalmente después de una hora de la administración en niños y dos horas en adultos. La diferencia de los tiempo~ de recolección se debe a que la absorción máxima se alcanza con más rapidez en los niños que en los adúltos. La cantidad de o-xilosa presente en orina y sangre se determina mediante ensayo cuantitativo. La determinación cuantitativa de o-xilosa se lleva a cabo con una muestra de orina diluida y un sobrenadante de sangre libre de protefnas. Estas muestras se mezclan con p-bromoanilina en medio ácido. En presencia de ácido, la o-xilosa se deshidrata a furfurol, el cual se condensa con la p-bromoanilina y forma un complejo rosado que tiene absorción máxima a 520 nm. La reacción de cromógenos inespeclficos con p-bromoanilina se reduce al mínimo añadiendo tiourea a la mezcla de reacción, la cual es un antioxidante que ayuda a evitar la formación de compuestos coloridos que interfieren. La precisión de la prueba de absorción de o-xilosa depende no sólo de la tasa de absorción de esta sustancia sino también de la capacidad de Jos riñones para excretarla. Puede diagnosticarse malabsorción a pacientes con insuficiencia renal que no excretan o-xilosa a la orina, lo cual constituye un diagnóstico falso. Este problema se resuelve determinando o-xilosa en sangre. Un incremento de concentración de o-xilosa sanguínea en presencia de reducción de la tasa de excreción de o-xilosa en orina sugiere retención renal de o-xilosa. Además de malabsorción,las concentraciones bajas de o-xilosa

en orina y plasma se observan en pacientes con ascitis, eniermedades tiroideas, vómito y retraso del vaciado gástrico. Las fuentes analíticas de error incluyen recolección incompleta de orina y metabolismo de o-xilosa por microorganismos en la orina. Se produce un incremento aparente de excreción de o-xilosa en orina cuando ésta contiene más concentración de galactosa o glucosa, ya que estos compuestos interfieren con el método. Tras la dosis de 25 g de o-xilosa, Jos adultos con absorción gastrointestinal normal deben excretar aproximadamente 4 g de la misma en una muestra de orina de cinco horas. Los niños deben excretar de 16 a 33% de la dosis ingerida en la muestra de orina de cinco horas. Las concentraciones plasmáticas de o-xilosa tras la dosis de 25 g deben ser superiores a 25 mg/100 mi a las dos horas en adultos y mayores de 30 mg/100 mi después de una hora en niños. En el cuadro 31 -7 se indican los intervalos de referencia para o-xilosa en orina y sangre.17

GRASA FECAL

Cuadro 31·8. Prueba de detección de graso teeol Número promedio de gotas de grasa

Contenido aproximado de grasa . (%)

10 20

5 10 15 20 >30

30 35 >40

pn:paración húmeda co~ algún tinte soluble en aceite y examinándola al microscopio para detectar la presencia de go\1tas de grasa coloridas. El número de gotitas de grasa se emplea para determinar de manera aproximada el porcentaje de contenido de grasas de las heces. Los individuos con excreción normal de grasas deben presentar menos de 1Ogotitas de grasa por cada 10 campos de alta potencia (400x) en un bemocitómetro, como se indica en el cuadro 31-8.

La determinación de grasa fecal se litva a cabo para valorar ·-

malabsorción por disfunción pancreática o intestinal. El co'n-- +--'Delerminoclón cuonlitotlvo tenido de las heces de individuos normales consta principalPara la determinación cuantitativa de excreción de grasa en mente de ácidos grasos, sales de ácidos grasos (jabones) y las heces se requiere determinar la grasa en muestras que se grasas neutras. Las pruebas de la excreción de grasa fecal se recolectan en tres días consecutivos. Dos días antes de inimodifican debido a afecciones que influyen en la digestión ciar la prueba se administra al paciente una dieta que contenen la luz intestinal y también por los procesos que afectan la ga aproximadamente ¡00 g de grasa por día. La ingestión de absorción de grasas en la mucosa. Aunque la determinación otros compuestos que contienen triglicéridos, como aceite de de grasa fecal es útil para identificar la presencia de esteatocastor 0 aceite de hígado de bacalao, debe evitarse durante rrea, no revela su causa. este periodo. Es fundamental recoger las heces con precisión para la interpretación correcta de los resultados de la prueba. Se emplean diversos métodos para marcar el inicio y el final Pruebas de detección del periodo de recolección. Puede utilizarse la ingestión de cápsulas que contengan marcadores como óxido crómico. El exceso de grasa en las heces generalmente se evidencia en rojo Congo, carbón o sulfato de bario para registrar el tiemel examen visual. Las heces adquieren apariencia pálida y' po de paso. Sin embargo, cuando se cuenta con supervisión espumosa y tienen mal olor. La presencia de grasa se desuficiente,, se recogen las heces con cuidado, el uso de marmuestra fácilmente efectuando la prueba de revelado de una cadores es.innecesario. Debe evitarse que las heces se contaminen con orina. Existen diversos métodos para la cuantificación de grasa Cuadro 31·7. Rangos de referencia para o·xDosa en orina y sangre fecal. Desafortunadamente, muchos de ellos son inespecífi cos y requieren equipo especial. El procedimiento más coCcncentración mg/100 mi Muestra mún para determinar la grasa fecal es la titulación de van de Kamcr.1s Las grasas se convierten en jabones hirviendo lleSangre vando a ebullición con hidróxido de potasio alcohólico una >2.00 Niños (dosis, 0.5 g/454 g) >30 t hora muestra fecal pesada previamente. A continuación los jabones se transforman en ácidos grasos añadiendo ácido clorhíAdultos (dosis, 25 g): drico y efectuando una extracción con éter de petróleo. Se 21-57 1.4G-3.80 1hora evapora una alícuota y el residuo restante se disuelve en eta2.13-,'3.86 2ho!as 32-58 nol. Por último, los ácidos grasos presentes se titulan con hi1.27-2.80 t~2 3ho!as dróxido de sodio empleando como indicador azul de timol. 0.73-1.93 11-29 4 horas Tras un consumo estándar de 100 g de grasa por día en 0.4()..1.20 5 horas 6-18 la dieta, Jos individuos normales deben excretar menos de 6 g giS horas mmolf5 horas Orina (muestre recolectada durante cinco horas) de grasa en un periodo de 24 horas. Niños, de 16 a 33% de la dosis ingerida

SANGRE OCULTA Adultos (dosis, 25 g) >65 años de edad

>4 >3.5

>26.64 >23.31

La utilidad de las pruebas para detectar sangre en heces reside en la detección de hemorragias por cáncer del colon y

otras fuentes ocultas de hemorragia que sangran en forma intermitente. La mavoría de las pruebas de detección de sangre oculta se basan eÓ determinar la actividad de peroxidasa de la hemoglobina y sus constituyentes, aunque también se emplean otros métodos. Se han desarrollado diversos p~oced~­ mientos cuantitativos para detectar hem~rrag1a gastromt~tl· nal. En casi todos los métodos cuanutauvos se emplea Cr radiactivo que se enlap con los eritrOCitos. Los eritrocitos que contienen s1Cr y penetran al aparato digestivo se descomponen, pero el cromo radiactivo no se resorbe. El s1Cr se excreta en las heces y puede medirse mediante el contador de centelleo gamma. Se compara la radiactividad de la muestra con la de sangre del paciente y se calcula la pérdida. Como el método requiere mucho tiempo y es costoso se lleva a cabo en pocas ocasiones. La prueba de peroxidasa se emplea con frecuencia para detectar sangre oculta en heces y se basa en determinar la actividad de peroxidasa en hemoglobina. La hemogl~bina y sus derivados catalizan la reacción entre el peróxido de hidrógeno y un compuesto cromógeno ocasionando el desarrollo de diversos tonos e intensidades del cromógeno que se emplee. El principal inconveniente de los métodos de detección es la elección de un reactivo que detecte todas las enfermedades eastrointestinales y sin embargo sea suficientemente específico para evitar un número alto de reacciones positivas falsas. Los re~ctivos difieren mucho en su capacidad para detectar la actividad de peroxidasa. La prueba de onotoluidina da resultados positivos en una dilución 1:20 000 con solución salina mientras ~ue el guayaco es positivo sólo en diluciones 1:100 a 1:5 000. 9 Los individuos normales pierden hasta 2.5 mi de sangre diarios por el aparato digestivo. Por tanto, parece adecuado emplear pruebas de detección que den resultados positivos después de pérdidas sanguíneas de 5 a 1O mi diarios. Existen diversos sistemas comerciales. El amplio rango de sensibilidad que se reporta para es~o~ sistemas probab~~ente se deba al uso de reactivos en condiCIOnes diferentes. · La ingestión de alimentos como rábanos, nabos, carne y pescado que tienen actividad de peroxidasa puede provocar una prueba fal sa positiva al efectuar la determinación de la actividad de peroxidasa. La sangre se metaboliza en el aparato digestivo a sus constituyentes, los cuales reducen la actividad de peroxidasa o dejan de presentar actividad. Por tan· to, las hemorragias en la parte superior del aparato digestivo o el incremento del tiempo de paso de las heces a través de los intestinos da como resultado reducción de actividad de peroxidasa debido al metabolismo y descol!!posición de la hemoglobina. Los métodos más sensibles y específicos para detectar hemorragias gastrointestinales se basan en la determinación de sangre marcada radiactivarnente que penetra al aparato digestivo. La determinación de sangre oculta en heces debe efectuarse por Jo menos en tres o más ocasiones cuando el paciente esté recibiendo una dieta libre de fuentes exógenas que tengan actividad de peroxidasa.

CLORUROS EN SUDOR La fibrosis quística es una afección pcdiátrica importante de tipo genético que es bastante frecuente y suele ser mona!

5N • QUIMICA CUNICA

para niños y adultos jóvenes. La enfermedad afecta las glándulas secretorias de mucosidad y sudoríparas exocrinas provocando secreciones de moco anormalmente viscoso en el conducto pancreático e incremento de cloruros en el sudor, respectivamente. La obstrucción de los conductos de los órganos debido a la mucosidad anormal produce rasgos clínicos que incluyen enfermedades pulmonares crónicas, insuficiencia pancreática y malnu~j_ón._ Las_ml\llifestaciones de la enfermedad aparecen en cualquier momento, desde el nacimiento hasta la adolescencia. Los pacientes con fibrosis quística presentan una reducción del volumen y contenido enzirnático del jugo pancreático. Sin embargo, los cambios de la secreción dependen de la etapa de desarrollo de la enfermedad y varfan considerablemente de una a otra persona. Por este motivo, las pruebas del funcionamiento pancreático no son confiables para detectar fibrosis quística pero deben emplearse para valorar el funcionamiento pancreático general. La única anormalidad bioquímica congruente en pacientes con fibrosis quística es un incremento de la concentración de sodio y cloruros en el sudor. La detemúnaci~la concentración de cloruros en el sudor de pacientes con fibrosis quística es una herramienta muy confiable para el diagnóstico de enfermedades cuando se lleva a cabo en forma correcta. Se recolecta sudor para determinación de cloruros tras administrar pilocarpina a la piel mediante iontoforcsis. La pilocarpina es un fármaco que estimula la sudoración cuando se introduce a la piel. Se requieren por lo menos 100 mg de sudor para efectuar la cuantificación. Cuando se emplean muestras más pequeñas se obtienen resultados poco confiables, ya que la concentración de cloruros varía según la tasa de sudoración y las determinaciones precisas se dificultan debido a que la cantidad de cloruros es insuficiente. Los lactantes menores de tres semanas pueden mostrar concentraciones anormalmente altas de cloruros en el sudor y por tanto es conveniente retrasar la prueba hasta que sean un poco rnayores.2 2 El sudor se colecta por iontoforesis. Se introduce pilocarpina a la piel aplicando a la superficie anterior del antebrazo un cuadro de gasa, que se humedece previamente con una solución de 4 rng/1 00 mi de nitrato de pilocarpina. Sobre la superficie posterior del antebrazo se coloca un segundo cuadro de gasa, humedecido con una solución de sulfato de potasio. Se fija el electrodo positivo del suministro de corriente iontoforética a la gasa humedecida con pilocarpina y el electrodo negativo se fija a la gasa humedecida con sulfato de potasio. Se aplica una corriente de 2 mA durante cinco minutos. Tras la iontoforesis, se retiran los cuadros de gasa y la piel se limpia perfectamente con agua destilada y se seca. El proceso real de recolección de sudor se inicia al colocar un cuadro de gasa, previamente pesado y seco, sobre cada una de las áreas tratadas con pilocarpina. Cada cuadro está cubierto con parafilrn o una capa de plástico y se sella sobre la piel con cinta adhesiva. Cuando transcurren aproximadamente 30 minutos de recolección de sudor se retira la gasa con fórceps y se coloca en un frasco pesado previamente. Se pesa el frasco con la gasa y se resta la tara para obtener el peso real de sudor recolectado. La concentración de

RJNCION GASlROlNTESTINAl VPANCREATICA 31 • 5&9

cloruros en el sudor se determina empleando el equipo de titulación adecuado. Se obtienen resultados falsos bajos de cloruros en sudor en pacientes con fibrosis quística que presentan agotamiento de sal corno resultado de vómito, diarrea o succión gástrica. Se obtienen resultados falsos positivos en individuos que no padecen fibrosis quística y presentan desequilibrios de electrólitos asociados con fleo mecónico, hipotiroidismo, insuficiencia cardiaca congestiva y algunos tipos de enfermedades renales en los que se incrementa la concentración de cloruros en el sudor. Para que la determinación de cloruros en sudor sea confiable es necesario recolectar un volumen suficiente de muestra. Los pacientes desnutridos o deshidratados no producen cantidades adecuadas de sudor para el análisis. Todas las determinaciones de cloruros en sudor deben efectua~e por duplicado. Además, es conveniente repetir la determinación en todos los individuos que presenten una prueba positiva inicial. En el cuadro 31-9 se indican las concentraciones normales de cloruros en el sudor y las que se observan en pacientes con fibrosis quística.

GASTRINA SERICA La determinación de gastrina sérica desempeña una función importante en el diagnóstico del síndrome de Zollinger-EIIison y anemia perniciosa, ya que ambos se asocian con incrementos notables de las concentraciones de gastrina sérica. El síndrome de Zollinger-EIIison se caracteriza por tumores de los islotes no-B del páncreas que secretan gastrina y producen como resultado hipersecreción de ácido gástrico y úlceras pépticas. Este síndrome se diferencia de la anemia perniciosa por el hecho de que la administración intragástrica de ácido clorhídrico no hace variar la concentración de gastrina en suero en el síndrome de Zollinger-EIIison, pero sí provoca una notable reducción en pacientes con anemia perniciosa. También se detecta hipergastrinemia en pacientes con ob~~¡ción del píloro, artritis reumatoide y cirrosis hepáti: ca. · Se observa mcrernento de las concentraciones de gastrina en suero en pacientes con enfermedades renales o del intestino delgado como resultado de disminución de la degradación de gastrina que normalmente se lleva a cabo en estos sitios.25•26 Los pacientes con enfermedad de úlcera duodenal muestran concentraciones de gastrina sérica similares a las de individuos normales en ayunas. Sin embargo, los pacientes que tienen úlcera duodenal presentan un incremento muy superior de gastrina tras la ingestión de alimentos en comparación con los individuos normales. La gastrina es muy inestable en suero porque las enzimas proteolíticas que en él se encuentran inactivan esta molécula. Las muestras refrigeradas pierden hasta 50% de su

inmunorreactividad en un periodo de 48 horas. Para almace. nar la muestra a largo plazo es necesario conservarla a -70'C. Las muestras descongeladas no deben volverse a congelar. Existen diversos estuches comerciales para determinar gastrina en suero. La mayoría emplea una técnica de separación con anticuerpos dobles que no miden los mismos componentes de la gastrina. Por tanto, es imposible asegurar que Jos diferentes ensayos inmunológicos sean equivalentes desde el punto de vista biológico. El anticuerpo ideal detectaría todos los componentes de la gastrina. Esto se ilustra convenientemente determinando la gastrina en pacientes con gastrinoma en los que predomina la forma G-34 de gastrina. Corno en la mayoría de los ensayos se emplean anticuerpos dirigidos contra la G- 17, la determinación de gastrina en pacientes con gastrinoma se expresarfa en términos de equivalentes de G-17. El procedimiento de ensayo radioinmunológico para gastrina en suero requiere aproximadamente de 100 a 200 ¡¡L en suero, que se incuba con gastrina marcada con 1251 y amisuero de gastrina en un tubo de poliestireno. La gastrina marcada compite con la no marcada por el número limitado de sitios de enlace en el antisuero. Al añadir un segundo anticuerpo, que se enlaza con el anticuerpo específico para la gastrina, se forma un complejo insoluble. Este complejo se retira por centrifugación y se efectúa el recuento de radiactividad en el precipitado o el sobrenadante. Los individuos saludables presentan concentraciones de gastrina sérica en ayunas de hasta 100 pg/rnl. Las concentraciones varían en respuesta a la ingestión de alimentos. De manera similar, los pacientes con gastrinorna pueden no presentar hipergastrinemia continua. Si el resultado de gastrina sérica es sospechoso y no se adapta a la situación clínica es preciso repetir la prueba con otra muestra de suero. En el cuadro 31-1 Ose indican los rangos de concentración de gastrina que se observa en diversos estados de enfermedad.

ACIDOS BILIARES La determinación de ácidos biliares en suero parece ser un indicador sensible del funcionamiento hepático. La determinación de concentraciones de ácidos biliares es de particular utilidad para el diagnóstico de disfunciones hepáticas leves • cuando otros indicadores del funcionamiento hepático se encuentran dentro del intervalo de referencia norrna1.30 El incremento de la concentración de ácidos biliares en pacientes sometidos a ayuno suele indicar afecciones del consumo o

Normal Ambigua

Fibrosis quística

0-35 JMlol/l. ~mmolll.

60-200 mmolll

Pruebo de ácidos billares morcados con 14C en el aliento

La prueba de ácidos biliares marcados con 14C en el aliento se lleva a cabo administrando r,or vía oral 14C-glicocolato y determinando la cantidad de 1 C02 en el aire exhalado. En individuos normales que reciben 14C-glicocolato, 90% del compuesto se resorbe en el fleon y no se metaboliza. En pacientes con desarrollo excesivo de bacterias en el intestino delgado, las bacterias desconjugan 14C-glicocolato y liberan 14 C-glicina, la que se rnetaboliza posteriormente a 14C02 y se exhala a través de los pulmones. La producción alta de 14 r4CO¡ en aliento tras la prueba oral con C-glicocolato suele indicar desarrollo excesivo de bacterias. Sin embargo, se obtienen resultados positivos falsos en paciente~ con enfermedades del neon. En estos casos, el 14C-glicocolato no se resorbe sino que llega al colon. En ese sitio es desconjugado

Cuadro 3t-10. Concentraciones de gashina (pg/mO en diversas eslados de enfermedad Ulcera duodenal

Normal

Cuadro 31·9. Concentración de cloruro en sudor

secreción de ácidos biliares en el hígado. Las concentraciones de ácidos biliares en ayunas también se incrementan en pacientes con hepatitis aguda y crónica, hepatitis alcohólica, cirrosis, ictericia poshepática y colestasis intrahepática. La determinación posprandial de ácidos biliares en suero probablemente sea una prueba más sensible para detectar disfunción hepática que las determinaciones que se realizan en estado de ayuno. La ingtstión de alimentos contrae la vesícula y libera ácidos biliares y esto puede emplearse como prueba de tensión de ácidos biliares endógenos. La contracción posprandial de la vesícula y la recirculación enterohepática de ácidos biliares constituye una determinación conveniente y sensible de enfermedades hepatobiliares. Además del diagnóstico de disfunciones hepáticas, la determinación de ácidos biliares es útil para diagnosticar enfermedades del íleon. Como los ácidos biliares conjugados se absorben casi exclusivamente en el íleon, las enfermedades ileales con reducción de la absorción de ácidos biliares conjugados se reflejan en reducción de la concentración de ácidos biliares conjugados en suero. Se presentan signos similares en pacientes con desarrollo excesivo de bacterias en el intestino delgado. En estas personas se observa una desconjugación bacteriana signific ativa de ácidos biliares, lo que provoca incremento de las concentraciones de ácidos biliares libres o no conjugados en suero y reducción de la concentración de ;bilis conjugada. Una modificación de esta prueba emplea 14C-glicocolato para detectar desarrollo excesivo de bacterias en el intestino delgado.

n

X

Rango

40 63 26

50

(2- 130} (2-200)

130

10

X

Rango

23

(0-77)

Anemia perniciosa

X

420

X

Rango

140-4000

Ref 'El

1300

2 300 17

41

Rango

Zollinger·EIIison

680-1 t4 000

28

29

FUNCION GASTOOINT'ESTINAL Y PANCRfATICA 31 • 591

590 • QUIMICA CUNICA 14

por las bacterias del colon y se produce C-glicina, que se exhala posteriormente en forma de 14C02.

Determinación de 6cldos biliares en suero

Existen diversas técnicas para determinar ácidos biliares en suero; éstas incluyen cromatografia de líquidos de al!a resolución, ensayos enzimáticos, ensayos radioinmunológicos y ensayos inmunoenzimáticos. La elección del método depende de la sensibilidad que se requiera y de si es necesario cuantificar la bilis total o cada 'ácido biliar de manera individual. Con fines diagnósticos, los métodos que permiten cuantificar ácidos biliares totales o algunos de los ácidos biliares primarios, como el cólico o el quenodesoxicólico, son adecuados para detección de la presencia de enfermedades hepáticas. La cromatografía de líquidos de alta resolución es útil para separar ácidos biliares determinados. Sin embargo, en el medio cHnico no permite obtener resultados con rapidez ni manejar grandes números de muestras. Además, la sensibilidad del sistema resulta inadecuada para detectar las bajas concentraciones de ácidos biliares que se encuentran en suero y en orina. Para la determinación cuantitativa de un ácido biliar determinado, en general se requiere aislar la fracción de interés y efectuar la determinación posterior mediante en· sayo radioinmunológico o inmunoenzimático. En la actualidad, el ensayo radioinmunológico es el procedimiento que se emplea con mayor frecuencia para determinar la eonecntrnción de 6cidos biliares. El método es bastante sensible para detectar ácidos biliares en el suero de la mayoría de los individuos y para detectar el incremento posprandial normal de ácidos biliares tras la ingestión de alimentos.31 ' También se han desarrollado ensavos inmunocnzimáticos con sensibilidades y cspecificidad~s similares a las de los ensayos radioinmunológicosn.Jl Las ventajas de los procedimientos de ensayos inmunocnzimáticos -
Cuadro 3H l. Concentraciones de óeido biliot total en sujetos normales Muestra

Bilis Suero en ayunas Orina

Concentración rora/ de ácido biliar

15-30 mg/ml 200-2 000 ng/ml 1()(1...400 ~g/24 horas

Cuadro 31 ·12. Susltato y p!oductos que se formen mediante otlgcscccrtdcsos lnlesttncles

_Al----------------

~

APLICACIONES CLINICAS

Sustrato

Lactas&

sucrasa MallaSa Trehalosa GlucosidaSa atfa

DEFICIENCIA DE IACTASA La deficiencia de lactasa es la afección más frecuente de la digestión de carbohidratos y se hereda como defecto congénito o se adquiere en etapas posteriores de la vida. Los lactantes con deficiencia cong~nita de lactas a presentan diarrea acuosa abundante poco después de la introducción de la leche. A menos que se identifique la enfermedad con rapidez y se retire la lactosa de la dieta es probable que mueran debido a deshidratación. La lactosa que permanece en la luz intestinal de los pacientes con deficiencia de 1actasa incrementa la presión osmótica del contenido de la luz. La fermentación de lactosa por las bacterias del intestino delga! o inferior y el colon da como resultado producción de gas, ácido láctico y ácidos grasos, lo que contribuye al efecto osmótico. La retención osmótica de agua en la luz intestinal produce diarrea. Por tanto, la deficiencia de lactasa da lugar a incomodidad abdominal, calambres, flatulencia, deshidratación asociada con diarrea y desequilibrio de electrólitos. Los sujetos con deficiencia adquirida de lactasa varían considerablemente con respecto a su capacidad para tolernr la lactosa. En muchas poblaciones que no consumen normalmente productos lácteos o leche, la actividad de lactasa desaparece del borde en cepillo del intestino delgado de los dos a los seis años de edad. La población blanca de europeos nórdicos es una de las pocas que no presentan defi ciencia de lactasa en la etapa adulta. Los grupos con alta frecuencia de intolerancia a la lactosa incluyen judíos Ashkenazis, árabes, japoneses y filipinos. La malabsorción de lactosa se diagnostica ro1cdiante una 14 prueba oral de tolerancia a la lactosa, determinación de CO¡ o hidrógeno en el aliento tras ingestión de lactosa marcada con 14C o no marcada, respectivamente, o determinación de la excreción de galactosa en orina. 34•35 Aunque la prueba diagnóstica más directa para deficiencia de lactasa es el examen histoquímico del borde en cepillo del epitelio intestinal, ésta casi nunca se lleva a cabo porque es difícil e invasiva. La prueba oral de tolerancia a la lactosa probablemente sea d método más simple y sencillo para diagnosticar deficiencia de lactasa. Se adminislra al paciente una dosis oral de 50 g de lactosa y se toman muestras de sangre 5, 10, 15, 30, 45 Y 60 minutos después de la ingestión. Un incremento de con· centración de glucosa sanguínea de por lo menos 25 mgi!OO mi con respecto a la concentración de glucosa en ayunas in· dica metabolismo normal de la lactosa y absorción del producto fi nal de glucosa. Los pacientes con baja actividad de lactasa muestran poco o ningún incremento de la conccnua· ción de glucosa sanguínea tras la administración de lactosa. Se obtienen resultados falsos positivos para la prueba en in· dividuos con retraso del vaciamiento gástrico. El tratamiento para deficiencia de lactasa consiste simplemente en orienta-

Oextnnasa alfa fosomaltasa)

ProdiJCto

Glucosa y galactosa Lactosa Fructosa y galactosa Sucrasa Glucosa Maltosa Glucosa Trehalosa , Glucosa Clligosacáridos lineales cortos Dextrinas alfa que contienen algunos enlaceS atfa-1,6 Glucosa

ción dietética para evitar la leche y los alimentos que contengan lactosa. También se han descrito otros defectos de absorción ·- para diversos carbohidratos debido a deficiencia de distintas oligosacaridasas en el borde en cepillo.36 En el cuadro 31-12 se indican las disacaridasas y el sustrato de carbohidrato sobre el cual actúan, además del producto que se forma.

MAIABSORCION La malabsorción en el intestino delgado es ocasionada por enfermedades de la mucosa intestinal que afectan la asimilación de alimentos en este sitio. La malabsorción también resulta de mala digestión de los alimentos. Este tipo de malabsorción generalmente se debe a afecciones pancreáticas, como pancreatitis crónica o enfermedad fibroquística del páncreas. La malabsorción que se produce por digestión normal pero asimilación inadecuada de alimentos se debe a incompetencia de las bacterias o nora bacteriana alterada, obstrucción del flujo de la linfa, reducción del área superfic ial de la mucosa o al paso rápido del contenido del intestino delgado. Los pacientes con malabsorción están expuestos a desarrollar deficiencias de vitamiñas solubles en grasa A, D, E y K. Ciertas afecciones de la mucosa del intestino delgado también provocan deficiencia de vitaminas solubles en agua (véase el cuadro 31 -2). Además, estos pacientes presentan pérdida de peso y desarrollan deficiencias nutricionales que dan lugar a hipcprotrombinemia, anemia, edema, ascitis y osteomalacia. La presencia de grasa en las heces, o esteatorrea, es un signo importante de malabsorción. Los individuos normales excretan hasta 5 g de grasa fecal en un periodo de 24 horas.37 Los pacientes con esteatorrea desarrollan osteomalacia como resultado de la reducción de la absorción de calcio. Esta última se ha atribuido a deficiencia de vitamina D y a la pérdida de calcio en heces, por la formación de complejos con ácidos grasos. Los pacientes con formas graves de malabsorción de grasas a menudo desarrollan cálculos renales de oxalato de calcio debido al incremento de absorción de oxalatos de la die· ta Este último se produce como resultado del aumento de la concentración de ácidos grasos libres que se enlazan con el calcio y evitan la precipitación de oxalato con calcio libre que ocurre en individuos normales. Otro mecanismo que contribuye al incremento de la absorción de oxalato es resultado de la solubilización de éste por los ácidos biliares dihi·

droxilados. En las formas de esteatorrea en las que llegan grandes cantidades de ácidos biliares dihidroxilados al colon, la absorción pasiva de oxalatos se incrementa en forma notable. La clave para el diagnóstico de mal absorción es diferenciar la malabsorción por enfermedades intestinales de la que se debe a afecciones pancreáticas. La prueba de abSorción de o-xilosa es una de las más valiosas para establecer el diagnóstico correcto. Cuando se administra una dosis de 25 g de )}-Xilosa al paciente, éste debe excretar en orina 4 g o más de 1}-Xilosa. Los pacientes con malabsorción debida a enfermedades intestinales generalmente absorben menos 1}-Xilosa. Como no se requieren enzimas pancreáticas para la absorción, las afecciones pancreáticas no deben producir reducción de la absotción de 1}-Xilosa. Para tratar los síndromes de malabsorción es necesario atender la causa subyacente, es decir, instituir terapéutica con antibióticos para malabsorción por desarrollo excesivo de bacterias. La malab~orción debida a mala digestión como resultado de enfermedades pancreáticas se trata con suplementos orales de enzimas digestivas.

SINDROME DE ZOLLINGER-ELLISON El síndrome de Zollinger-EIIison o gastrinoma ocurre como resultado de tumores que secretan gastrina en el páncreas o, con poca frecuencia, en la parte superior del intestino delgado. Estos tumores liberan gastrina a una tasa alta continua que no se altera por la ingestión de alimentos. La elevada secreción de gastrina provoca hipersecreción de ácido gástrico en las células parietales. El pH duodenal bajo que se produce inaclÍ\'a las enzimas pancreáticas. da lugar a mala digestión y erosiona la mucosa intestinal produciendo úlceras. Cuando se secreta en cantidades considerables, la gástrina inhibe la absorción de líquidos y electrólitos en el intestino. Como resultado el volumen de líquido en el intestino es considerable v. aunado a la reducción del tiempo de paso intestinal, coniribuye a la diarrea que presentan estos pacientes. La determinación de concentración de gastrina en suero es de suma ayuda para diagnosticar el síndrome de Zollinger-EIIison. Los pacientes con esta afección generalmente muestran concentración de gastrina en ayunas supenor en más de cuatro Yeces al lfmite de referencia alto. La valoración de hipergastrinemia suele incluir estir?U· !ación con gastrina tras venoclisis con calcio, esumulacsón con alimentos que contengan proteínas o determinadón de la liberación de gastrina después de infusión de sccreuna. Los

592 • QUIMICA CUNICA

FUNCION GASTROINTESTINAL YPANCRfATICA 3t •

pacientes con gas tri noma suelen presentar una respuesta exagerada de secreción de ácido tras la veooclisis con calcio. Esta última provoca liberación de gastrina en el tejido del tumor y la concentración máxima de gastrina en suero en general se alcanza tres horas después de iniciar la venoclisis. Los pacientes con sfndrome de Zollingcr-EIIison suelen mostrar un incremento al doble o más de la gastrina sérica tras la venoclisis de calcio. Los pactentes con sfndrome de Zollinger-Ellison quizás no liberen gastrina de la mucosa gástrica en canlidades apreciables tras la ingestión de alimentos. Esto se debe a inhibición de la liberación de la gastrina de la mucosa debido al pH bajo del contenido gástrico. Además, es dificil determinar la gastrina que se libera, ya que la concentración de gastrina liberada por el tumor es muy alta en el suero de los pacientes con esta enfermedad. Es probable que la prueba más sencilla y específica para diagnosticar gastrinoma sea la venoclisis de secretina. Normalmente ésta inhibe la liberación de gastrina de la mucosa gástrica. Sin embargo, casi todos los pacientes con síndrome de Zollinger-EIIison muestran incremento de la concentración de gastrina sérica tras la administración de secretina. Los sfntomas que se asocian con el síndrome de Zollinger-Eilison desaparecen con rapidez. y se logra una inhibición exitosa de la secreción ácida al efectuar gastrectomía, eliminar el tumor o usar agentes farmacológicos para inhibir la secreción de ácido

inferior a lo normal y en la úlcera duodenal es superior a lo normal. Las úlceras gástricas casi siempre se forman por reducción de las defensas de la mucosa gástrica, por lo cua) ésta es incapaz. de soponar las lesiones. Las úlceras duodenales se producen debido a la exposición de la mucosa a un incremento de ácido y pepsina. La reducción de la tasa de secreción de ácido en la úlcera gástrica se debe en pane a que la mucosa es incapaz de recuperar el ácido que se ha secretado y ha atravesado la barrera dañada de mucosa. 42 En los individuos normales, la mucosa gástrica es relativamente impermeable al W. En caso de que la barrera mucosa se dañe, el W regresa hacia la mucosa. A medida que se acumula en ese sitio, el pH de las células se reduce, lo que provoca lesiones y muenc celular. Los pacientes con formación de úlcera duodenal tienen una población de células parietales mayor de lo normal yen consecuencia secretan más ácido. Además, la secreción de pepsina es cerca del doble con respecto a la que se observa en individuos normales, según se determina por la medición de pepsinógeno plasmático. Las concentraciones de gastrina plasmática en individuos con úlcera duodenal en ayunas son normales. Sin embargo, el increment
ENFERMEDAD DE MENETRIER

..

La enfermedad de Ménétrier es una afección poco frecuente que se caracteriza por hiperplasia de las células superficiales de la mucosa gástrica. Se observa con mayor frecuencia en varones de la·cuana a la sexta décadas de vida y su causa se desconoce.:;s La hiperplasia de las células de la superficie mucosa se asocia cori hiposecreción gástrica, anacidez y se observa una pérdida excesiva de protefna gástrica. Los pacientes con enfermedad de Ménétrier suelen tener una concentración de proteínas de 4 a 10 mg/100 mi en el jugo gástrico, lo que es muy superior al rango normal de 0.2 a 3 mg/100 m1. 39 Las pérdidas excesivas de proteínas en la secreción gástrica a menudo provocan ltipoalbuminemia y edema perif~ rico. La afección puede ser asintomática o producir dolor epigástrico, náusea y vómito. La enfermedad de Ménétrier generalmente es una afección crónica benigna; sin embargo, en algunas personas fuede progresar a gastritis atrófica o carcinoma gástrico.40• 4 ULCERAS Las úlceras gástricas y duodenales se agrupan bajo el encabezado colectivo de enfermedades de úlcera péptica. Aunque estas afecciones tienen muchos rasgos comunes, sus etiologías son muy distintas. Sin embargo, un ra.~go que tienen en común es la presencia de ácido y pepsina. Las úlceras se forman cuando los daños a la mucosa que provocan el ácido y la pepsina sobrepasan la capacidad de ésta par2 protegerse a sf misma y reemplazar las células dañadas. La secreción de :leidos en In enfermedad de úlceras gástricas generalmente es

FIBROSIS QUISTICA La fibrosis qufstica es una de las afecciones pediátricas genéticas monales más comunes. Se estima que la incidencia de ponadores heterocigóticos es de aproximadamente uno por cada 20. La frecuencia de la enfermedad en la raza blan· ca es de uno en 2 000 y en individuos de raza oriental y negra es muy inferior. La sintomatología va desde leve hasta grave; la enfermedad se manifiesta desde el nacimiento o no se hace evidente sino en etapas posteriores. En general, se descubre del segundo al décimo segundo mes de vida. Los individuos afectados presentan esteatorrca maloliente e infecciones pulmonares crónicas. La fibrosis quística es una enfermedad sistémica que afecta muchos tipos de glándulas exocrinas. La insuficiencia pancreática produce un síndrome de malabsorción que se ca· racteriza por debilidad y pérdida de peso, esteatorrea y absorción deficiente de las vitaminas solubles en ·grasa A, D. E y K. A su vez la deficiencia de vitamina K puede producir anormalidades hemorrágicas. Además de disfunción pancreática cxógena, los pacientes con fibrosis qufstica pueden desarrollar disfunción pancreática endocrina. Muchos presentan intolerancia a la glucosa y un bajo porcentaje de pacientes pediátricos con fibrosis quística tiene diabetes. El diagnóstico temprano de la fibrosis qufstica constitu· ye un problema grave, ya que muchos individuos que la padecen no se identifican sino hasta que mueren. Es conveniente someter a investigación más amplia a Jos pacientes

con enfermedades pulmonares crónicas inexplicables, enfermedades hepatobiliares crónicas, hipoproteinemia, edema y falta de desarrollo.43 La única anormalidad bioqufmica con· gruente es un incremento de la concentración de cloruros en el sudor. El incremento de la concentración de electrólitos en el sudor se debe a una disfunción de las glándulas sudoríparas que hace que se secreten cantidades anormalmente altas de cloruros en el sudor. Otros métodos para su diagnóstico se basan en demostrar insuficiencia pancreática, incremento del contenido de albúmina en el meconio, reducción de la actividad de tripsina en el jugo duodenal y las heces, producción baja de bicarbonato pancreático e incremento de la actividad inmunorreactiva a la tripsina en suero.447 Gracias a las mejorías que se han logrado en los cuidados médicos de estos pacientes, su supervivencia ha aumentado en forma considerable. Con anterioridad, la mayoría de los pacientes con fibrosis quíslica moría durante la lactancia; actualmente, casi todos sobreviven hasta los 20 años cuando reciben el tratamiento adecuado. - -

ENFERMEDAD DE CROHN La enfermedad de Crohn es una afección innamatoria crónica del intestino de etiología desconocida. Con frecuencia afecta el área ileocecal, aunque puede afectar prácticamente cualquier pane del aparato digestivo. La incidencia de la enfermedad ha aumentado notablemente en Jos últimos 35 años y en la actualidad se reconoce en panes del mundo en las que antes era poco frecuente, como Brasil y Japón, y se ha hecho más común entre niños pequeños.43 Ningún estudio ha demostrado de manera convincente que la enfermedad se deba a algún agente infeccioso viral o bacteriano específico. Se han estudiado los mecanismos inmunológicos como causa de la enfermedad de Crohn, ya que los pacientes que la presentan tienen incremento de las concentraciones de inmunoglobulinas en suero mientras la enfermedad está activa. Los pacientes con enfermedad de Crohn a menudo presentan sfnt omas de diarrea, dolor abdominal, pérdida de peso, náusea y vómito. La malabsorción de vitamina B12 también es frecuente. La elevada incidencia de cálculos de la vesícula en estos individuos puede ser ocasionada por malabsorción de las sales biliares.49 La esteatorrca, que generalmente se debe a desarrollo excesivo de bacterias secundaria a angostamiento de los intestinos, que se presenta en la enfermedad de Crohn puede provocar deficiencias de las vi- taminas Jiposolubles. Los pacientes también muestran hipopotasemia como resultado de la diarrea grave que padecen. Generalmente, el diagnóslico de la enfermedad de Crohn se confirma mediante estudios radiológicos. Los datos de laboratorio para valorar la actividad de la enfermedad, como hemoglobina. albúmina y tasa de sedimentación de eritroci·os. en ocasiones producen resultados confusos. Los reacti•·os de fase aguda, la proteína C-reactiva y el orosomucoide son indicadores bastante sensibles de la actividad de la cnfermedad.l{)

m

PANCREATITIS La pancreatitis es una afección innamatoria del páncreas que casi siempre se asocia con lesiones a las células acinares. La pancreatitis se clasifica en dos subgrupos: aguda y crónica. La diferencia entre la enfermedad aguda y crónica se basa en ]~ ~~~r~ción de _la integridad estructural y funcional de la glándula tras-un ataqu~e-Ja enfermedad. La pancreatitis aguda es una afección innamatoria aguda que generalmente se presenta con dolor abdominal, sensibilidad epigástrica, náusea y vómito. La inflamación y necrosis de la glándula provocan liberación de enz.imas pancreáticas a la sangre. La fuga de enz.irnas pancreáticas activadas puede producir destrucción extensa del páncreas y los órganos circundantes, pérdida de la integridad vascular, hipotensión y choque. Los pacientes que se recuperan de un ataque de pancreatitis aguda presentan cicatrización de la glándula y recuperación de su estado normal seg!in análisis del func ionamiento exocrino y endocrino y por la anatomfa burda y microscópica.s 1 La pancreatitis crónica es una enfermedad más indolente. - Los pacien~~ntan¿taqt!es recurrentes de dolor u ocasionalmente la afección es indolora.l2 El principal proceso fisiopatológico de la pancreatitis crónica es la destrucción de células endocrinas y exocrinas del parénquima que conduce a insuficiencia' en forma de mala digestión y diabetes. Conforme más tejido pancreático se reemplaza por tejido fibroso, la concentración de enzimas pancreáticas en suero disminuye, de manera que los pacientes con frecuencia tienen actividad subnormal de enzimas pancreáticas en suero. Sin embargo, las personas con pancreatitis crónica que han desarrollado seudoquistes a menudo presentan un incremento persistente de la actividad enzimática en suero. Se cree que los principales factores que provocan pancreatitis incluyen alcoholismo agudo y crónico, y afecciones del conducto biliar. Estas dos etiologfas producen de 75 a 85% de todos los casos de pancrealitis aguda. Un porcentaje más bajo de pacientes presentan pancreatitis por diversas causas que incluyen intervención quirúrgica, hipercalcemia, fármacos e hiperlipidcmia.s1 En cerca de 10% de los casos no se han identificado factores etiológicos. Los datos de laboratorio son imponantes para el diagnóstico de pancreatitis. El páncreas sintetiz.a más de 22 eniimas digestivas que se liberan a la circulación tras la inflamación pancreática. Como resultado, se emplean diversas sustancias para diagnosticar la enfermedad. .' . La determinación de la actividad de amtlasa en suero stgue siendo la prueba más empleada y aceptable para el diagnóstico de pancreatitis. Sin embargo no es infalible ya que se observa hiperamilasemia en diversos estados de enfermed_ad que no afectan el páncreas, ya ~ue la ami_lasa está ~pita­ mente distribuida en los tejidos. Los pactentes con tOsuficiencia renal también retienen amilasa en suero.l4 Aunque el incremento de nivel_~ amilasa ~érica es útil para el diagnóstico de la pancreatttts, la magmtud del aumento no se correlaciona con la gravedad de la enfermedad Y de hecho puede relacionarse inversamente co~ la gravedad. En un intento de incrementar la espectfictdad de las pruebas de amilasa para detectar pancrcatitis se ~an desarrollado métodos para determinar isnenztmas de amtlasa. Gene-

594 • QUIMICA C~ICA

·raJmente en el suero normal se encuentran isoenzimas de la glándula salival y de origen pancreático; Jos pacientes con pancreatitis presentan un incremento notable de la isoenzima pancreática. La lipasa sérica es una prueba que debe efectume con mayor frecuencia en pacientes con sospecha de pancreatitis. Gracias a los nuevos métodos suplementados con colipasa, los sujetos con pancrcatitis suelen mostrar incremento de la actividad de Jipasa antes de que se observe aumento de la ac· tividad de amilasa.51 Sin embargo, la Jipasa regresa a valores normales antes que la amilasa. La lipasa tambitn se incrementa en pacientes con insuficiencia renal. En comparación con la :unilasa total y la de tipo pancreático, la lipasa es más cl1cn1 para diagnosticar a pacientes con la enfermedad.55 Otras cn1imas pancreáticas que son útiles para el diag· n&!tlco incluyen tripsina inmunorreactiva, carboxipeptidasa A, fosfolipa1a A y elnstasa. LA pancrcatitis puede desarrollnrse y ocasionar afecciones multlsisttrnicas debido a la liberación de enzimas diges· tivus nctivadaJ a la circulación. Por tanto, las lesiones a ór· gnnos como riftones, hfgado y pulmones pueden provocar niveles anonnales de diversas sustancias (cuadro 31·13). La mayorfa de los intentos para tratar la pancreatitis aguda producen beneficios limitados. El empleo de agentes terapéuticos como fármacos anticolin&gicos para reducir la secreción pancreática y dar reposo a esta glándula son de poca aplicación. El lavado peritoncal parece prometedor; sin embargo, esta téc· nica no está indicada para los casos de pancreatitis más comu· nes, ya que cualquier intento de tratar con la glándula aguda· mente inflamada es peligroso. La terapéuúca de reposición de líquidos por pérdidas debídas a vómito y hemorragia ayuda a evitar complicaciones producidas por insuficiencia renal aguda, que a menudo se desarrollan en estos pacientes.

' TUMORES CARCINOIDES Los tumores carcinoides se ~ncuentran con mayor frecuencia en intestino delgado, apéndice o recto. Suelen producir y almacenar 5-hidroxiuiptamina (5-HT). Casi siempre, se observa coproducción de otras sustancias como histamina, cininas vasoac· tivas y prostaglandinas. Los síntomas incluyen rubor, diarrea, dolor abdominal e insuficiencia del lado derecho del corazón. La 5-HT que producen estos IUmores se libera al torrente sanguíneo. La mayor parte de la S·HT que se libera, se deCuodlo 31· 13. Pluebos de loborafollo qua indican lesiones o lol órganos secundarlos o poncreotills51

Electrólitos: Na', K', cr-. HCO,] , pH, PCO:!, PO:! Creatinina Urea Calcio Magnoslo

TrlglicMoos Enllmas hepáticas O.lhrublll(l fACIOIOS dOCOIIgulllclón

DIARREA ACUOSA, HIPOPOTA!EMIA YSINDRO_M_E_ DE ACLORHIDRIA - -- Los rumores de los islotes del páncreas que se denominan vipo. mas, ioducen el síndrome característico de diarrea acuosa, hi· popotasemia y aclorhidria (síndrome WDHA). Este síndrome es ocasionado por liberación de VIP por el tumor. Además de diarrea acuosa, hipopotasemia y aclorhidria, los pacientes con dicho síndrome con frecuencia presentan hipotensión y rubor cutáneo. Generalmente se detecta VIP en el organismo y en concentraciones más altas en el siSiema nervioso y el conducto digestivo. En condiciones normales, las concentraciones de VIP en plasma son muy bajas ya que la honnona se degrada f1l. pidamente tras su liberación a la circulación. La determinación de concentraciones plasmáticas de VIP es la prueba más útil cuando se sospecha que existe diarrea debido a algún tumor secretorio. La VIP es sumamente lábil y es necesario tomar precauciones para evitar que se degrade antes del ensayo. Los procedimientos de ensayo ra· dioinmanológico para detenninar la concentración de V!P son útiles, aunque poco sensibles para detectar Jos niveles bajos presentes en individuos normales. La liberación de VIP se trata mediánte extirpación qui· rúrgica. Sin embargo, en caso de que ésta no sea posible, Jos tumores se tratan con el agente citotóxico estreptozocina. al cual son muy sensibles. Uno de los principales inconvenieo· tes del uso de este fármaco es la tollicidad renal, de manera que debe emplearse con precaución en pacientes con afee· ciones del funcionamiento renal.51

---~------RESUMEN

lltn~lcbolll

IIDII\ IIÓ(.IoiO

ll!l(lH!nllltlvlillococltos

¡estino delgado e intestino grueso. Hl M;11do y el Jl~nc r eu son órganos accesorios que secretan cn7.Írtlll.l pnra ayudnr n )a descomposición qufrnica de. los alimentos y tambitn con· l i"enen glándulas endocrinas que secretan honnonas para regular la actividad motora y secretoria del aparato digestivo. El estómago contiene y procesa el alimento que absorbe el intestino delgado. Se absorben sustancias solubles en agua y algunas sustancias solubles en grasa, como el etanol. El estómago secreta ácido clorhídrico y las enzimas pepsina y lipasa gástrica para ayudar a la digestión. la gasuina es una hor· _ mona que secreta el estómago como respuesta a la estimula· ción vagal o a la presencia de alimentos y estimula la secre· ción de ácido y la secreción de la proenzima pepsinógeno. La mayor parte de la digestión y la absorción se verifica en el intestino delgado. La absorción se lleva a cabo median· te procesos de transporte activo y pasivo. Algunos compuestos como calcio, hierro y ciertas vitaminas requieren de me· canismos de transporte específicos para su absorción. Cuando alguno de estos mecanismos de transporte falla, se observan deficiencias de minerales o vitaminas. La mucosa intestinal secreta diversas enzimas importan· --;r--tes para la digestión de alimentos. La digestión del almidón es mediada por disacaridasas intestinales y amilasa que se· creta el páncreas. Las enzimas proteolfticas que libera el páncreas son activadas por la enterocinasa, una enzima regu· - latoria que secreta la mucosa intestinal. Además de secrew enzimas, el conducto gastrointestinal secreta hormonas que controlan la secreción, digestión, absorción, motilidad gas· trointcstinal y la liberación de otras honnonas. El hígado es un órgano accesorio imponante para la digestión. La excreción exocrina del mismo, que se denomina bilis, se almacena en la vesícula durante el periodo interdi· gestivo. La bilis tam bi~n constituye la principal vía de excre· ción para mctabolitos tóxicos, colesterol y productos grasos de desperdicio metabólico. El páncreas probablemente sea la glándula digestiva más importante de todo el organismo y produce secreciones endocrinas y exocrinas. La porción endocrina del páncreas consta de islotes de Langerhans, que producen glucagon e insulina. La porción exocrina del páncreas consta de células acinares secretoras de enzimas y secreta un líquido rico en enzimas digestivas y proteínas no digestivas. El diagnóstico de laboratorio de disfunción gastrointestinal se divide en pruebas que ayudan a detcnninar causas de la malabsorción y las que ayudan a determinar causas de mala digestión. Las pruebas que se llevan a cabo en individuos con malabsorción incluyen la prueba de Schilling en caso de deficiencia de vitamina B12. detenninación de lacta· sa en pacientes con intolerancia a la lactosa. contenido de grasa fecal en sujetos con malabsorción debida a disfunción pancreática o intestinal y prueba de absorción de D·xilosa que también es útil en casos de malabsorción. El análisis de secreciones gástricas ayuda para diagnosticar a pacientes con anemia perniciosa que presentan anncidez y para individuos con sfndrornc de Zollingcr·EIIison que mucstmn acidez gás· trica notable. Existen di versos pruebas de laboratnrio que sir· ven para c~tnhl tccr In cau\n ~ 1'''"" rlr tlllll\

grada a ácido 5-hidroxiindolacético (5-HIAA) en un solo paso a través de la circulación pulmonar y se excreta a la orj. na. La determinación de concentraciones de 5-HIAA en orint se efectúa por diversos métodos, que incluyen espectrofoto. metrfa, fluorimetrra, cromatograffa de lfquidos de alta reso. lución, cromatogralia de gases y procesos radioenzimáticos. La excreción urinaria de 5-HIAA en pacientes con car. cinoides generalmente es de cinco a 50veces-las cañiiil:id · -normales.56 Cuando se detecta un incremento de 5-HlAA que equivale a valores l!mite, es necesario repetir la prueba. El paciente debe evitar ingerir alimentos como plátano aguacate, piña y chocolate, y fármacos como reserpina, y~ que éstos incrementan falsamente la concentración urinaria de 5·HIAA. Se observa una reducción baja de concentrnciónde 5-HIAA en pacientes con enfennedades renales y tras la resección del intestino delgado. El único método para curar la enfennedad es la extirpación quirúrgica del tumor. En general se da tratamiento de apoyo y los agentes citotóxicos no son de mucha ayuda.

El aparato digestivo está fonnado de un conducto gastroin· testinal que consta de boca, faringe, e~ófago. cst0111i1FO, in·

fut ntn Oo.lllt3 ~C u nsrc ()UC producen hemorragia intermi· rente. ).Q detcrrnlnQción de cloruros en el sudor es una herra· mienta sumamente conl1ablc para el diagnóstico de fibrosis qufstica. La enfenncdad afecta las glándulas que secretan mucosidad y las glándulas sudoñparas exocrinas, y provoca una secreción de moco con viscosidad anormal en el conducto de excreción pancreática, lo que produce insuficiencia pancreática, e incremento de cloruros en el sudor. La detenninación de la concentración de gastrina sérica desempeña una función importante para el diagnóstico del síndrome de Zollinger-EIIison y anemia perniciosa, ya que ambos se asocian con un incremento notable de la concentra. ción de gastrina en suero. Aparentemente la determinación de ácidos biliares en suero es un indicador sensible del funcionamiento pancrráti· co. La determinación de la concentración de ilcidos bilbrr' es de utilidad para el diagnóstico de disfunciones htJI~ I Icl1 mínimas cuando otros indicadores bioqufmico1 del funch1111t miento hepático se encuentran dentro tic los r ~llGI)1 11~ r ~ l 1• rencia normales.

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56

591 • QUIMIC~ CUNIC~

J

APLICACION DE CONCEPTOS 31·1 Un paciente de 52 años que ingresa al hospital sufre pérdida de peso, anorexia, debilidad y fatiga. También se queja de distensión abdominal con dolor y calambres. Se obtienen los siguientes datos de laboratorio durante su ingreso: Na• K• .

cr

BCO¡Giucosa Nitrógeno ureico sanguíneo Crcatinina Proteína totales Atb~rnina

Bilirrubina

AST ALT

131 mmolll. 3.4 mmolll. 95 mmolll. 26mmolll. 96 mgllOOml 11 mg/IOOml 1.2mg/100ml 5.3 g/100 mi 3.2 g/100 mi 0.2mg/100ml Nomtal Normal

l. ¿Cuál de las siguientes afecciones puede producir los datos anormales de laboratorio?

a. Disfunción renal b. Penurbaciones gastrointestinales c. Intolerancia a los car~ohidratos d. Disfunción hepática 2. Se sospecha una penurbación gastrointestinal o intolerancia a los carbohidratos. ¿Cuál de las siguientes prue· bas proporcionará información diagnóstica adicional? a. Nivel de vitamina B12 b. Examen fecal burdo c. Determinación de niveles de gas trina en suero d. Determinación de la producción de ácido basal

:::C:::A=P=I=T=U=L= O = l .

3. Los datos de laboratorio acumulados indican que la afección más probable es:

.

-.·- · Valoración nutricional:. macronutrientes, · viiaminm; y elementos

a. Malabsorción b. Enfermedad de úlcera péptica c. Anemia perniciosa d. Síndrome de Zollinger-EIIison

·. .,

4. Se efectúa un diagnóstico de malabsorción a partir de los signos y síntomas clínicos y los datos de laboratorio acumulados. ¿Qué prueba adicional constituye un indi· cador definitivo de malabsorción?

.

· "·

:Rebecca Rettmer

tram

5. Se lleva a cabo una prueba de grasa fecal de 72 horas y se obtiene un resultado de 8 g/24 horas. lnterprételo.

•

6. Indique dos órganos gastrointestinales que producen malabsorción cuando no funcionan bien. 7. ¿Qué prueba ayuda para diferenciar entre malabsorción

debida a insuficiencia pancreática y malabsorción intestinal? R. Se realiza la prueba con D-xilosa y se obtienen los si· guientes resultados en orina: 2.2 g/5 horas. Interprete la prueba de absorción de o-xilosa. 9. ¿Qué tipo de malabsorción presenta el paciente?

10. ¿Cuál será el probable nivel de calcio en el paciente y por qué? a. Normal b. Aito c. Bajo

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

Trl()ltcOridol Acldos QICII6. o:onel{•íll ACI<Jos QIOIOI no OIIOitncodol

Groso locO!

• Definir Jos siguientes términos que se relacionan con dellclenclas nulrlclonales: Desnutrtclón

Marasmo Kwoshlorl
• Enumerar Jos mélodos para la valoración subjetiva del estado nulriclonal y descñblrlos. • Discutir el slgnHicado c~nlco de los siguientes marcadores bioquímicos para síntesisp¡otelca: Alb(mlno

TrCJ'\Sfeulno Proteína eniOlonte de rellnol Recuento total de UnfocHos

tndlce de creotlnlno Htdroxtproina 3-metll rlstldha Bolonee de nitrógeno

• Dellnlr las vltomlnos y claslflcarlas con bale en sus propiedades de solubilidad. • Explicar el slgnHicado c~nlco de los estados y síntomas de deftclencla de lasslgulenles vitaminas y describirlos: Vitomtno C l1anJnO lllboflavlno Plrldoxlno Cobatamlno

AddofóDco Ntoctno Blotlna VItamina A Vitamina O Vitamlno E VltamlnoK

• Definir los elementos traza. • Explicar el slgnHicado c~nlco de lossiguientes marcadores bioquímicos del estado de carbohldratos: Glucosa Hemoglobina ¡¡lucosllodo Fructosonino

• hplicor t l tlonlflcodo ollnlco dt la• tlgllittnltJ morcMorts bloquln11COt tltlfll(ltlo
• Describ~ los funciones biológicos propuestas para los siguientes elementos traza: Hierro

Yodo SOlorlo 7tr.c

el~~o l krml'

VALOilACION NUTR!CIONAL MACRONUTRIENTES. VITAMINAS YELEMENTOS TRAZA 32 • 60t

600 • QUJMICA CUNICA Mcrlgoneso

Cuadro 32·1. Electo de estados graves dt ctesnutrlclón conocidos como rnarosmo, kwoshlodcor y d~rlclón prcltlco-eolórlca, en dlverso~lndicodores dtl tslodo

Molbdeno Cromo Cobalto t.lqJel Sllclo EJiol\o Vonoclo

• Explicarlas condiciones relacionadas con Incremento o reducción de los elementos lraza mencionadas.

CONTENIDO DEL CAPITULO VALORACION NUTRICIONAL DE MACRONUTRIENTES Valoración subjeHva Marcadores bioquímicos del estada de proteínas Marcadores bioqlirnicos del estada de carbohldratos Marcadores bioquímicos del estado de lípkÍos VALORACION NUTRICIONAl DE VITAMINAS Vllomlnas hidrosolubles Vitaminas llposolubles

Se considera que la desnutrición se desarrolla en cuatro etapas: 1) consumo inadecuado o incremento de las pérdidas de nutrientes que conduce a 2) reducción de las reser\'as de nutrientes seguida por 3) cambios bioquímicos espccfficos y, por último, 4) aparición de síntomas clínicos. Para evitar que se produzca ia desnutrición se han investigado los ni·1eles dietéticos recomendados para la mayoría de los nutrientes. 1 El nivel dietético recomendado de un nutriente es el nivel de consumo que se considera adecuado para cubrir las necesidades de nutrientes de una persona saludable. La deficiencia grave de proteínas, de calorías o de ambas sustancias produce tres síndromes clínicos: marasmo, kwashiorkor y desnutrición proteico-calórica. El marasmo se debe a una deficiencia crónica en el consumo de energía total (p. ej., calorías). Los músculos esqueléticos y los depósitos de grasa del paciente con marasmo se reducen en forma grave y su funcionamiento inmunitario se ve afectado. Teniendo en cuenta estas mediciones antropométricas anormales, las concentraciones proteicas en suero son normales. El kwasbiorkor se debe a un consumo crónico inadecuado de proteínas. Se caracteriza por reducción de la concentración de protd nas en suero y afecciones del sistema inmunitario. El desgaste del músculo esquelético se hace aparente pero se preservan las resen•as subcutáneas de grasa y las mediciones antropométricas se encuentran dentro de límites normales. Un síntoma característico de este Síndrome es el aumento de peso a pesar de la desnutrición. Este aumento de peso se

GEB!omon;no • 655.1 + (9.6 xPCA) + (1.7xH)-(4.7xA).

rUrlcionol Indicador del estado nvtrlclona/

Poso del cuerpo Masa do Qtasa antropométrica Masa muscular antropométrica Funcionamiento ir1rrMntarlo Protefnas viscerales Masa magra del cuerpo

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Matasmo

Desnv/Jición Kwashiorlror proleico-calórica

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=reruddo; -+ • sin cambio; r : 3Lme/\tado.

debe a la presencia de edema La d&outricióo proteico-ta· lórica se debe a una privación prolongada de nutrientes proteicos y calorías totales. Se observa un desgaste grave de músculos y reservas de grasa, la inmunocompetencia se deprime y los niveles de proteína en suero disminuyen. En el cuadro 32-1 se resumen las características de estos tipos de desnutrición.

VALORACION NUTRICIONAL DE ELEMENTOS TRAZA RESUMEN

GEBm.sc..lno= 66.5 + (13.7 x PCA) + (Sx H)- (6.8x A)

--~--VALORACION NUTRICIONAL DE MACRONUTRIENTES VALORACION SUBJEnVA En la actualidad no existe ningún método para valorar en forma adecuada el estado nutricional. Los métodos que se emplean con este fin incluyen anamnesis, antecedentes die· !éticos y examen físico. La anamnesis ayuda a identificar factores de predisposición para el desarrollo de desnutrición, como afecciones digestivas o de la absorción, cáncer, enfermedad hepática, enfermedades renales y otros padecimientos crónicos. Los antecedentes dietéticos incluyen antecedentes de aumento y pérdida de peso, así como consumo de nutrientes. Los requerimientos enerSéticos se calculan median· te la ecuación de Harris-Benedict que se indica en la figura 32-1 . Estos cálculos permiten estimar el gasto de energía basal (GEB) en kcaUdía. Cuando el consumo dietético es igual al gasto, se alcanza un equilibrio calórico. Si el consumo de calorías es menor al gasto, las reservas de grasas y proteínas del organismo se movilizan y se metabolizan para aportar la energía necesaria. El examen físico revela signos de desnutrición como cambios en el pelo, la piel y las uñas. Las determinaciones antropométricas proporcionan in· formación general acerca del estado nutricional. Las medí·

flg. 32·1. Ecuación de Harris·Benedicl para calcular el gasto de energfa basal (GEB) en kcal. PCA = peso corporal actual.

cienes-antropométricas de Utilidad incluyen peSO de] CUCIJlO, medición de pliegues cutáneos y circunferencia del brazo. El peso del cuerpo refleja el consumo de calorías. El peso del paciente se valora contra tablas estandarizadas3 pero, lo que es más importante, se compara con su peso acostumbrado. Las pérdidas de más de 10% del peso COIJlOral normal siempre tienen significado clínico.4 Las mediciones de los pliegues cutáneos permiten estimar la grasa del cuclJlO. La mayor panc de la grasa se deposita por debajo de la piel; por tanto, cuando se mide el grosor del pliegue cutáneo se estima la grasa subcutánea y esta medida constituye un índice de la grasa total del cuerpo. La determinación de la circunferencia de los brazos es simplemente un índice de la masa muscular. . - Las mediciones antropométricas constituyen una estimación ~~grasa total del organismo y de la masa muscular. Estas técnicas son poco precisas y se observa un coeficiente de variación (CV) de hasta 22% entre uno y otro técnico al efectuar la medición del mismo factor.' Los marcadores bioquímicos del estado nutricional son herramientas de valoración importantes ya que con frecuen· cía permiten diagnosticar desnutrición marginal o preclfnica. Los marcadores bioquímicos a menudo indican anormalidades antes de que se detecten síntomas clínicos de deficiencias. En el resto del presente capítulo se describen los marcadores bioqulmicos para macronutrientes (proteínas, carbohidratos y üpidos) y para micronutrientes (vitaminas y elementos uaza).

MARCADORES BIOQUlMICOS DEL ESTADO DE PROTEINAS Las proteínas, en forma de aminoácidos, son necesarias para la síntesis de todas las proteínas del organismo y compuestos nitrogenados. Un gramo de proteína apena al cuerpo 4 kcal de energía. Las deficiencias proteicas casi nunca se observan como casos aislados, sino que se acompañan de otras deficiencias de nutrientes. El nivel dietético recomendado de proteínas para adultos es 0.8 glkg/día. Además, se recomienda que el consumo de proteínas constituya de 10 a 15% de las calorías totales diarias. La albúmina en suero es un marcador bioquímico que suele emplearse para detectar desnutrición y desde hace tiempo se utiliza en estudios de la población y para valorar a pacientes hospitalizados. La hipoalbumincmia se correlaciona con un incremento de morbilidad y mortalidad. Las reservas de albúmina del organismo son grandes, y un 40% de las mismas se encuentra en el compartimiento intra\-ascular.4 Durante periodos de agotamiento de proteínas, la albúmina de las reservai extravasculares se moviliza para preservar la albúmina sérica a una concentración bastante estable. Por tanto, los niveles de albúmina en suero no descienden hasta que el agotamiento de proteínas es muy grave.

La vida media de la albúmina es de 20 días. Por tanto, la concentración de albúmina en suero refleja etapas tardías de desnutrición y no constituye un buen indicador de deprivación de proteínas a cono plazo. La determinación de albúmina es una prueba adecuada como pane de la valoración inicial del estado nutricional. Sin embargo, diversos aspectos del metabolismo de la albúmina limitan su valor como prueba eficaz para vigilar la terapéutica nutricional. La concentración de albúmina la afecta considerablemente el estado de hidratación del paciente y aumenta en casos de deshidratación. Los niveles de albúmina también varían a consecuencia de otras afecciones además de desnutrición, como enfermedades hepáticas, padecimientos renales crónicos, infecciones graves y diversas enfermedades sistémicas. Los valores de referencia para la albúmina son de 3.5 a 5.0 g/100 mi. Los valores <2.1 g/100 mi indican agotamiento grave. La prealbúmina, que se conoce también ~omo transtiretina o prealbúmina enlazante de tiroxina (TBPA), transporta la tiroxina. La sensibilidad de la prealbúmina a cambios tempranos en el estado nutricional le confieren gran importancia para la valoración nutricional. La prealbúmina tiene una vida media de uno a dos días. Por tanto, las concentraciones de prcalbúmina responden con rapidez a requcciones de aporre energético, aunque el consu· mo de proteínas sea adecuado. La prealbúmina responde con rapidez al suministro de alimentos y permite vigilar con claridad la respuesta del paciente a la terapéutica nutricional. La concentración de prcalbúmina se reduce en forma considerable en casos de kwashiorkor y desnutrición proteico-calórica. Como ocurre con otras proteínas en el suero, la prealbúmina se modifica debido a diversas afecciones fisiológicas y patológicas además de la desnutrición. Por ejemplo, la preal· búmina es muy sensible al funcionamiento hepático. En ge· neral, se incrementa en afecciones renales debido a una re· ducción de la depuración renal y aumenta en pacientes que sufrieron quemaduras. Sin embargo, la prealbúmina no se ve afectada en forma tan notable como la albúmina por variaciones del estado de hidratación o afecciones hepáticas. La prealbúmina se mide en el laboratorio en forma manual mediante inmunodifusión radial (RID) o por métodos inmunoturbidimétricos más automatizados. Los valores de referencia para la prcalbúmina son 20 a 40 mg/100 mi. Los valores <10 mg/100 mi indican agota· miento grave. La transferrina es la proteína que transporta el ion férrico en la sangre. Más de 99% del hierro total en suero está enlazado con cerca de la tercera parte de las reservas de transferrina del organismo.4 Desde hace tiempo se utilizan las mediciones de transferrina en estudios epidemiológicos amplios para determinar el estado proteico. Su utilidad para diagnosticar desnutrición marginal o subclfniea es dudosa debido al amplio espectro de valores rcponados en diversos estudios. La transferrina tiene vida media de ocho días. Su concentración se reduce en casos de desnutrición proteico-calórica v debido a su vida media breve, los niveles de transferrina resp~~dcn antes de que se detecten cambios en la albúmina.

VAtORACION NVTiliCIONA~ MACRON\JTRIENTES. VITAMINAS Y ELEMENTOS TRAZA 32 • 603

602 • QUIMICA Clr.IICA

La transferrina se ve afectada por otros factores además de la deficiencia proteico-calórica. El valor diagnóstico de la determinación de transferrina para casos de desnutrición es particularmente limitado en presencia de anemia por deficiencia de hierro. La deficiencia de hierro desencadena un incremento de la síntesis de transferrina en el hígado; por tanto, los niveles de transferrina en pacientes anémicos son menos sensibles al agotamiento proteico. De manera similar, se observan incrementos de transferrina en caso de embarazo. Otras afecciones, como enfermedad hepática, síndrome nefrótico y afecciones neoplásicas provocan también hipotransferrinemia. Los valores de referencia para la transferrina son de 200 a 400 mg/1 00 mililitros. La proteína eolazaote de retino! (RBP) es una proteína visceral pequeña con vida media bastante corta, de tan sólo 12 horas. La RBP responde con rapidez al agotamiento de energía y de proteínas. La prealbúmina y la RBP circulan enlazadas una con otra en la relación molar 1: l. Responden al agotamiento proteico y a la reposición prácticamente de manera paralela. Sin embargo, en casi todos los casos de la práctica clínica es mejor medir la prcalbúmina, ya que está presente a concentraciones muy superiores en la sangre. Como su nombre implica, la proteína enlazante de retino! es una proteína de transporte para el retino! {vitamina A). La RBP responde con rapidez cuando se administra reti· nol a los pacientes con deficiencias y su concentración desciende en caso de deficiencias de retino), las cuales se observan con frecuencia cuando•existe desnutrición. Los niveles de RBP también se reducen en hipertiroidismo, enfermedades hepáticas crónicas y deficiencias de zinc. Como normal· mente la RBP se depura en los riñones, sus niveles aumentan en casos de enfermedad renal. La RBP se mide manualmente por inmunodifusión ra· dial y por métodos más automatizados mediante técnicas de ensayo inmunológico con látex. Los valores de referencia para la RBP son 3 a 6 mg/100 mililitros. El recuento total de linfocitos (TLC) es un índice de inmunocompetencia deprimida en casos de desnutrición. Cuando hay desnutrición crónica, el número y funcionamiento de los linfocitos se reduce. La disminución del re· cuento tOla! de linfocitos se correlaciona tanto con la deprivación proteica y calórica como con la morbilidad y mortalidad en pacientes hospitalizados. El recuento total de linfocitos es útil como herramienta económica de detección, pero diversos factores relacionados con el estado hematológico total del paciente afectan Jos resultados y es necesario evaluarlos cuidadosamente antes de atribuir la reducción del recuento total de linfocitos a desnutrición. El recuento total de linfocitos es un componente común de cualquier biometrfa hemática completa, como la que se efectúa en el contador Coulter o en instrumentos automáticos similares para hematología. Los valores de referencia para el recuento total de linfocitos son 2 000 a 3 500 célulaslmm3. En casos de desnutrición leve el recuento total de linfocitos es <1 800 células/mm3 y en desnutrición grave es <800 células/mm 3•

Las pruebas bioquímicas para el estado de proteínas que se describieron con anterioridad se llevan a cabo con muestras de suero, plasma o sangre entera. El estado proteico también se detennina midiendo los metabolitos en orina. El índice de creatinioa indica el estado de las reservas musculares o la masa magra del organismo y constituye un indicador sensible del agotamiento proteico. La e~creción de creatinina en orina depende de la masa magr:l del cüeij)O: P'or-tanto, cuando ésta se agota como resultado de deficiencias proteicas, la producción de creatinina en orina disminuye. El índice de creatinina es una comparación entre la producción real de creatinina en orina del paciente y la producción ideal de un individuo sano del mismo se~o y estatura. Los valores ideales para creatinina en orina que se utilizan en el cálculo se publican en tablas estandarizadas.6 El índice se determina como sigue:

en el tejido muscular. Cuando este tejido se degrada, se libe- do el nivel de proteínas es bueno, se alcanza un balance de nitrógeno positivo de 4 g/día. La fórmula de balance de nira 3-MH y se excreta con rapidez a la orina. La tasa de extrógeno no se aplica a pacientes con enfermedades renales o creción urinaria refleja la descomposición de mas3 muscular. que tienen otras afecciones clínicas que producen pérdidas Dwante periodos de agotamiento proteico la 3-MH en orina anormalmente altas de nitrógeno, incluyendo quemadwas, disminuye. enfermedades de la piel y enteropatfas con pérdidas proteicas. La 3-MH se cuantifica mediante un analizador de amiHistóricamente, el nJN se ha medido por el método - noácidos que emplea cromatografía de intercambio iónico, mediante cromatografía de líquidos de alta resolución o por Kjeldahl. En fecha más reciente, el método para detenninar métodos flu orimétricos. Como la 3-MH es un subproducto el nJN se adaptó a la técnica de quimioluminiscencia, que de la proteína muscular que se ingiere, es necesario excluir es un proceso más rápido y preciso. Los valores de referencia son +2 a t4 g/día. E~iste agola carne de la dieta durante tres días antes de obtener la tamiento proteico cuando los valores que se obtienen son < - 4 muestra. Los valores de referencia para 3-MH son 3.0 a 9.0 g/día. mg/dfa. El balance de nitrógeno es la diferencia entre el consuMARCADORES BIOQUIMICOS DEL ESTADO mo y la excreción de nitrógeno y constituye uno de los métodos más empleados para valorar el estado proteico. En in- DE CARBOHIDRATO$ Indice porcentual de creatinina dividuos normales y saludables Jos procesos anabólicos y Los carbohidratos son la principal fuente de energía de la catabólicos se encuentran en equilibrio y el balance de nitródicta; cada gramo de carbohidratos aporta 4 kcal de energía. _ creati~inareal en ori~a x lOO geno es igual a cero. Durante eventos catabólicos (traumatis- Los principales carbohidratos de la dieta son azúcares y car- creaunma WJeal en onna mos, sepsis, quemadwas) o cuando el consumo de nitrógeno bohidratos complejos. Los azúcares incluyen glucosa, fruc- -+-es deficiente, es probable que la excreción de nitrógeno extosa, sacarosa (azúcar de mesa) y lactosa (azúcar de leche). El índice de creatinina constituye una medición eficaz ceda el consumo, lo que da lugar a un balance negati\'Ode Los carbohidratos complejos incluyen almidones y fibras de nitrógeno. de la masa magra del cuerpo. Sin embargo, para la prueba se la dieta. Los carbohidratos que se emplean para terapéutica requiere tomar una muestra de orina de 24 horas, por lo cual Normalmente, de 90 a 95% de las pérdidas de nitrógeno nutricional con frecuencia contienen dextrosa como parte de es poco eficaz como prueba de detección simple. Es necesadiarias ocurren por la orina y el 90% de ellas son en forma una fórmúla nJtricional especial. Un adulto saludable debe rio recolectar la orina durante este periodo porque las tasas de urca. Por tanto, la medición de nitrógeno ureico en orina recibir de 50 a 60% del consumo calórico total en forma de de e~creción varían a lo largo del mismo. (UUN) en una muestra de 24 horas es un método bastante carbohidratos. Los valores de referencia para el índice de creatinina preciso para determinar la e~creción de nitrógeno. El cálculo El estado de carbohidratos se vigila con mayor eficacia son >90%. En casos de desnutrición es <60 por ciento. del balance de nitrógeno se aproxima al de e~creción de ni- determinando simplemente la glucosa sanguínea. Es más La hidroxiprolina es un aminoácido que se forma dutrógeno mediante el UUN y un factor de corrección de 4. conveniente tomar la muestra en ayunas. Los niveles de glurante la síntesis de colágena. La excreción de hidroxiprolina Este factor tiene en cuenta el nitrógeno que no se mide por el cosa sirven como indicador de la eficacia de la insulina, que en orina aumenta como resultado de la síntesis proteica du· UUN e incluye nitrógeno ureico en orina y pérdidas cutáneas con frecuencia se administra junto con las fórmulas suplerante periodos de crecimiento a<:tivo. Las concentraciones de y a través de las heces. El consumo de nitrógeno procede de mentarias para la nutrición. A largo plazo, el control de glucosa se vigila mediante hidroxiprolina dependen en forma considerable de la edad Yes la proteína de la dieta. El fa<:tor de 6.25 transforma los graconveniente utilizarlas para valorar el consumo proteico Yla mos de prO!eína de la dieta en gramos de nitrógeno. El cálculo la bemoglobina glucosilada (o HbA¡C). La cantidad de Hb glucosilada en los eritrocitos refleja el control de la glucosa tasa de crecimiento en niños. Los niveles de hidro~iprolina del balance de nitrógeno se hace como sigue: en orina se reducen en casos de desnutrición, ya sea por agoJos últimos dos a tres meses. La glucosa se controla a corto plazo mediante el análisis de fruetosamina (o albúmina glutamiento proteico o de calorías. La excreción de hidroxiproBalance de N¡ g/día = consumo de proteínas (g/día) cosilada). Como la albúmina tiene una vida media de aproxilina varía a Jo largo del día; por tanto, se requiere una mues· tra de orina de 24 horas para efectuar un análisis preciso. La 6.25 madamente dos semanas, la fructosarnina refleja el control de la glucosa en ese periodo en comparación con dos o tres muestra debe recolectarse cuando el consumo de colágena - (UUN g/dfa + 4) meses para la Hb glucosilada.8 sea bajo y sin que el paciente ingiera gelatina; además, no La Hb glucosilada por lo general se mide mediante cropuede realizarse cuando presenta fiebre, ya ~ue ésta increEl balance de nitrógeno se estima de manera más precisa matografía en columna o de afinidad. En el método la Hb menta la excreción de hidroxiprolina. cuando se mide nitrógeno total en orina (11JN) en vez de UUN. glucosilada se cuantifica como fracción de 1~ Hb total. 9 La El análisis de hidroxiprolina total se efectúa en orina El nJN constituye una determinación más exacta de todo el fructosamina se mide por el método colorimétrico que emmediante métodos colorimétricos. La hidroxiprolina libre en 10 nitrógeno que se excreta en orina, no sólo el que precede de plea el tinte azul nitrogenado de tetrazolio (NBn, orina se cuantifica mediante cromatografía de intercambio la urea. Cuando se emplea el resultado del nJN para calcuLos valores de referencia para glucosa (en ayunas) son iónico o cromatografía de líquidos de alta resolución (HPLC). lar el balance de nitrógeno, el factor de 4 se reduce a 2, 70 a 105 mg/100 mi, para Hb glucosilada 5.3 a 7.5% de Hb Menos de 5% de la hidroxiprolina tO!al se encuentra libre.' t01al y 1.61 a 2.68 mmol/L para fructosamina. como sigue: La hidroxiprolina enlazada con prO!cfnas es la forma más útil para determinar el recambio de colágena. Por tanto, con frecuencia se efectúa la determinación de hidrox.iprolina toconsumo de proteínas (g/día) MARCADORES BIOQUIMICOS Balance de N¡ g/día = tal para vigilar el estado nutricional. 6.25 DEL ESTADO DE LIPJDOS Los valores de referencia para la hidroxiprolina total en orina son 15 a 50 mg/día y para la hidroxiprolina libre en orina l os lípidos son la fuente de ácidos grasos esenciales en la - (11JN g/día + 2) es <1.3 mg/dfa. dieta y la fuente de energía más concentrada; cada gramo de Otro aminoácido que refleja el estado de proteínas es la El balance de nitrógeno se emplea para seguir el curso lípidos aporta 9 kcal de energía. Se ha recomendado que es 3-metil hlstidina (3-MH), que se encuentra principalmente de la reposición de proteínas en pacientes desnutridos. Cuan· saludable que la dicta contenga de 20 a 30% de calorías lota·

VAt.OilACION NUIIliCIONAL: MACilONUIRIENIES. VITAMINAS YEtfMENIOS TRAZA 32 • 605

les en forma de grasa. La cantidad de triglicéridos que se encuentra en sangre refleja el consumo de grasa de la dieta y el estado dinámico del metabolismo de lípidos. Estos, como componentes de la terapéutica nulricional, con frecuencia se administran en forma de lriglicéridos en una emulsión constituida por aceites vegetales y el nivel de lriglicéridos en sangre se emplea para vigilar el metabolismo de lípidos después de la ingestión de alimentos o de la fórmula para suplementar la nutrición. Los datos más precisos del metabolismo basal de triglicéridos se obtienen mediante una muestra de sangre de 12 horas en ayunas. Sin embargo, si es imposible que el paciente ayune, como ocurre en casos de terapéutica nutricional .parenteral, la depuración de lfpidos se valora mediante el nivel de lriglicéridos varias horas después de descontinuar la terapéutica.' ' Asf, se logra que transcurra tiempo para que se efectúe la depuración normal de lfpidos. Los valores de referencia para triglicéridos son 40 a 320 mg/100 mi (varfa según la edad y el sexo). De cuatro a seis horas tras la ingestión de alimentos, el nivel es <700 mg/100 mililitros. 1:!1 paciente con desnutrición crónica corre el riesgo de desarrollar deficiencia de ácidos grasos esenciales (AGE) debido a una falta de ruentes de grasa en la dieta. El sfndrome de deficiencia de ácidos grasos esenciales se manifiesta clfnicamente por calda del cabello, dermatitis escamosa y trombocitopenia. Su presencia se confirma en el laboratorio midiendo los ácidos grasos esenciales, que son oleico, palmftico, esteárico, linoleico y araquidónico. Cuando existe deficiencia la relación de ácido linoleico con respecto a ácido palmftico se reduce. Adtmás, debido al metabolismo anormal en la intcrconvers!ón de ácidos grasos que ocasiona la deficiencia, se acumulan cantidades anormales de ácido eicosalrienoico. La deficiencia de ácidos grasos esenciales también se diaghostica por la r~lación de ácido eicosatrienoico con respecto a ácido araquidónico. Los valores de AGE también se reducen en el sfndrome de acrodermatilis enteropática, que con frecuencia se asocia con deficiencia de zinc.7 Los niveles de ácidos grasos esenciales en plasma se cuantifican mediante cromatograffa de capa fina seguida por cromatograffa de gases, y se expresan como porcentaje de ácidos grasos totales. Los valores de referencia son los siguientes: Oleico: 26 a 45% Palmftico: 23 a 25% Esteárico: 10 a 14% Linoleico: 8 a 1ó% Araquidónico: >6% Las relaciones son las siguientes: Relación normal de % de ácido linoleico:% de ácido palmítico >0.70 Relación de deficiencia de AGE <0.70 Relación n()fmal de % de ácido eicosatrienoico:% de ácido araquidónico <0.40 Relación de deficiencia de AGE >0.40 La mayoría de los ácidos grasos del organismo se esterifica para formar triglicéridos y se transporta como lipopro-

te(nas, pero una pequeña fracción es transportada por la al.• pruebas que miden la actividad metabólica en la. cu~l se r~búmina. Estos ácidos grasos libres, o ácidos grasos no estequiere cierta vitamina, reflejan verdaderamente St ~xrsten nrrificados (AGNE), surgen como resultado de la acción de la veles adecuados de dicha vitamina o hay dcficrencras. Por lo lipasa en los lriglicéridos. Los niveles en circulación de general, la determinación del estad.o vitamínico sólo se. lleva AGNE se incrementan en casos de desnutrición o tras ayuno a cabo como parte de una valoracrón detallada de pacrentes prolongado. También aumentan en diabetes sacarina sin con: que se basa en información obtenida de .los antecedentes clf~o~. al~oholismo, hipertiroidismo y después de realizar ejcrnicos y dietiticos. Por ejemplo, en ocasrones la presencta de crcm vtgoroso. Se cree que el aumento de IOLiliY.H!O'-"':..--t=--- ciertas enfermedades crónicas y el uso de determinados fárAGNE produce daño en los capilares pulmonares durante los . macos sugiere un potencial para ciertas deficiencias vitamíepisodios de insuficiencia respiratoria y también se ha denicas. mostrado que desplazan a otras moléculas de la albúmina, Las vitaminas se dividen en dos categorías: bidrosolucorilo la bilirrubina y diversos fármacos. El desplazamiento bies y liposolubles. Las primeras, como su nombre indica, de fármacos debido a niveles altos de AGNE provoca error son solubles en medio acuoso, lo que permite, en circunstanal cuantificar las concentraciones de fármaco libre. La presencias normales, que el exceso de vitaminas se depure con racia de grandes cantidades de AGNE en pacientes neonatales pidez en los riñones y se .excrete en la orina. Por .tanto, la lOpuede ocasionar desplazamiento de la bilirrubina, incremenxicidad casi nunca consutuye un problema. A drferenc1a de to de la concentración de bilirrubina libre y, en consecuenlas vitaminas hidrosolubles, las liposolubles son más tóxicas cía, riesgo de kemicterus. cuando se adrninis.tran en exceso, porque se almacenan en Los ácidos grasos no estcrificados se cuantifican meJos depósitos de grasa del organismo en vez de excretarsc en diante métodos colorimélricos y enzimáticos. la orina. En presencia de desnutrición son frecuentes las deLos valores de referencia para AGNE son 8 a 25 mg/100 ficiencias de vitaminas hidro y liposolublcs. En el cuadro mililitros. • 32-2 se da una amplia lista de vitaminas, y algunas de ellas se La grasa de la dieta normalmente se absorbe en el tubo describen en detalle más adelante. digestivo. Cuando la absorción es inadecuada se excreta grasa en las heces; esta afección se conoce como estcatorrea. La cuantificación de grasa fecal es una herramienta útil para valorar la absorción de grasa y diagnosticar afecciones de VITAMINAS HIDROSOLU8lES mal absorción. La grasa fecal se determina cuantitativamente por prueEl ácido ascórbico (vitamina C), probablemente la vitamina bas de revelado simples y examen al microscopio para efecmás común, al parecer participa en la transferencia del ion tuar el recuento del número de gotas de grasa presentes en la hidrógeno y en la regulación de los potenciales intracelulares muestra. Otra alternativa para cuantificar la grasa fecal son de oxidorreducción. El ácido ascórbico es necesarro para el los métodos gravimétricos o de titulación. Para el análisis metabolismo normal de aminoácidos, sfntesis de colágena, cuantitativo se requiere tomar la muestra durante cierto pefuncionamiento de leucocitos, síntesis de hormonas suprarreriodo, que generalmente es de 72 horas. nales y metabolismo de ciertos fármacos. También mejora la Los rangos de referencia son los siguientes: absorción de algunos minerales, como el hierro. El ácido ascórbico se absorbe en la región superior del intestino delgaAnálisis cualitativo 2.5 gotas de grasa/campo de alta podo y se distribuye en todos los compartimientos del organismo tencia que contienen agua. La orina es la principal vía de excreEsteatorrea 10 veces el valor normal ción. Análisis cuantitativo <6 g/día La deficiencia de ácido ascórbico provoca escorbuto. Este se caracteriza por afecciones hemorrágicas, incluyendo petequias y encías inOamadas y s~grantcs, dificultad para que las lesiones cicatricen y anemra. En general, los srntomas de escorbuto son precedidos por niveles anormalmente bajos de ácido ascórbico en plasma. ~demás de P?r consumo deficiente de ácido ascórbico, los nrveles sangumeos se reVALORACION NUTRICIONAL ducen debido a enfermedades que provocan inflamación crónica e infecciO!l(S agudas y crónicas. En general, el.consumo DE VITAMINAS alto de ácido ascórbico se asocia con pocas reaccrones adversas. A niveles de consumo alto se reduce la eficiencia de la absorción y cualquier e~ceso en circulación se depura ráLas vitaminas son compuestos orgánicos que se encuentran pidamente en los riñones. El nivel dietético recomendado de en diversos alimentos y son nccemios para las runcioncs metabólicas normales del organismo. Las pruebas hioqufmiácido ascórbico para adultos es 60 mg/día. . Los niveles de ácido ascórbico generalmente se detcrmrcas del estado de \'itaminas reOcjan su consumo en la dicta o nan a través de los niveles sanguíneos de la vitamina. Para los cambios metabólicos debidos a alguna deficiencia o toxieste fin existen dos métodos; en uno de ellos se efectúa la cidad. Las pruebas bioc¡ufmicas parn determinar la concen· detección colorimétrica tras hacer reaccionar la vitamina con tración de una vitamina simplemente reOejan su consumo dinitrofcnilhidracina, o se lleva a cabo la cromatografía de reciente en la dieta o indican el 11:1So de un nutriente de un lfquidos de alta resolución con detección electroquímica. órgano a otro. Por otra parte, los rn~ayos funclonnles, o

_..___ __

Cuadro 32-2. Closlftcaci6n de lO$ vHamlnas por su solubtNdad Vitaminas hidrosolubles

Vitamínas liposolubles

T13111lna(Bt) Riboftavina (1!2) Niaclna (83) Acido pantoténico (Els) Piridoxina !&) Cobalamina (Bt2) Acido ascórbico (C)

RetinOI (A) Calciferoles (O) Tocoferoles (E) Factor de protrombina (K)

Biolina (H) Acido fófico (M)

Bioflavinoides (P)

Los valores de referencia para el ácido ascórbico son 0.4 a 0.6 mg/100 mililitros. La tiamina (vitamina Br) funciona como coenzimn parn el metabolismo energético, especialmente el metabolismo de carbohidratos. La coenzima pirofosfato de tiamin3 (ll'Jl) r1 necesaria para la actividad de la transcctolaln en In v(n tld fosfato de pentosa. La tiamina se absorbe iilpitl~mrntr 1IQIn• alimentos en el intestino delg25%, existe deficiencia de tiamina. Los valores de referencia para la tiamina son como sigue:

;n

Concentración sé rica de 0.21 a 0.43 ~gil 00 mi Concentración en orina >lOO ~g/24 horas La actividad de ETK se incrementa de Oa 14% en presencia de TPP Deficiencia marginal de 15 a 24% Defrciencia >25%

VAlORACION NUTRtCIONAl: MACRONUTRIENTES. VTTAMJNAS YElEMENTOS TRAZA 32 • 607

606 • QU!MICA CUNICA

La riboOavina (vitamina B2) funciona principalmente como componente de dos coenzimas, el mononucleótido de Oavina (FMN) y el dioucleótido de flavinadenina (FAD). Estas dos coenzimas catalizan diversas reacciones de oxid(}rreducción. La riboflavina de la dieta se absorbe en el intestino delgado. Las reservas del organismo de un individuo bien nutrido son adecuadas para evitar deficiencias de ri~ flavina durante cincQllleses2:.ELe.x.ceso de riboflavina se excreta en la orina. Habitualmente la deficiencia de riboflavina se presenta junto con otras deficiencias de nutrientes. Las afecciones como alcoholismo e inanición, que producen deficiencias de las vitaminas B en general, también ocasionan deficiencia de riboflavina. La diarrea crónica y los síndromes de malabsorción pueden ocasionar deficiencias de esta vitamina. Ciertos fármacos antagonizan su acción o su metabolismo, incluyendo fármacos psicoactivos y antidepresivos uicíclicos. Debido a que la riboflavina es soluble en agua, se desconoce su toxicidad. El nivel dietético recomendado de riboflavina para un varón adulto es de 1.7 mgldía y para una mujer adulta de 1.3 mg/día. La concentr.~ción de riboflavina en suero u orina se determina mediante cromatografía de líquidos de alta resolución. Sin embargo, los niveles en sangre u orina no son indicadores tan sensibles del estado de ésta como la cstimulación de la actividad de la reductasa de glutatión (GSH) en eritr(}citos por la cocnzima FAD. La actividad de la rcductasa de glutatión refleja el estado funcional de la riboflavina. La actividad enzimática se determina por espectrofotometría antes y después de agregar FAD. Los valores de referencia para riboflavina son los siguientes: Suero 4 a 24 ¡¡g/1 00 mi Orina> 120 ¡¡gldía La rcductasa de GSH se incrementa con el FAD de Oa 20% Deficiencia marginal de 20 a 40% Deficiencia >40% La piridoxina (vitamina B6) es el nombre colectivo que se da a tres compuestos relacionados: piridoxina, piridoxal y piridoxamina. Estos compuestos se transforman en el hígado, los eritrocitos y otros tejidos a fosfato de piridoxal (PLP) y fosfato de piridoxamina (PMP), que sirven principalmente como cocnzimas en reacciones de transaminación. El PLP también participa en el metabolismo de aminoácidos y lípidos. La vitamina B6 desempeña un papel esencial para preservar la integridad funcional del cerebro. También se requiere para formación de ácido aminolevulfnico delta, un intermediario de la síntesis de porfirinas, así como en la preservación de la respuesta inmunitaria y del metabolismo endocrino. La vitamina B6 se absorbe fáci lmente en el tubo digestivo y se excreta en la orina en forma de metabolitos. La deficiencia de vitamina B6 casi nunca se presenta por sí sola; se observa con mayor frecuencia en individuos deficientes en varias vitaminas B. Los que tienen riesgo especial de deficiencias son pacientes urémicos, personas con afecciones hepáticas. síndromes de absorción o enfermedades malignas y los alcohólicos crónicos. El consumo alto de pro-

teínas incrementa el requerimiento de vitamina B6.14 Por tanto, una dicta con alto contenido de proteínas puede provocar un inicio rápido de deficiencias si no se cubre el inc~ mento de requerimientos. El embarazo y los anticonceptivos orales también provocan reducción de la vitamina B6. Se ha reportado que la deficiencia de piridoxina provoca convulsiones, dermatitis y cierto tipo de anemia sideroblástica. 1l La vitamina B6 tiene toxicidad muy baja debido a su naturaleza hidrosoluble, pero a dosis sumamente altas provoca neuropatía periférica. El nivel dietético recomendado de la vitantina B6 para un varón adulto es 2.0 mg/d y para una mujer adulta es de 1.6 mgldía. El plasma sanguíneo contiene varias formas de vitamina B6. pero la más importante es PLP. La concentración de PLP en plasma se cuantifica mediante un método radioenzimático o por cromatografía de líquidos de alta resolución. Al igual que para tiamina y riboflavina, el ensayo funcional es más adecuado para determinar el estado vitamínico. El ensayo funcional de vitamina B6se lleva a cabo determinando la actividad enzimática de la aminotransferasa aspártica (AS1) en los eritrocitos antes y después de e~mulación con fosfato de piridoxal. Los valores de referencia para la vitamina B6 son como sigue: Plasma 5 a 30 ngl mi Deficiencia <5 ng/ mi La actividad de AST se incrementa con PLP <50%. Deficiencia >50'il: Los términos ' 'itamina Bn y cobalamina se refieren a un grupo grande de compuestos que contienen cobalto. La absorción intestinal de vitamina Bt2 se lleva a cabo en el íleon y es mediada por una proteína de enlace único que se denomina factor intrínseco de Castle y que se secreta en el estómago. La vitamina B12 panicipa como cocnzima en las reacciones cnzimáticas necesarias para la hematopoycsis y el metabolismo de ácidos grasos. El exceso de esta vitamina se excreta en la orina. La causa más común de deficiencia de vitamina B12 es un defecto en la secreción de factor intrínseco. La anemia perniciosa (megaloblástica) es la enfermedad que generalmente se caracteriza por deficiencia de vitamina B12 y se debe a una carencia de factor intrínseco o a la presencia de anticuerpos contra el factor. La deficiencia de vitamina B12 también ocurre como resultado de deficiencias en la dieta en el caso de los vegetarianos estrictos; como resultado de las pérdidas de la vitamina B12 que se ingiere, en individuos infectados con tenia del pescado; o a consecuencia de diversas afecciones de malabsorción como esprue y enfermedades celiacas. Se observan niveles bajos de vitamina B12 en individuos con deficiencias de folato, y la deficiencia de dicha vitamina se enmascara cuando el paciente recibe folatos. No se ha reportado que la vitamina B12 sea tóxica. Su nivel dietéti· co recomendado para adultos es 2.0 !lg/día. Los métodos disponibles para determinación de vitami· na Bn son ensayo microbiológico con Locrobaci/lus ltich· mannii o ensayo radioinmunológico de enlace proteico com· petitivo, que es altamente específico para cobalamina.

Los valores de referencia para vitamina Bn son 110 a 800 pg/mililitro. El térrrtino folato se emplea de manera genérica para compuestos que son similares al ácido fólico desde el punto de vista nutricional y químico. Los folatos funcionan metabólicamente como coenzimas que participan en diversas reacciones de transferencia de un carbono, incluyendo síntesis de purina, interconversiones de aminoácidos y utilización de formato. El folato y la vitamina Bn están muy relacionados metabólicamente. Los cambios hematológicos que se deben a deficiencias de ambas vitaminas son similares. El folato de la dieta se absorbe en el yeyuno y su exceso se excreta en orina y heces. Las bacterias del colon también sintetizan grandes cantidades de folato. La deficiencia de folato produce afecciones de la división celular y alteración de la síntesis proteica. La deficiencia de folato es frecuente y se observa en diversas afecciones clínicas, incluso anemia megaloblástica, alcoholismo, síndromes de malabsorción, carcinomas, enfermedad hepática, hemodiálisis crónica y anemias hemolítica y sideroblástica. Muchos fármacos anticonvulsivos que se emplean para tratar la epilepsia conducen al desarrollo de deficiencias de folato. Está demostrado que otros fármacos interfieren con el metabolismo del folato, entre los que se cuentan sulfasalacina. isoniacida y cicloserina para tratamiento de la tuberculosis y anticonceptivos orales. No se han reportado casos de toxicidad. El nivel dietético recomendado de folato para un varón adulto es 200 ~gld y para una mujer adulta 180 ¡¡gldía. Los niveles de folato se miden en el suero mediante ensayo microbiológico empleando Loctobaci/lus casei o, de manera más específica, por radiocnsayo de enlace proteico competitivo para determinar niveles en suero y eritrocitos. Cuando se desarrolla la deficiencia de folato, primero descienden los niveles en suero; a continuación se produce una reducción de los niveles de esta coenzima en eritrocitos y, por último, se observan manifestaciones hematológicas. Con frecuencia es útil determinar los niveles en suero y en eritrOCitos, ya que los primeros indican la cantidad de folato en circulación y los segundos las reservas aproximadas en los tejidos. Los valores de referencia son los siguientes: Suero 3 a 16 nglml Eritrocitos 130 a 630 nglml Deficiencia de reservas <140 nglml La niacina es una vitamina hidrosoluble y sus requerimientos en los seres humanos se cubren en parte por la transformación del triptófano de la dieta en niacina. El término niacina es de tipo genérico e incluye ácido nicotfnico y nicotinamida. La niacina func iona como componente de dos coenzimas, NAO y NADP, necesarias para muchos procesos metabólicos, entre ellos respiración de los tejidos, meta~ lismo de ácidos grasos y glucólisis. La niacina se absorbe en el intestino delgado y sus excesos se excretan en forma de metabolitos en la orina El síndrome clínico que se debe a deficiencia de niacina es la pelagra. Este síndrome se asocia con dietas que suministran niveles muy bajos de niacina y triptófano. Tambtén se observan deficiencias de niacina en alcoholismo, síndro·

me carcinoide y enfermedad de Hartnup. Las dosis farmacológicas de ácido nicoúnico se administran terapéuticamentc para reducir los niveles de lípidos en suer~- La toxicid~d de la niacina es baja. Sin embargo, cuando se mg1ere a dosiS altas, como ocurre con frecuencia durante tratamiento para reducción de lfpidos, se observa ruborización cutánea y vasodilatación. El nivel dietético recomendado de niaeina para varones adultos-cr l9 mgld_ y.:..para mujeres adultas 15 mg/día. Los niveles de niacina en sangre y en orina no son útiles para detcrrrtioar el estado nutricional de niacina. Sin embargo, existen métodos de cromatografía de üquidos de alta resolución para medir los metabolitos de niacina en orina. La biotina (vitamina H) es una coenzima para diversas enzimas que transportan unidades carboxílicas en los tejidos y desempeña una función importante en la gluconeogéncsis, lipogénesis y síntesis de ácidos grasos. La biotina de la dicta se absorbe en el intestino delgado. Las bacterias del intestino también sintetizan biotina. Se excreta en orina y heces. En los seres humanos, las deficiencias de biotina se deben a ingestión de grandes cantidades de avidina, la cual se encuentra en la clara de huevo crudo y se enlaza con la biotina, quitándole ;u acti-vidad-metabólica. También se han ohservado deficiencias de biotina en pacientes que reciben nutrición parcnteral a largo plazo sin suplementos de esta vitamina.1r..•Asimismo, las deficiencias de biotina ocurren en lactantes con defectos genéticos de las cocnzimas carboxilasa y biotinidasa.t1 No se ha descrito toxicidad para la biotina. Su nivel dietético recomendado aún no se establece, pero se recomiendan nngos provisionales de 30 a 100 ¡1g/día. Los niveles de biotina casi nunca se determinan en el medio clínico. Los ensayos para determinación de biotina en sangre se emplean con fines de im•estigación, e incluyen el método microbiológico en el que se utiliza Ochromonas dancia, 18 un ensayo de enlace con celulosa y, más recientemente, un método en el que se usa quimioluminiscencia.

VITAMINAS LIPOSOLUBLES El retino! (vitamina A) designa un grupo de compuestos esenciales para la visión, la diferenciación celular, el desarrollo, la reproducción y el funcionamiento del sistema inmunitario. Las fru1as y vegetales contienen caroteno, un precursor del retino!. Los carotenos proporcionan más de la mitad de los requerimientos de retino! en le dieta de los eMa· dounidenses. Elretinol y los carotenos se absorben del intestino delgado a la circulación a través del sistema linfático en forma de ésteres de rctinilo en los quilomicroncs. Los ésteres de retinilo se consumen y se almacenan con rapidez en el hígado, punto en el cual se enlazan con proteína cnlazante de retino! (RBP). Tras la secreción en la circulación, el complejo vitamina A-RBP se une con la prealbúmina. La deficiencia de vitamina A es más frecuente entre niños que viven en países no industrializados y en general se debe a un consumo insuficiente en la dieta. También se pr(}ducen deficiencias como resultado de malabsorción crónica de grasas. La deficiencia de \i tamina A ocasiona ceguera nocturna y, cuando se prolonga, puede provocar ceguera to· tal. Se observan niveles bajos de vitamina A en enfcrmeda·

VAit'(l!.CQtHI\JIIliCIONAl: W.C1lQNUmiENltS. VITAI.I.I'lAS YElEMENTOS TAAZA 32 • 609 601 • OOMICACUNlC,t.

Cuadlo 32-3. Nlvele1 dtet611coettcomendadol de vitaminas paro odultOI

des que afectan el funcionamiento del intestino delgado o el funcionamiento hepático. Cuando se ingiere a dosis altas, ya sea en fonna crónica o aguda, la vitamina A provoca muchas manifestaciones tóxicas y puede ocasionar en último tfnnino daños hepáticos. Se obtienen dosis altas de vitamina A por ingestión de exceso de suplementos vitamfnicos o grandes cantidades de aceite de hígado o de pescado, que son ricos en vitamina A. Por otra parte, no se sabe que los carotenoides sean tóxicos. Esto se debe a que la eficiencia de absorción de carmenos se reduce a dosis altas, y su transfonnación a vitamina A se limita. El nivel dietético recomendado de vitamina A para un varón adulto es 1 000 ~g/d y para una mujer adulta 800 ~gldfa. Ln dclerminnción de relinol es el mélodo más común pn1n vnlcmtr el esllltln de la vilnmina A en el medio clínico. 1\1 trtln(ll se en$llya mcdiunle el mélodo de fluorim etría dim 1~ nt'IOmalo¡raffa de lfquidos de alta resolución. La toxi' illll!l le vnlu111 mejor si se miden los niveles de ésteres de 1 ~1lnllu en suero en vez del relinol. La delerminación de las ,n,·r•r.tu furmas de vitamina A (retino!, ésleres de relinilo) se lleva Q cabQ mediante métodos de cromatografla de liquidas 1lr ah• ttsolución. l.u~ valores de referencia para la vitamina A son 300 a HIMt ¡t¡¡/1 .. Existen deficiencias graves a <100 ~g/litro. L11 vllamioa D incluye un grupo de compuestos relacion~tloiS. La l'ilamina D es esencial para la fonnación correcta okl C!IJUeleto y la homeostasis de minerales. La exposición 1le l1 piel a luz ultravioleta (luz solar) cataliza la sfnlesis de ~ulc.:alciferol a partir de 7-deshidrocoleslerol. La hidroxilación ~e lleva a cabo en el hígado ¡¡ara fonnar 25-hidroxicolecalcifcrol (25(0H)O)). En el riñón se efeclúa otro paso de hidroxilación para fonnar 1,25-dihidroxicolecalciferol (1,25(0H)IDJ). La otra fonna principal de la vi¡amina en vegetales es ergocalciferol (vitamina D2). La vilamina D de los alimentos se encuentra como colecalciferol o ergocalciferol. El metabolilo más aclivo de la vitamina D es 1,25(0H)¡DJ. Estimula la absorción inlestinal de calcio y fosfatos para desarrollo de los huesos y para el metabolismo y, junio con la honnona para1iroidea (PTH), estimula los huesos para incrementar la movilización de calcio y fosfatos. La ''itamina D se absorbe en el inlestino delgado y se requieren sales biliares para este proceso. Se almacena en el hígado y se excreta en la bilis. La deficiencia de vilnmina D se caracteriza por minera· lización inadecuada de los huesos. En los niños, las deficiencias graves provocan una defonnación del esqueleto que se denomina raquitismo; en los adultos, conducen a desmineralización de la matriz ósea que da como resollado pérdidas óseas excesivas y osteomalacia. Se reportan niveles bajos de vi1amina D en enfermedades del inteslino delgado, insufi· ciencia renal crónica, afecciones hepatobiliares, insuficiencia pancreática, hipoparatiroidismo y con el uso de f:lnnacos anticonvulsivos. La vitamina D es potencialmente tóxica, en particular en los niños. Los efectos de consumo excesivo de vilamina D incluyen hipercalcemia e hipercalciuria, que provocan la fonnación de depósi10s de calcio en tejidos blandos Ydaños renales y cardiacos irreversibles. Se observa elevación de los niveles de vitamina D en hiperparatiroidismo, hipofosfaternia y durante el embarazo. El nivel die1~tico recomendado de vitamina D en adullos es 5 llg/día.

Las dos fonnas de vitamina D que se miden con mayor frecuencia en el laboralorio clínico son 25(0H)DJ y 1,25 Vitarrnnas Dposo/ublas vJtam/na5 hidroso/ub/85 (OHhDJ. La 25(0H)DJ es la principal fonna de vitamina D M: 1 000 ~gld Retino! (A) en circulación y su determinación es el mejor indicador del M: 60rT\!Vd ,Addo ascórbico (C) F: 800 ~gld F:60111Wd estado nutricional de la vilamina D y también de la intoxicación por dicha vitamina. La forma con mayor actividad meM: 5 ~gld VrtaJT'inaD M: 1.5 mg/d tabólica de vitamina D (1,25(0H)2DJ) refleja la sínle~is_d~'--1---r:aamina (B•) F: 5 ~gld F: 1.1 mg/d calcio en el organismo. A menudo es útil medir los niveles de PTH y de calcio junto con la 1,25(0H)2DJ. Es1os niveles M: 10mgld Tocolerol (E) M: 1.7111Wd Ribollavina (62) F: 8 mgld ayudan a diagnosticar hipel]laraliroidismo primario, diversos F: t.3 mg/d tipos de raquitismo, a vigilar a pacientes con insuficiencia M: 80 ~gld Vilall'inaK renal crónica y valorar el cumplimiento de la terapéulica de M:2.0mg/d Plridoxina (Bs) F: 65~gld F: 1.6 mg/d 1,25(0H)¡D¡. Se requieren m ~lodos de labQratorio sensibles para análisis de vitamina D debido a que ésta circula a muy M: 2.0 mg/d Cobalamlna (B12) bajas concentraciones. La cuanlificación se lleva a cabo me· F:2.0mg/d dianle métodos de ensayo radiológico o croma1ograffa de Uquidos de aha resolución junto con enlace proteico competiM: 200 ~gld Folato livo. F: tBO ~gld Los valores de referencia para 25(0H)DJ son 22 a 42 nglml y para 1,25(0H)2D¡ de 30 a 53 pglmililitro. M: 19 mg/d Niacina La vilanúoa E (tocoferol) funcitna en el organismo F: 15111Wd como un antioxidante poderoso y es la principal defen"sa;;--r ===~-----~~:::::____________ ______ _ ________ contra oxidaciones potencialmente dañinas. La vitamina E M. masculino, F ·femenino. evila la oxidación de ácidos grasos no saturados atrapando los radicales libres. En esle sistema de defensa colaboran olros dos nutrienles esenciales: el selenio y el ácido ascórbibina (1'1) como indicador funcionnl del t\latlo de l¡ vltaml cinco proteínas de coagulación, incl.uyendo los factor~s VIl, co (vitamina C). La vilamina E es importante para la integrina K. IX y X y las protclnas C y S. Esla vuamma es ncccsana para dad de la membrana celular y muchas funciones que se lleLos valores de referencia son 11 P 15 M:KUildtl~ (v11d~ transformar las formas precu.sora.~ en fonna.~ funcionales de van a cabo a nivel de la misma entre ellas melabolismo de según el mé1odo que se utilice); cuando hny .dclicitncla, )é estas prolefnas de coagulación. La transfonnación se ~·erifica f:lnnacos, biosíntesis de hem, transporte de electrones en la observa prolongación del tiempo de prutrombmo. . . en el hfgado. La vitamina K de la dicta se absorbe pnnctpal· milocondria y funcionamiento ncuromuscular. La absorción Los niveles diel~ti cos recomendados de las l't ~·munas mente en el íleon tenninal y probabkmcnle en el colon. Las de la vi lamina E de la dieta es más eficicme en el yeyuno, en descritas se resumen en el cuadro 32-3. baclcrias intestinales sintetizan vi1amina K y de csle modo donde se enlaza con las lipoprotcínas y se transporta por el aportan 50% de los requerimientos de dicha vitamina. La visistema linfático. La vilamina E se almacena en el hfgado y tamina K se concentra en el hígado y después se dtslnbuye en diversos tejidos con aho contenido de lípidos. Se excrel3 ampliamcnle en los tejidos del organismo. Un derivado de la principalmente a través de las heces. vitamina K se excreta en la orina. La deficiencia de vitamina E generalmente se observa El signo principal de deficiencia de vi1~ina K. es, l.a en dos grupos de individuos: lactantes prematuros de peso coagulación defectuosa de la sangre. Las deftctenctas dtctett· muy bajo al nacer y pacientes que no absorben las grasas en VALORACION NUTRICIONAL cas en aduhos son poco frecuentes. Sm embargo, se produfonna normal. Su deficiencia se asocia con un incremento de cen en individuos con síndrome de malabsorción y enfcnneDE ELEMENTOS TRAZA la agregación de plaquetas y aumento de la fragilidad de los dades hepáticas. . eritrocitos, que puede provocar anemia hemolítica y degeneEluatamienlo con antibiólicos puede provocar defiCienración neurológica. Las megadosis de vitamina E no produLos minerales son elementos inorgánicos que conslituycn cias de vitamina K como rcsuhado de reducción de la sínlecen efectos tóxicos, pero afectan en fonna significaliva la una porción muy pequeña del peso del organis~ (sólo.cerca sis de vitamina por las bacterias intestinales. Cuando se. adabsorción de las vitaminas D y K. Por lanto, no se recomiende 4%), pero son esenciales para diversos procesos VJiales. ministra terapéutica con anticoagulanlcs empleando an1agomstas da el uso de megadosis, ya que sus beneficios para la salud de la vilamina K como cumarina, los factores JI, VIl, IX YX Estos elemenlos inorgánicos con frecuencia f onnan co~ple­ no se han documentado. El nivel dielético recomendado de se sinlctizan, pero no son funcionales. Se prese~ta ~na defi- jos fuertes con protefnas para dar lugar a um~ades functonavitamina E para varones aduhos es 10 mg/d y para mujeres ciencia aparenle de vitamina K que produce dtatests hemo- lcs, comonemoglobina, tiroxina y metaloenztmas. . aduhas 8 mgldfa. Los minerales se dividen en dos grupos. Los uunerales rrágica cuando se emplean anticoagulantcs com? cum.anna La fonna más arnpliarnenle dislribuida de vitamina E es principales es1án presentes en camidadcs mayores de 5 g ~.n con fines terapéuticos. No se han observado mantfestacwnes el1ocoferol alfa, que también es la forma con mayor aclivi· tóxicas al ingerir grandes cantidades de vttamma K en adul- el organismo y se requieren niveles19de consumo. de los nnsdad biológica y la que se mide más a menudo en el laboratomos de por lo menos 100 mgldía. Algunos e¡cmplos s?n los. Sin embargo, las dosis grandes en l acta~les provocan htrio. La vitamina E se cuantifica fáci lmente en suero o plasma calcio, fósforo, potasio, azufre, sodio, cloruro Y magnesm. perbilirrubinemia y kernimrus. El mvcl dtctéllco recomenmediante métodos de cromatografía de líquidos de alta resodado para la vitamina Ken varones aduhos es 80 ~g/d y para Los principales minerales son importanles desde. el punlo de visla nutricional. Los elementos !raza son los mmeralcs prclución. mujeres aduhas 65 ~gldfa. . . Los valores de referencia para la vitamina E son 5 a 18 semes en cantidades inferiores a 5 g en el orgamsmo. A ~­ Los compues10s de vitamina K no se cuantifican rutlnamgllitro. sar de eslas cantidades pequeñas, los elementos traza .son de riarnente en el laboratorio clínico debtdo a IJUe se reqUieren . para preservar 1a vt'da. Se han tdenufica o La vitamina K incluye un grupo de compueslos esengran .tmportancta métodos difíciles. Por tanto, se emplea cllicmpo tic prouomciales para la fom1ación de prolrombina y por lo menos otras

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610 • QUIMICACUNICA

Cuadro 32·~ Elementos !raza esencloleJ

nonnales se pierde muy poco hierro del organismo, pero el hem. las pruebas como concentración de hemoglobina, he· que se excreta se encuentra principalmente en la orina. matócrito e fndices de recuento de eritrocitos (p. ej., volu· Las deficiencias de hierro provocan en último t6nnino mcn corpuscular medio [MCV) y hemoglobina corpuscular anemia, debido a afecciooes de la síntesis de hemoglobina. media [MCH]) son indicadores de deficiencias de hierro en Se idenúfican tres etapas de deficiencia de hierro. 20 La priRuoruro sus últimas etapas.l2 Estas determinaciones con frecuencia Yodo mera es un agotamiento de las reservas de dicho metal. La - se llevan a cabo en el laboratorio de hematología empleando Hierro segunda etapa se caracteriza por eritropoyesis con deficien. un instrumento automatizado. Manganeso-- cia de hierro. La tercera es un desarrollo de anemia por defi. Por último, la relación entre protoporfirina de zinclhem Molibdeno -ciencia del mismo. Estas deficiencias se deben a reducción (ZPPIH) constituye una prueba funcional del estado del hie· Niquel del consumo de la dieta, aceleración de las pérdidas o bloSelenio rro.23 En ausencia de hierro suficiente para la erilrOpoyesis, queo de la movilización de las reservas. Este último es ocaSifoclo la protoporfirina de zinc se acumula en los eritrocitos en de· Estallo sionado por diversas enfennedades crónicas y la deficiencia sarrollo. La relación ZPP/H es un indicador sensible de la Vanadio resultante se denomina anemia de enfennedades crónicas. eritropoyesis con deficiencia de hierro relaúva, y se hace Zinc Nunca se ha reportado toxicidad por hierro en los alimentos. anormal desde las primeras etapas del desarrollo de la defi· Sin embargo, los excesos de ese metal que se ingieren et~­ ciencia de hierro. La relación ZPP/H se mide fácilmente en fonna de sulfato ferroso o de otros suplementos pueden ser una muestra de sangre entera mediante un instrumento que m4~ de 60 elementos tra7a en los urgnni~mos vivos. En el altamente tóxicos. Tan sólo en Estados Unidos se reportan se denomina hematonuorímetro. cuadro 32·4 se incluyen lo~ que se cree son fundamentales más de 2 000 casos de intoxicación por hierro al año. La ma· Los valores de referencia para la ferritina en varones son para la vida. Se ha est:tbl.ecido el nivel dietéti~o recomenda· yoría de ellos se presenta en niños que ingirieron suplemen20 a 250 nglml y en mujeres de 10 a 120 ng/ml. Existen de· 1 do de hten:o, yodo, selemo y zmc, y se n:conuenda un rango tos de hierro formulados para adultos.' También ocurre loficiencias de hierro a niveles inferiores a JOng/ml y sobre· de dtcho mvel para cobre, ~uoruro, m~g.aneso y molibdeno xicidad por hierro como resultado de~ enfermedad llamada carga a nh·eles mayores de 220 ng/milili1r0. (cuadro 32·5). A contmuactón se descnbmln con mayor de· _ hemocromatosis. Esta se debe a un defecto genético congéLa saturación de transferrina en varones es de 20 a 50% talle ocho elementos traza. Los consumos dietéticos para di· nito que produce un incremento de la absorción del hierro. y en mujeres de 15 a 509c. Existen deficiencias de hierro a versos elementos lraZa aún no se determinan; por tanto, ero- E nivel dietético recomendado para el hierro en varones niveles inferiores a 15 por ciento. mo, cobalto, níquel, silicio, estaño y vanadio se discuten en adultos es de 1Omg/día y para mujeres adultas 15 mg/día. Los valores de referencia para ZPP/H son <80 ¡tmol forma limitada. Existen diversas pruebas de laboratorio para valorar el ZPP/mol hem y se incrementa en deficiencias de hierro. El hierro probablemente sea el elemento más importante estado del hierro. La más definitiva es e~arninar una aspira· El yodo es un componente integral de las hormonas ti· de esta categoría. Es un constituyente de hemoglobina, mio- ción de la médula ósea. Un frotis de la médula se tiñe con roideas, tiroxina (T4) y triyodotironina (T¡). Estas hormonas globina y otras enzimas, y desempeña una funci ón importan· tinte de Perls (azul de Prusia), el cual es especffico para el regulan la tasa metabólica basal del organismo. Como resul· te en el aporte de oxfgenoJI los tejidos. El hierro se absorbe hterro. Se efectúa un recuento de las partículas de hierro te· tado de esta función, el yodo es importante para el desarrollo en la mucosa intestinal. Dicha absorción depende de las re- ñido Ytambién ?el ~úmen: de sideroblastos, que se reducen y crecimiento de los tejidos del organismo, en especial del sistema nervioso. El yodo de los alimentos y el agua se ab· servas del organismo, de manera que el contenido de hierro en.caso de defictencta de hterro. Aunque es una prueba defi· sorbe con rapidez por el conducto digestivo y se transporta a se mantiene constante. Cerca de 70'k del hierro del organis· nmva, no se lleva a cabo de manera rutinaria porque es.alta· la glándula úroidcs para la síntesis de hormonas tiroideas. La mo se encuentra en los eritrocitos en forma de hemoglobina. mente penettante Yprovoca mucha mcomodrdad en el paaente. principal vía de excreción es la orina. . . Otro 5% se halla en forma de mioglobina en los músculos. Sólo se ~mplea cuando se agotan los demás procedimientos .. h dtagnósttcos. Se observa un crecimiento excesivo de la glándula ttrot· eerca de 20'"10 se a1macena como ,•emllna en ígado, bazo y La ·ó d f · · d des que se denomina boci; en individuos con deficiencia de médula ósea. El restante 5% se encuentra como componente .ó concentr~et n e emtma edn shuero esLla ,P~eba e yodo. En lactantes las deficiencias graves provocan hipoti· de las enzimas oxidativas. El hierro en circulación se enlaza e1ecct:fin para vda.orar 1as reséodervas e terr,o. a .emtma se . .. cuan t tea por tversos m t os que me uyen ensayo ra· roidismo (cretinismo), el cual se caracteriza por enanismo Y con 1a prote1na de transporte transferrma. En condtctones dioinmunológico (RIA), ensayo inmunoenzimático (EIA), diversos grados de retraso mental. Aún no se conocen a la ensayo radioinmunométrico (IRMA) y ensayo inmunofluori· perfección los efectos tóxicos potenciales del yodo en la. die· Cuadro 32·5. Niveles dieléllcos recomendados y rongos métrico. ta. Sin embargo, se sabe que el consumo elevado del m1smo recomendados de los mismos poro elementos trozo en odullos E hierro en circulación se valora mejo; calculando la da como resultado bocio acompañado con niveles altos de saturación de transferrina (TI). Esta última es altamente sen· hormonas tiroideas, tasa metabólica alta, nerviosismo y pér· Hierro M: I OI!l!Vd sible al consumo reciente de hierro en la dieta. Tras deterrni· di da de peso.24 E nivel dietético recomendado del yodo para F: 15mg/d nar el hierro s6rico y la capacidad total de enlace de hierro adultos es de 150 ¡tg/día. Yodo M: 150 pgld (TIBC), la saturación de transferrina se expresa como por· La valoración del estado nutricional del yodo se lleva a F: 150 pgld centaje de la siguiente manera: cabo por la prueba de funcionamiento de la tiroides, T¡. Selenio M: 70 pgld El rango de referencia para la T¡ es de 100 a 200 ng/ml. F: 55 pgld Hierro sérico La T3 se eleva en casos de bocio por deficiencia de yodo.l Zinc M: 15 mgld TIBC x 100 = %de saturación de transferrina El selenio es un elemento que se encuentra a muy baja F: 12mg/d concentración y es fundamental para la actividad de la per· Cobre 1 . ~.0mgld El hierro sérico y la TIBC suelen cuantificarse mediante Auoruro oxidasa del glutatión. Esta protege al organismo contra los 1.5-4.0 mgld métodos colorimétricos. Sin embargo, también se detenni· Manganaso efectos dañinos del peró~ido que se produce cuando se o~i· 2.o-s.o mgld nan por espectrofotornetrfa de absorción atómica (AAS) o Molibdono dan las grasas. La función del selenio como antioxidante está 75-250 mgld algún método electroquímico. Cromo muy relacionada con otros dos micronutrientes, las vitami· 5()-200 Jlg/d Se emplean diversas pruebas hematológicas para valorar Nk¡u~l nas E y C. El selenio se absorbe por el conducto digestivo. 35 500¡tg/ll el estado del hierro. Como el efecto de las deficiencias de El grado de absorción depende de la solubilidad del mismo y M • uw.~;r'*"•, l • li'lllt'lliflll hierro en último término es una afección en la síntesis del de la cantidad de azufre presente. Aún no se comprende a Cromo Cobalto Cobra

fondo el control de la excreción de selenio en seres huma· nos; sin embargo, la principal vía de excreción es la orina. Está demoSirado que la deficiencia de selenio predispone a los niños a una cardionúopatía que se denonúna enfer· medad de Kcshan.25 Las poblaciones con riesgo de deficien· cias de selenio incluyen las que viven en áreas con bajo contenido de selenio en la tierra que se emplea para cultivo de verduras, personas ~on mala nutrición general y quienes padecen entcnnedades catabólicas e intesúnales inflamatorias. Se observan niveles bajos de selenio en diversas afecciones patológicas incluyendo cánceres de colon, gástrico y pancreático, y cirrosis. Se desconoce con precisión el nivel de selenio en la dieta que provoca intoxicación crónica. Sin embargo, se repottaron varios casos de intoxicación por sele· nio con un consumo dietético de 5 a 27 mgld o por ex¡rosl ción a nivel industrial.' Los síntomas de intoxicación por •r lenio incluyen pérdida del cabello, debilidad de la• u~a• y olor a ajo en el aliento. El nivel dietético recontC'Ihlllllll tlr selenio para varones adultos es de 7() ¡t¡¡/rl y JlatM mujrrn adultas 55 ¡tg/día. La detección de los nivtles de ~clenlrr rn ~an,r~ rnU 11 es el método mtls rrccuerue ¡tAra valotar el r-111111 nulrh lu nal. Para evitill' contnnrinaclt\n l e tcrolc,Jan la llllll"llroM rn recipientes libres de metales. En 1'~\111 de Mil td11l, , • 1 un venicnte determinar In excrccl6n de ~tlcnlo en l'llnl 1<1 Ir nio en ~angre efitera se cuantifica por csprctrohrturu(trl~ rl~ absorción atómica o métodos fluorim~t ric•x: IMtnuutr~• ti~ orina se anali1.an medianle espectrofotonretdn tic al.11utdt\n atómica. Un índice funcional útil p;1ra dctc11ninar d rllllilt¡ del selenio es medir la octividad de la peroxidasa del gluta· tión en eritrocitos. Esta prueba, en la que se emplea un méto· do ultravioleta, se lleva a cabo casi siempre con fines de in· vestigación y no se dispone de ella de manera rutinaria en el laboratorio clfnico. Los valores de referencia son los siguientes: Sangre, 5R a 234¡tg/IOO mi Orina 7 a 160 l!g/L La formación de colágena depende del elemento traza zinc. Este también es un componente de la insulina y al pa· recer incrementa la duración de la actividad de la insulina tras su inyección.'' Además, el zinc es un componente de varias enzimas que participan en acti\~dades metabólicas. como liberación de dióxido de carbono de los tejidos a los pulmones, digestión de proteínas y síntesis )"metabolismo de carbohidratos. El zinc participa en la duplicación y desa· rrollo de las células, en la maduración sexual, en la fertilidad y reproducción, en la visión nocturna, en las defeMas inmu· nitarias y en la agudeza del sentido del gusto, así como en el proceso de cicatrización de heridas. El zinc se absorbe prin· cipalmente en el duodeno y el yeyuno y circula enlazado con albúmina. La principal vía de excreción del organismo es a través de las secreciones pancreáticas e intestinales, aunque parte del zinc se excreta a diario en la orina. . Con frecuencia la deficiencia de zinc se asocia con dte· tas de bajo contenido de proteína animal pero alto contenido de fibra, la cual se enla7.:t con este metal e impide su absor· ción. Las enfermedades febriles y lm lr:nrnrntismus hacen

VAlOAACION N'JIIliCIONAL: MACRONumtENTfS. VITAMINAS V ELEMENTOS TRAZA 32 • 613

612 • QIJIMICA CUNICA

que el zinc se redistribuya de la circulación al hígado y provocan aparentes deficiencias del metal. Las infecciones in· Grementan las pérdidas de zinc por excreción urinaria. En pacientes con quemaduras las pérdidas cutáneas de zinc aumentan considerablemente y pueden provocar deficiencias del mismo. Diversas enfennedades predisponen al paciente a sufrir deficiencias de zinc, entre ellas alcoholismo, enfennedad inflamatoria intestinal, enfennedades celiacas, síndrome de intestino cono, fibrosis quística, síndrome nefrótico, anemia hemolítica y anorexia nerviosa. El tratamiento con fár· macos quelantes de metales o de tipo anabólico puede ocasionar deficiencia de zinc. Los signos que se reconocen con mayor frecuencia como deficiencia de zinc son pérdida del cabello y lesiones en la piel. Los cambios cutáneos que se observan varlan ampliamente de uno a otro paciente. La enfermedad hereditaria acrodennatitis enterohepática también es una manifestación de la defici encia de zinc.26 Debido a c¡uc este metal se necesita para la fonnnción de colágena, la mnl:t cicntriwción de las heridas es otro slntoma de su deficienda. l.n in ge~tión crónica de alt:IS dosis de zinc en suplementos puede ocasionar intoxicación. También se produce intoxicación al emplear recipientes galvanizados para beber y al inhalar los vapores de sales de zinc. El nivel dietético recomendado para varones adultos es de 15 mgld y para mu· jeres adultas 12 mgldía. Los niveles de zinc en sangre y orina se miden fácil· mente en el laboratorio mediante métodos de espectrofoto· metría de absorción atómica. El suero y el plasma son las muestras que se analizan con mayor frecuencia con fines de evaluación nutricional. L¡¡s valores de la orina ayudan en es· Ludios de toxicidad. Las concentraciones de zinc en suero experimentan variaciones circadianas, con un máximo a las 09:00 y 18:00 horas.17 Los njveles de zinc también se reducen posprandialmente. Por tanto, es más conveniente deter· minarlos en una muestra tomada en la mañana, en ayunas. Como ocurre con todos los elementos traza, es necesario to· mar la muestra cuidadosamente en un recipiente libre de metales y emplear material de vidrio libre de metales o de plás· tico durante todos los pasos del análisis. Los valores de referencia para el zinc son los siguientes: Suero/plasma de 70 a 150 ¡.¡gil 00 mi Orina de 150 a 1 200 ¡.¡gld El cobre, junto con el hierro, participa en la síntesis de hemoglobina. Funciona en la fonnación de colágena y en la preservación del recubrimiento de mielina de las fibras ner· viosas. También panicipa en el desarrollo del esqueleto, en el funcionamiento del sistema· inmunitario y en la formación de melanina o pigmentación y como componente de la enzima dismutasa de superóxido. El cobre se absorbe principal· mente en el estómago y el duodeno. Circula enlazado con la albúmina y como parte de otra proteína que se denomina ceruloplasmina. Su principal vía de excreción es a través de las heces. Las deficiencias de cobre son poco frecuentes en los humanos. Los pacientes con aconamiento del intestino tienen mayor riesgo de sufrirlas y también los lactantes que sólo reCiben leche de vaca. Una enfermedad genética poco común,

la enfermedad de Menkes o del cabello rizado, da como resultado afecciones de la utilización del cobre y por tanto ocasiona deficiencias. La absorción del cobre se ve afectada en pacientes con enfermedades intestinales y en los que consumen elementos traza competitivos, como zinc y cadmio. La intoxicación por cobre resulta de ingestión de soluciones contaminadas con este metal, como alimentos ácidos o líquidos procesados o almacenados en recipientes de..cotm:,.~,_.,..-~1de dispositivo intrauterino del mismo metal o exposición a fungicida que lo contiene. Una afección genética, la enfermedad de Wilson, provoca acumulación tóxica de cobre en el hígado. La toxicidad por fuentes de la dieta es muy poco frecuente. No se ha establecido el nivel dietético recomendado de cobre, sin embargo se sugiere el rango de 1.5 a 3.0 mg!d como adecuado para adultos. En la actualidad, no existe una prueba de laboratorio para valorar en forma adecuada el estado nutricional delcobre. Los niveles de cobre en suero se cuantifican mediante métodos de espectrofotometrla de absorción atómica, pero la concentración de cobre en circulación no constituye un índice válido de su estado. La cerulopl..mina, que es un complejo de proteína con cobre, quizá sea un indicador del estado de dicho metal. Sin embargo, se ve muy influida por cambios honnonales e inflamación, lo que limita su utilidad como indicador. Las investigaciones actuales indican que es probable que la actividad de la enzima dismu!asa de super· óxido en los eritrocitos realmente sea útil en el futuro para valorar el estado del cobre. Sin embargo, aún no se emplea en fonna rutinaria. Los valores de referencia del cobre son los siguientes: Suero Varones de 71 a 140 Jlg/100 mi Mujeres de 80 a 155 Jlg/100 mJ Mujeres embarazadas de 120 a 300 Jlg/100 mi Raza negra valores de 8 a 12% más altos Enfennedad de Wilson de 40 a 60 Jlg/100 mi Orina 3 a 35 Jlg/d Enfennedad de Wilson >100 Jlg/d El flúor tiene la función primaria de preservar la salud dental. El fluoruro se deposita en el esmalte de los dientes y actúa mejorando la capacidad de los mismos para resistir el ácido que forman las bacterias que provocan caries. También se ha sugerido que el fluoruro desempeña una función en la protección de la estructura ósea de los adultos y en el trata· miento de la osteoporosis. La principal vía de excreción es a través de la orina. La deficiencia de fluoruro en el ser humano provoca un aumento de la susceptibilidad a la caries dental. En animales de laboratorio, estas deficiencias ocasionan anemia y afee· ciones del desarrollo y la reproducción. El fluoruro, como otros elementos 1raza, es tóxico cuando se consume en excc· so. La toxicidad crónica que se denomina fluorosi s afecta la salud de los huesos. el fu ncionamiento renal y posiblemente el muscular y nervioso. La gran diversidad de concentracio· ncs de fl uoruro en los alimentos y en el agua potable de Es· tados Unidos condujo a que se recomiende la dosis de 1.5 a 4 .O mgld ¡·omo adecuada y segura para su consumo.

El fluoruro no se delennina clfnicarnente como pane de la valoración nutricional. Sin embargo, existen técnicas como potenciometría ion-selectiva y cromatografla gas-llquido que penniten medir el fl uoruro en plasma y orina. La detenninación de fluoruro generalmente se reserva para vigilar el tratamiento con esta sustancia o los casos de intoxicación. Los valores de referencia para el fluoruro son 0.2 a 3.2 mg/L en orina. Se produce intoxicación a >8.0 mgllitro. El manganeso funciona activando varias enzimas como descarboxilasas, hidrolasas, cinasas y transferasas. Panicipa bioqulmicamente en la fosforilación oxidativa, el metabo· lismo de ácidos grasos y la síntesis de proteínas, colesterol y mucopolisacáridos. El manganeso se absorbe en el intestino delgado, se enlaza principalmente con la hemoglobina de la sangre y se excreta a través de las heces. Nunca se han observado deficiencias de manganeso en poblaciones humanas que viven en condiciones de libenad. Sin embargo, sí se han reponado en individuos confinados a instituciones o desnutridos. Los signos de deficiencia incluyen mal funcionamiento reproductivo, retraso del desarrollo, fonnación anonnal de huesos y afecciones de la tolerancia a la glucosa. Como el hígado mantiene la homeostasis del manganeso, cualquier afección que interrumpa la circulación enterohepática provoca riesgo de dicha deficiencia. Se ha observado intoxicación únicamente en trabajadores expues· tos a altas concentraciones de manganeso en polvo o vapores y no como consecuencia del consumo en la dieta. La recomendación provisional para consumo de manganeso en la dieta de adultos es 2.0 a 5.0 mg/día. Aún no se logran progresos en el campo de investigación de la función nutricional del manganeso debido a la falta de un método práctico para valorar el estado de dicho me· tal. Este se cuantifica en sangre y en orina con métodos de espectrofotometría de absorción atómica. Sin embargo, no se distinguen diferencias congruentes de los niveles de manganeso en sujetos que tienen niveles normales en comparación con los que tienen niveles bajos. El molibdeno es constituyente de las metaloenzimas oxidasa del aldehído, oxidasa de sulfitos y oxidasa de xantina, que panicipan en el metabolismo de ácidos nucleicos a ácido úrico. El molibdeno se absorbe con rapidez en el aparato digestivo y se transpona al hígado. La principal vía de excreción es la orina. Se reponó un caso de deficiencia de molibdeno en seres humanos debido a restricciones en la dieta. 28 Este ocurrió en un paciente que recibió nutrición parenteraltotal a largo plazo y le provocó intolerancia a los aminoácidos, irritabilidad y, en último ténnino, coma. El paciente tenía un mctabo· lismo anonnal de azufre y de la producción de ácido úrico. Todos los síntomas se corrigieron al administrarle un suple· mento de molibdato de amonio. No está comprobado que el molibdeno sea tóxico para los humanos; sin embargo, se ha observado que las concentraciones ambientales altas producen efectos adversos. Los requerimientos de molibdeno son tan bajos que con facilidad se cubren en la dicta normal de los estadounidenses. Se sugiere el rango provisional de consumo de molibdeno de 75 a 250 J!g/d para adultos. El molibdeno no se analiza rutinariamentc en el labora· torio de clínica. Sin embargo, puede cuantificarse en sangre y en orina por métodos de espectrofotometría de absorción

atómica. Las deficiencias de molibdeno se caracterizan por incremento de metionina plasmática y reducción del ácido úrico en orina. El cromo se denomina factor de tolerancia a la glucosa por su función para preservar un metabolismo nonnal de dicha sustancia.29 El cromo es un factor necesario para iniciar la acción de la insulina. Se absorbe intestinalmente y se excreta a través de la orina. Se cree que el consumo deficiente de cromo agrava la perturbación de la tolerancia a la glucosa que se observa al iniciarse la diabetes en adultos.30 También se presentan deficiencias de cromo en desnutrición proteico-calórica y en cienos casos de enfennedades de la aneria coronaria. Se ha reportado toxicidad de cromo en la dieta. Sin embargo, la exposición crónica de los trabajadores al cromo en fonna de cromatos, se relaciona con un incremento de incidencia de cáncer bronquial. Existen pocos estudios con respecto a las propiedades nutricionales del cromo; por tanto, ·es diflcil establecer su nivel dietético recomendado. Se sugiere un valor tentativo de 50 a 200 ¡.¡gldfa. Debido a la falta de métodos para dingn()Stknr ti u tn•h• del cromo, éste casi nunca se determina en tll~ho~Mtur lu, Jln el medio de investigación, se mid~ Jlllf té<'nkM ,¡~ r~ll(\ 111 1 fotometrla de absorción ntómicn. Se cree que la único función nutrlc lon~ltlol c'rth•ltrt r• como compoÓente integml de 111 vitnmlnn 111! (c'(Jho~lamlna). Es abundante en la dieta y se nhsorlx: en cliiJIIII~to tll¡ntlvn, Las deficiencias de cobalto pmvocnn illlciliiP [x:mlclos:l como resultado de su intcmcción con la vit:unln3 ll12. No se tiene evidencia de que este metal se encuentre en cantidades limitadas en la dicta de los seres humanos; por tanto, no se requiere un nivel dietético recomendado. Algunos estudios demostraron que el níquel es importante para el desarrollo, la reproducción, la hcmatopoyesis y el metabolismo de hierro y zinc. El níquel se absorbe en el intestino delgado y se excreta en la orina. Se observan niveles bajos de nlquel en pacientes con cirrosis o uremia crónica. No se rcpona intoxicación por su coosumo en la dieta, aunque sí se observa debido a exposiciones industriales. El requerimiento de níquel de los seres humanos es muy bajo. El consumo seguro y adecuado probablemente se encuentra entre 35 a 500 Jlg/día. El método más confiable para valorar el estado de níquel es determinar su concentración en suero y en orina. Se cuantifica por técnicas de espectrofotometría de absorción atómica, aunque con muy poca.frecuencia. Aparentemente, el silicio panicipa en el desarrollo normal de los huesos. Su deficiencia conduce a anonnalidades estructurales de los huesos largos y el cráneo, y también afecciones en la formaci ón de tejido conjuntivo. Se informa falta de desarrollo y afecciones de la reproducción como resulta· do de dietas con muy bajo contenido de rstnño y \'Unntllo. El sitio de acción del estaño es cl lcjhln El:tSU, en clnnde ~e cree que participa en reacciones de oxiumreducción. El vnnadio es un componente de la hcmovanudinn y fundunn hin· químicamente en el transporte de oxígeno. Los lcc¡ucrimicn· tos nutricionales para estos elementos tralu snn Mllllillllcntc bajos y se cubren con facilidad grnci:1s n los niveles que se encuentran naturalmente en los alimentos. el rlirc y el agua. En el cuadro 32-6 se presenta un resumen de los marcadores

614 • QUMCACIJIIICA

CUodlo 32·6. Rangos de referenclo paa marcadoresbioquímicos deleslodo nulr1clonolen adultos, que se analizan con frecuenclo en elloborolorlo clínlca

Estado proteico AIJUmk>a

Prllbimina Trnltn1na Prottllll enlazanle del relriol RtcueniO 10111 de llnlocilos llalanct de ni1rógeno Eslldo de cerbohldralos

Gluoosa Hemoglobina gt.Joosada

FruciOSamina Estado de lfpldoe Trigficéridos Acidos grasos no esterilicados Grasa fecal (cuantitativa} Estado de vitaminas Acido ascórbico (C} Cobalamina (Br2} FolaiO Retino! (A} 25(0H}D3 1,25(0H)20¡ Tocoferol (E} Este do de los elemanlos traza Ferritina 5a1Uracióo de lranslerrina

•

Relación de protoporfirina de zincnlem Selenio

Muestra

Rango de referencia

Suero Suero Suero Suero Sangre enlera Orina

3.5·5.0 g/1 00 rrj 20-40 mg/100 mi 200400 mg/100 rrj 3-6 mg/1 00 mi 2()().3 500 célulaslmm3 2-4 gld

Suero Sangre enlera Suero

7().105 mg/100 rrj 5.3·7.5'Y, hemoglobina IOial 1.61·2.68 rnmo1ll

Suero Suero Heces

40.320 mg/1 00 mi (según la edad) 8·25 mg/100 mi < 6 gldla

Suero Suero Suero Recuenlo de erilrocilos Suero Suero Suero Suero

0.+0.6 mg/100 rrj 11 ()-8~ pglm1 3·1 6 nglml 13o-630 ng/ml 300-800 pglml 22-42 nglrn 3().53 pg/ml 5·18 mg/1.

Suero

M: 2Q.250 nglm1 F: 1o-120 nglrn M: 2C>-50% F: 15·50% < 80 pmo1lmol

Suero

5angre enlera

Sangre enlera

Orina Zinc Cobro

Suero Orina Suero Orina

58·243 pg/100 mi 7·160 pg.t 7()-150 pg/100 rrj 15()-1 200 pgldla M: 71-140 pg/100 m F: 8C>-155 pg/100 mi 3-35 pgldia

M• ma5CUiino. F• ternonWlo.

bioquímicos para proleínas, carbohidralos, lfpidos, vitaminas y clemenlos traza descritos en el presente capftulo.

--r---------RESUMEN

La incidencia de desnutrición, en especial en poblaciones

hospitalizadas, está ampliamente cornprobada y se comicn· zan a reconocer los efectos adversos de la desnutrición de tipo marginal. Los niveles dietéticos recomendados de los nutrientes esenciales se han definido cuidadosamente en un esfuerzo para evitar que se produzca desnuuición. Sin cm·

bargo, a pesar de dichos esfuerzos y como resultado de di· versos factores sociales y económicos, muchos segmentos de la población tienen riesgo de desarrollar deficiencias nutri· cionales. Es difícil diagnosticar la desnutrición marginal Y las deficiencias de nutrientes individuales antes de que los síntomas clínicos se encuentren en etapas avanzadas. Sin embargo, con frecuencia se detectan cambios bioquímicos específicos antes de que se manifiesten síntomas y gracias a que los procedimientos de laboratorio son más sensibles. es posible identificar la desnutrición mucho antes de que se ob· serven síntomas o daños en los tejidos. La \'3loraci6n nutricional completa tiene varios componentes. Los datos dietéticos, físicos y antropométricos, así como los datos bioquímicos, son factores importantes parn 1lc· tenninar el estado nutricional de un individuo. Estos cuatro ti· pos de determinaciones se emplean en conjunto para obtener un cuadro completo y preciso del estado nutricional del individuo.

l.n desnutrición prc sin1oor~1i~n M: ,nnsnuJI Ic~ I'""'IMA rn sayos específicos y sensibles. 1~, lrn¡JOrl ~nc la dc]IQIJOrnlo• río clínico con respecto a In valornción nutticionnl reside en su capacidad para detem1inar los niveles de los macronutrientes y los micronutricntes. La valoración nutricional abarca diversos métodos para definir el estado nutricional del individuo. El objetivo común de los mismos es identificar al paciente con una alteración del estado nutricional que pueda provocarle eventos clfnicos ad· versos. Es fundamental efectuar una evaluación objetiva para identificar a los pacientes con riesgo de desnutrición, para suministrarles cuidados nuuicionales adecuados y para \'Ígilar el progreso de la terapéutica nuuicional; a medida que se reconozcan los beneficios de ésta más ampliamente, aumentar.lla demanda de valoraciones nutricionales.

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616 • QUIMICA CUNICA

]

APLICACJON DE CONCEPTOS 32-1 Juan es un muchacho de 15 años de edad con antecedentes de cáncer rectal. Recibió tratamiento quirúrgico mediante hemicolcctomía seguida por terapéutica con radiación y quimioterapia a los 13 años. El. curso de su enfermedad se complicó por pérdida de peso, vómito y diarrea Aproximadamente cuatro meses después de recibir tratamiento, se le presentó obstrucción intestinal. Debido a su mal estado nutricional en ese momento, se pospuso la intervención quirúrgica y se le administró nutrición parenteral. Aumentó de peso y su estado nutricional mejoró. Se sometió a lnparotomra y como rcsultlldo se eliminó una $CCción considmble ele SU intcMino rlelgnlfo, incluyendo el Oeon tenninal por ndhrsluneS ohstructivn~, Tra~ rccupemrsc de la intervención •Jnlrúralr• ~e tlc~nnt lnuó la nutrlcitln parenter~l y se le dio de "Ita, Hc¡¡rr\11 11ln1CS cnn11hurrn prnvc, ¡·alambres muscularcs, lati¡a extrema y una pérdida de IICSO de 12 kilogramos. El examen Hsicu reveló palidez y estado de caquexia. Su presión anerinl fue de 80/60 mm Hg. La evaluación de laboratorio indicó anemia hipocrómicn, microdtica, funcionamiento renal y hepático normales. La producción de heces fue de 1 000 mVdfa. Las muestras de heces produjeron resultados negativos con respecto a presencia de parásitos, huevos de los mismos y patógenos entéricos. Juan ingresó al hospital para reposición intravenosa de líquidos, electrólitos y minerales. Se obtuvieron los siguientes datos de laboratorio:

Magnesio Fosfato Tiempo de protrombina· - · Unfocitos totales Ferritina Proporción de protoporlirina dezinclbem Zinc Vitnnúna A Vitamina D

__

33 kg 45 kg

154cm 150 mm (70% de lo normal) 4 mm (55% de lo normal)

Sodio Potasio

Ooruro Bicarbonato Calcio

~

Química de la coagulación

45 ¡Jg/100 mi (71}.15()) 207 jJg/L (300.800) 6 nglml (31}.53)

(25{0H)DJ)

Vitamin¡ E Vitamina C Vitamina Br2 Grasa fecal, 72 horas

2 mg/l(5-18) 0.2 mg/100 mi (0.4-0.6) 100 pglml (11 0-800) 50 gldía ( <6 g)

.

Lois Hill Berg

l . ¿Qué deficiencia nutricional rttlta a la vista en este jo-

ven?

___ _

a. Kwashiorkor b. Desnutrición c. Marasmo d. Desnutrición proteico-calórica El mal estado nutricional generalmente es secundario a las dos inlcrvendones quinlrgicas, la extirpación del intestino delgado y el íleon terminal y la que $C efectúa en el intestino grueso. l

Foctor VUI

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

f'losrri',ógeno

• Uslar los trescomponentes principales del sistema hemostático y discutir lo función de cada uno. • Discutir las propiedades enzlmálicos y físicos de las proteínas plasmáticos.

¿Qué datos del laboratorio indican el estado proteico?

3. i.Qué marcadores bioquímicos adicionales son útiles como indicadores de la síntesis de proteínas?

4. ¿Cuál es la evidencia bioquímica de malabsorción de grasas?

Foct~XIII

• Comparar tos problemas hemostáticos en los deficiencias tipo 1y tipo 11. • Discutir los principios de los ensayos de actividad Inmunológico y funcional que se emplean en estudios de coagulación.

t·PA lrhlbldor del ocftvodor de plosmln6geno Anllplosrrlno olfo·2 AnltlrorrtllnO 111 Cofoclor de heporlno il

Proteina e Proteina S

CONTENIDO DEL CAPITULO

S. ¿Qué parámetros nutricionalcs se ven afectados por la

Datos dt química sanguínta

Albúmina Prcalbúmina

o~·~\~==============;===; y

1.1 mg/100 mi (1.5-2.5) 2.9 mg/100 mi (2.8-4.0) 17SC'~s ..:... __ . -- - - -1OO
Datos antropombricos

Peso acrual Peso normal Brarura Circunferencia de la pane media muscular del brazo Bpcsor del pliegue cutáneo del lifceps

e A P t r uL

3.1 g/IOO ml (3.5-5.0) 15 mg/100 mi (2~0) 139 mmoiiL (136-145) 2. 1mmoiJL {3.5-5.0) 101 mmoiiL {99-109) 15 mmoiJL (22-28) 7.1 mg/IOOml (8.5-10.5)

malabsorción de grasas? 6. Identifique las vitaminas liposolubles.

7. ¿Qué produce la deficiencia de vitamina Bt2?

8. ¿Qué evidencia bioquímica se úene de la alteración del estado de carbohidratos?

• Describir el maneJo conecto de los muesiTos que se emplean en estudios de coagulación. • Clasificar tos siguientes problemas onanflcos específicas según el Q!Upo al que pertenecen y describir su naturaleza químico, su función y tos observaciones cnnlcos cuando hoy deficiencia de los mismos: FactorXM

l'lecollcreina HMWK FoctorXI Factor 11 FactorVW Factor IX Factor X

Flb!ln6geno Factor V

COMPONENTES DE LA COAGULACION Plaquetas Endolellal/ vosculor Proteínas plasm6ticos • Clasificación de tos proteínas plasmótlcas Propledodes enzlmóllcos Propiedades lislcos

TECNICAS ANALITICAS Ensayos Inmunológicos Ensayos de actividad funcional Ensoyos que se bosol1 en 10 lormoclón do co6(¡\Ao Sustratos sintéticos

MANEJO DE MUESTRAS PROBLEMAS ANALITICOS Grupo de contacto 117

6t8 o QUIMICACLINICA

QU\MICA DE lA COAGUlACION 33

Foct01XII

Precolcreíno Clnlnógeno de arto peso moleciJa foct01XI

Grupo ele las prolrombinos FOC!OI II FOCIOIVII Focl01 IX FOCIOIX

Grupo de los flbllnógenos Flbrtn6geno foci01V foct01 VIH FociOIXlll

Prole!nas flbllnolíllcas f'lasrrjn6geno Actlvodor de plasmlnógeno en los tejidos Inhibido! del octlvodol de plosmlnógeno Antlplosmlno olfo-2

lnhlbldores de la coagulación Anlltromblna 111 CofOCIOI de heportnatL - ~­ ProleínoC ProteinoS

RESUMEN

COMPONENTES . DE LA COAGULACION

cumentar la necesidad de que los tres componentes interac. túen en forma normal con el fin de lograr un sistema de hemostasis balanceada. Teniendo esto presente, se describiián brevemente los componéntes de vasculatura y de plaquetas del sistema de hemostasis.

Las plaquetas que circulan en la sangre son células anucleadas con forma de disco hasta que reciben estimulación para contribuir al proceso de hemostasis. La activación de las plaquetas genera cuatro respuestas fisiológicas principales. La primera es un proceso de adhesión al endotelio vascular lesionado o a superficies extrañas. Este proceso es fundamen_-__ tal para evitar hemonagias y depende de la presencia de glucoproteínas normales para plaquetas en las membranas lb y 1 llb/I]]a. Tras la adhesión, la plaqueta activada se contrae y forma seudópodos, y los compuestos intraplaquetarios se concentran en su centro. Al continuar la segunda respuesta, la forma se hace más pronunciada. La tercera respuesta es la secreción de gránulos alfa y del contt nido denso del cuerpo al exterior de la plaqueta. Los productos que se secretan interactúan con las plaquetas adyacentes y provocan la cuana respuesta: la agregación plaquetaria. El AMP cíclico de las plaquetas desempeña una función clave al regular el funcionamiento intraplaquetario. El AMP cíclico se combina con una proteína dependiente del AMP cíclico y forma una cinasa, como se observa en la figwa 33-1. A su vez, esta cinasa transforma una proteína receptora en una pr01e!na receptora fosforilada capaz de enlazarse con el calcio. Cuando el calcio intraplaquetario está enlazado, la plaqueta no puede funcionar de manera correcta y experimenta hipoagregación. Si hay una alta concentración de calcio en la plaqueta ésta se transforma en hiperagregable. El AMP cíclico se produce a partir de ATP gracias a la ciclasa de adenilo. Esta enzima se inhibe frente a adrenalina, trombina, colágena, serotonina y tromboxano Az. Cuando la enzima está inhibida, los niveles de AMP cíclico disminuyen, provocan un ATP

!. ---. -Cictasa de adenilato

l. Plaquetas 2. Componente end01eliallvascular

3. Pr01cínas plasmáticas, incluyendo las que participan en los mecanismos de coagulación, fibrinólisis y control Los tres componentes tienen un sistema de interrelación compleja para verificación y equilibrio. Por ejemplo, los vasos sanguíneos están recubiertos por células endoteliales que producen sustancias para evitar que las plaquetas se adhieran a la pared de los vasos y disuelven los coágulos de sangre. . Cuando las células del endOielio tienen alguna alteración liberan factor tisular, el cual activa el sistema de coagulación e inicia la formación de coágulos. Aunque el tema principal de este capítulo son las proteínas sanguíneas, es necesario explicar que aún se realizan amplias inv~stigacioncs para do-

AMPcidico

Proteína dependiente----- ..: del AMP cíclico ;

crnasa P10teína --- -· . t · · -- --- -· · ·-----• Proteína receptora receptora fosforilada 4

Ca..... ~· ·· · • Fósforo

..

: -~ · ·-- ca

~ --Complejo de p
recept01a y Ca~ Hiperagregable

Hipoagregable

Flg. 33-1. Funcionamiento intraplaquetario.

619

Cuadro 33-1. Funclonomlenlo ele tos célutos endclellalel

Funci611

ENDOTEUAL/VASCULAR

Eo contraste con las plaquetas y su función, las células end?-

PLAQUETAS

La principal función del sistema hemostático en los seres humanos es evitar la pérdida total de la sangre (exanguinación). Este sistema funciona impidiendo que la sangre nuya hacia el exterior del organismo y preservándola en estado líquido en el interior del núsmo. Sus tres panes principales son:

aumento de los niveles de calcio ionizado y esto conduce a hiperagregabilidad de las plaquetas.2

o

teliales sirven como principal regulador de la hemostasts. Las células eodoteliales recubren las paredes de Jos vasos y liberan productos químicos para preservar un fl ujo sanguíneo normal. El factor relajante derivado del endoteho (EDRF), también conocido como óxido ~itr~o, y las prostag!andinas (PGh) provocan vasodtlatactón, ~ncrementan el flujo sanguíneo y mantienen las plaquetas lejOS de las paredes de los vasos normales_¡ Las proteínas adhesivas, fibronectina, vitrnnectina y tromboespondina y el factor de von Willebrand se elaboran en la célula endotelial y panicipan en el mecanismo de coagulación.4 Una proteína importante, el factor de von Willebrand, es producida por las células del cndoteho y se secreta al subendotelio, en donde se almacena hasta que se hbera a ]a circulación según se requiera para la hemostasis.l El factor de von Willebrand es una proteína adhesiva que hace que se peguen las plaquetas entre sí y con las células del endOielio durante el proceso de coagulación.6 Las demás proteínas adhesivas tienen funciones sinúlares a este factor. Cuando el endotelio experimenta algún daño, se libera factor tisular y forma un complejo con el factor VII iniciando la activación del sistema de coagulación. La colágena expuesta reacciona con las plaquetas en ci_rculación y provoca la agregación de las mismas. El contemdo de las plaq~etas genera trnmbina, se forman las_ primeras cadenas de fibnna y se libera fibrinó~eno de las nusmas. A medtda que crece el tapón plaquetario, el vaso se sella y la hemorragia cesa. Al continuar el proceso de coagulactón las células del endotelio cercano, que se encuentran intactas, comienzan a regular la formación de fibrina activando l~s inhi~i~o_res n~­ turales de la generación de trombina. Tambtén se mtcta la hsis de coágulo debido a que las células del endoteho secretan plasminógeno y activador del plasminógeno de los tejidos (t-PA) para acúvar la vía fibrinolítica. En el cuadro 33-1 se presenta un resumen de las funciones de las células del endotelio en la hemostasis. Las prosta~landinas también desempeñan una función importante mediante la re~ulación de las respu~stas de las células del endotelio y las plaquetas. Los fosfohp1dos de la membrana celular se transforman en ácido araquidónico debido a la enzima fosfolipasa A2, como se muestra en la fig~­ ra 33-2. A continuación, la ciclooxigenasa transforma el ácido araquidónico en intermediarios de pro~taglandinas, la prostaglandina G2 (PGG2) y la prostaglandma H2 (PGH2). Hasta este punto, las reacciones se verifican en muchas membranas celulares. La membrana de la plaqueta conuene una enzima singular, la sintetasa de tromboxano, que a continuación transforma el PGH2 en tromboxano Az.7J Este último genera agregación plaquetaria y vasoconstricció?. ~ la célula del endotelio la enzima sintetasa de prostactcbna transforma la PGH 2 e~ prostaciclina. La prostaciclina dilata los vasos e inhibe la agregación plaquetaria. Así, los efectos de la prostaciclina son opuestos a Jos del tromboxano Az.

Liberación de EOAF y PGI2

Mantener ftujo sangufneo noonal

PTOducción de proteínas adhesivas F!bronectlna -Tr~'

Vitronectina Factol de von Wilebrand

lileración de factor tisUar Secreción de Plasminógeno Activador de ptasminógeno tisulat

Se usa en el mecanismo de coagulación Mantiene unidas unas plaquetas con otras Mantiene ooldas las plaquetas con las céfldas del endolef10 Activa el sistema decoagulación Lisis del coágulo Lisis del coágulo

Por último eltromboxano Az y la prostaciclina afectan la enzima cicl~a de adenilo; eltromboxano Az la inhibe Yla prostaciclina la estimula. En r~ul!'en, _cuando las pla~uetas producen tromboxano ~2. éste mhtbe dtrectamente la ctclasa de adenilo, eleva los mveles de calcto en la plaqueta y pr?voca la agre~ación plaquetaria. Las células del en~oteho producen prostaciclina para mantener las plaquet~ lejos del endotelio hasta que éste experimente algún daño. La aspmna, o cualquier medicamento que c?nten~a esta sustanc_ta, inactiva en forma ineversible la enztma ctclooxtgenasa, mhibe la formación de tromboxano Az o PGh Y reduce los mecanismos de defensa naturales de las plaquetas y las células endoteliales.

PROTEJNASPLASMATICAS El tercer componente del sistema de hemostasis humano contiene las proteínas, lipoproteínas y io?~ calcio que se requieren para la coagulación y la fibnnóhsts. L~ mayor parte de las proteínas que participan en. la hemostasis son glucoproteínas que circulan en el plasma ¡unto C?n calc10 y el factor de plaqueta 3, un fosfolípido. El facto~ t~sular, un _comple¡o de fosfolfpidos y proteínas, y los fosfohptdos consmuyen las superficies para las reacciones de coagulación. . La principal función del sistema hemostáuco es transformar una proteína soluble de la sangre, el Jibrinógeno, en una red insoluble de fibrina. Este proceso se venfica mediante una serie compleja de reacciones enzimáticas que en 1964 se describieron como una cascada enzimática. Las reacciones de activación se llevan a cabo en las superfictes de las membranas y no en la solución libre. La membrana debe contener fosfolípidos con cargas negativas para q_ue las reacciones de activación se verifiquen. Estos fosfolfptdos de_cargas negativas se encuentran casi exclusÍ\•amente _en el mteé rior de las células. Este hecho tan importante exphca por qu las células intactas no son procoagulantes. . "d Las reacciones de activación de la cascada se subdtvt en en el sistema de coagulación intrínseco Yel extrínsec~ En la figura 33-3 se muestra el concepto actual del proceso de_coate· d"te an me tan . se 10 gulación. Los factores de coagulación

QUIMJCA OE LA COAGUlACION 33 • 621 620 • QUMICA CUNiCA

VIA EXTRINSECA

VIA INTRINSECA

Fosfolipidos de la membrana

PT Lesión a los tejido3

1PTI

~ -- -- - FosfolipasaA:!

Activación por contacto

Factor tisular

HK,PK xu------ ------ -.. xl,ta

t Acido araquidónico

Cidooxigenasa--- •• ..;

Xla------- ----'------· ·---XI

'

~2 Células endoteliales : Sintetasade

'

Plaquetas

Vll ··\ 9

:······ · ·· ····· PGH2 --- -------·--- ····:

prostaciclina·· ..

!

Sintetasade

¡•--·1r0mboxano

'

Tromboxano A:1

ProstacicfiM (PGI2)

(TXA:1) Funciones:

, .. __ ___... _____ __ , ' t Vasodilatación

•

t

'

lrhbe la agregación plaquetaria

Protrombina .....L ...• TR~BlNA

r-- ---··'"·- -----,

'

Vasoconstricción

Fibrinógeno .•••••• •L

'

Induce la agregación plaquetaria

CLASIFICACION DE LAS PROTEINAS PLASMATICAS Propiedades enzlm6tlcos

Las proteinas plasmáticas que se requieren para la coagulación, la fibrinólisis y el control de estos procesos se clasifican de acuerdo con sus propiedades cnzimáticas o sus propiedades flsicas comunes. Todas ellas panicipan en las reacciones enzimáticas como sustratos, cofactores o enzimas. Las proteínas que panicipan en el proceso de forma-

ción del coágulo se denominan procoagulantes.9 En el cuadro 33-2 se muesua la clasificación de las protc!nas de coagulación, las proteínas librinolíticas y las proteínas inhibidoras (de control) como cofactores y enzimas. Las protdnas procoagulantes circulan normalmente en la sangre como precursores (cimógenos} de la enzima activa. Estos cimógenos también pueden considerarse como sustratos. Por ejemplo, el factor X se clasifica como sustrato y el factor Xa es una enzima (proteasa de serina}.Z La letra a se refiere a la activación del procoagulante. La activación de un cimógeno se lleva a cabo rompiendo un solo enlace de la molécula para exponer el sitio activo de serina. Este proceso de proteólisis limitada ocurre en cada paso del sistema de coagulación. Como se indica en el cuadro 33-2, sólo una de las enzimas de la coagulación es una transglutarninasa. Todas las demás son proteasas de serina. Los cofactores que se listan en el cuadro 33-2 son tan imponantes para la hemostasis normal como las enzimas activas. Los eofactores que circulan en la sangre deben activarse por la proteólisis limitada para expresar su actividad. El factor tisular no requiere activación. Todos los pasos de coagulación necesitan cofactores, los cuales tienen varias funciones esenciales. Primero, son necesarios para permitir que las enzimas reconozcan sus sustratos nativos. Por ejemplo. el rompimiento del enlace arginilo-isolcucilo es característico de la activación de la protrombina y el factor X. Sin embargo, en presencia del cofactor, que es el factor tisular, este enlace sólo se rompe en el factor X y no en la protrombina.to-tl Los cofactores de coagulación transforman las enzimas de proteasas con actividad mínima en protcasas altamente específicas, que no sólo son específicas para enlaces sino tam·

FIBRINA

HK s Cininógeno de aho peso molecular PK = Precalicreína PL = Fosfolípido Ga=Ga..

Fig. 33-2. Regulación de las respuestas de las plaquetas y las células endoteiales. números romanos. Los daños al endotelio producen exposición de colágena subendotclial e inician el funcionamiento del sistema intrínseco. Este incluye los cofactores de contacto y los factores Vlll y IX. La liberación de factor tisular y su enlace posterior con el factor VII inicia el funcionamiento dd sistema extrínseco. Aunque estos sistemas son útiles plra valorar a los pacientes con anormalidades de la hemostasis, investigaciones novedosas han llevado a la conclusión de que esas divisiones son arbitrarias y que existen diversas interacciones complejas entre ambos sistemas. Hay tres reacciones fundamentales en este sistema complejo. La primera reacción importante es la generación del factor Xa, ya sea a partir del sistema extrfnsec(_) o intrínseco. La segunda reacción es la generación de trombina. Ambas requieren un sustrato, una enzima. un cofactor y una superficie de fosfolípido para formar un complejo que se enlace con el calcio. La tercera reacción imponante es la formación de fibrina. Después de la coagulación se efectúa la fibrinólisis o digestión del coágulo gracias al sistema fibrin olftico.

•

Flg. 33-3. Cascada de la cooguladón.

Cuodro 33·2. Closlftcoclón dt los prottlnos Proteínas de ta coagulación Factor tisular (FT) ~ tibrin6g«ll 11

V Vil VIII

IX X XI XII XIII Cininógeno de alto peso molecular (HK, HMWK) Precalicrelna (PK)

Fonnaactiva Cotact()( Sustrato Proteasa de serina Cofact()( Proteasa de serina Cotactor Proteasa de serina Proteasa de serina Proteasa de serina Proteasa de serina

Transglutarrinasa Proteasa de serina Proteasa de serina

Proteínas de fibrinólisís Plasminógeno Plasmina Activador de plasminógeno tisular (tPA)

Cimógeno Proteasa de sarina Proteasa de serina

Jnhibidores Anliptasmina alfa·2 (A:!AP) Antilromblna 111 (AT 111) tohibidor del activador de plasminógeno (PAI) Proteína C (PC) Proteína S (PS)

Inhibido< de la proteasa de serina lnhibidor de la JliOteasa de sorina lnhibidor de la proteasa de serlna lnhibidor da la protease de serina Colactor

QUIMICA DE LA COAGut.ACION 33 • 623

622 • QUIMICA CUNICA

bién para proteínas. 13 Gracias a esto, incrementan la eficiencia catalí!ica de sus enzimas respectivas. La segunda función importan!~ de los cofactores es localizar las reacciones en las superficies de la membrana. Por ejemplo, el factor tisular es una proteína integral de la membrana y sirve para localizar la activación de los factores IX y X en las células en que se expresa. De manera similar, los factores Villa y Va se enlazan con las plaquetas. El fact~ un sitio de enlace para IXa, de manera que es capaz de activar el factor X en la primera reacción imponante de la coagulación. A continuación, el factor Va apona el sitio de enlace para el factor Xa en la superficie de las plaquetas, de manera que permite que se verifique la conversión de protrombina a trombinaJ4-t6 ,

Propiedades físicas Es posible dividir arbitrariamente las proteínas de la coagulación en tres grupos de acuerdo con sus características físicas. Estos son: el grupo de contacto, el gru¡o de las protrombinas y el grupo de los fibrinógenos. El cuadro 33-3 proporciona una lista de las principales características que diferencian a cada grupo y que son útiles para comprender las pruebas de coagulación. El grupo de contacto (XI, Xll, HMWK y precalicreína) está formado por factores que tienen peso molecular intermedio (de 80 000 a 120 000 daltons) y son relativamente estables. Este grupo de factores panicipa en la fase inicial de la 250 000) Lábiles Reac1ivos en tase aguda Se consumen durante la coagulación por acción de la trombina

orales son antagonistas de la vitamina K y evitan que se enlace el ácido carboxiglutámico gamma, de manera que inactivan funcionalmente todos estos factores. Con excepción de la proteína S, estas proteínas circulan en la sangre como cimógenos que deben romperse para transformarse en proteasas de scrina activas. Como el grupo de las protrombinas tiene peso molecular bajo (55 000 a 70 000 daltons), los factores pueden escapar al espacio extravascular, aunque no haya lesiones en el vaso sanguíneo. Estos factores son estables en las muestras sanguíneas. Las cuatro proteínas del grupo de los fibrinógenos (1, V, VIII y XII) tienen peso molecular alto (>250 000 daltons), son reactivos de fase aguda y son lábiles en las muestras de sangre. La rrombina actúa sobre estas protefnas para modificarlas o activarlas y todas ellas son destruidas por la plasmina.

--f--------TECNICAS ANALITICA~

Los problemas de hemostasis se dividen en dos categorías generales según el tipo de enfermedad. La deficiencia tipo I es una reducción de la camidad de proteína presente, generalmente de un 50% con respecto a lo normal en los heterocigOios y de Oa 5% en los homocig01os recesivos. Las deficiencias tipo fl son defectOS deJ funcionamitniO de la proteína. En este caso hay una cantidad normal de proteína, pero ésta no funciona de manera correcta y la afección con frecuencia se denomina mediante el prefijo dis, por ejemplo, disfibrinogenemia. Para este sistema de clasificación se requiere disponer de procedimientos de laboratorio que midan lacantidad de una protcfna dada y su actividad funcional.

ENSAVOS INMUNOLOGICOS Los ensayos inmunológicos identifican y cuantifican la proteína presente haciendo reaccionar un anticuerpo específico con una proteína de coagulación dada (antígeno). Estos complejos se miden por técnicas nefelométricas, de inmunoprecipitación, de ensayo inmunológico o de inmunodifusiónn Es más útil medir la actividad biológica funcional de una proteína dada, porque estos métodos también detectan disminución en la cantidad de protefnas. Sin embargo, los ensayos inmunológicos no permiten detectar la presencia de una proceína "disfuncional". En resumen, en deficiencias tipo 1 los resultados de los ensayos funcionales e inmunológicos son bajos. En deficiencias tipo 11 los resultados inmunológicos son casi normales o normales y los de ensayos funcionales son bajos.

o

coágulos requieren que el sistema de coagulación esté intacto y que los niveles de fibrinógeno sean normales para alcanzar el punto final de formación del coágulo de fibrina. Los sustratos sintéticos no tienen estos requisitos y por tanto permiten medir la actividad del procoagulante y las protefnas regulatorias en forma individual a través de la velocidad de alguna reacción colorimétrica o mediante la detección del punto final. Cuando se emplean sustratos sintéticos, se introducen menos variables y fuentes de error que si se utilizan los análisis que se basan en la formación del coágulo. 18

Ensayos que se basan en lo formoclón de co6gulo

Los ensayos de coagulación originalmente se llevaban a cabo por la técnica del tubo inclinado, mediante detección visual de la formación del coágulo en un tubo de '·idrio para determinar el punto final. En la actualidad, se efectúan en instrumentos semiautomáticos o totalmente automáticos que tienen un sistema fotoóptico o electromecánico para detectar la formación del coágulo. En el instrumento electromecánico, a medida que se forman las cadenas de fibrina, el circuito eléctrico entre dos electrodos se completa y se detiene el cronómetro, lo que indica que el coágulo ya se formó. 19 El sistema foto6ptico emplea los cambios de transmisión luminosa cuando se forma la fibrina. El incremento de absorbancia se transforma en una señal eléctrica y un dispositivo para tomar el tiempo se detiene cuando la señal eléctrica excede determinado punto de referencia. Varias compañías han diseñado instrumentos automáticos y semiautomáticos que se basan en este principio fundamental. Los ensayos de formación de coágulo generalmente se llevan a cabo en el laboratorio de coagulación. En el cuadro 33-4 se muestran algunos tipos de ensayos que se basan en este principio. 20 El tiempo de protrombina (PT) es una prueba de detección de la vfa de coagulación extrinseca (fig. 333). Mide el tiempo de coagulación del plasma en presencia de exceso de factor tisular. El tiempo de tromboplastina parcial activada (affl) es una prueba de detección de la vía intrinseca (fig. 33-3). Para iniciar la formación del coágulo se emplea un sustituto de las plaquetas, una sustancia activadora y tromboplastina parcial. El tiempo de trombina mide la transformación de fibrinógeno en fibrina agregando una cantidad específica de trombina al plasma y midiendo la velocidad de formación del coágulo. Los factores de coagulación individuales se cuantifican mediante la técnica de ensayo de factores. El porcentaje de actividad de un factor se determina Cuodro 33-4. Ensayos ele folmoción ele co6gulo que se

emplean con hecuencto Tielll>O de protrombina (PT)

T~empo parcial de tromboplastina activada (aPTI) Tielll>O de coagulación de trombina (TCT)

ENSAYOS DE ACnVIDAD FUNCIONAL La actividad funcional se mide mediante un sistema de ensayo que se basa en formación de coágulos o utiliza un sustra· to sintético. Los sistemas de ensayo basados en formación de

Fibrinógeno (FIB)

Ensayos de lactO< Antitrombina 111 (AT tll) Proteina C (PC)

(tiempo de trombina, TI)

por el grado de corrección que se obtiene al sumar las diluciones de plasma del paciente a un sustrato deficiente de factor y compararlo contra una curva estándar empleando plasma de referencia y un sustrato deficiente de factor. A continuación se utiliza la prueba de PT o aP'IT para medir el punto final de formación del coágulo en el ensayo del factor.

---.-Sustratos sintéticos

Los sustratos naturales para las proteínas de coagulación son Jifíciles de aislar. Desde comienzos de la década de los 70 se desarrollaron sustratos sintéticos. Los de la primera generación fueron ésteres simples de aminoácidos, como el éster de tosoilo-arginina-metilo. 21 Estos ésteres se aparearon con un cromóforo para desarrollar un ensayo que midiera proteínas de coagulación. Sin embargo, la reacción era inespecífica y sólo podía emplearse en reacciones químicas bien .definidas. Se desarrollaron sustratos de primera generación principalmente para medir enzimas de coagulación similares a la tripsina: factor Xlla, calicrefna, trombina, Xa, plasmina y Ca proteico. Se creó- una segunda-generación-de sustratos sintéticos al intercambiar el éster de aminoácido único por cadenas de péptidos conos. 21 Una vez determinada la secuencia de péptidos del sitio a~vo en el sustrato natural, es posible sintetizar cadenas de tripéptidos o tetrapéptidos. Posteriormente, el sustrato se aparea con un cromóforo en el extremo carbonflico a través de un enlace arnfdico (CONH), de manera que la reacción enzimácica cota! es:12 Proetw

Tripéptido sintético marcado-

tripéptido + marcador

dt Kriu

(No produce color a 405 nm)

(Produce color a 405 nm)

Las proteasas rompen enlaces estéricos y amfdicos. En el sustrato sintético se emplea el enlace arnídico porque es más estable que el cstérico y no lo hidrolizan las esterasas.21 El tipo de marcador que se une al péptido depende de la sensibilidad que requiera el ensayo y de los instrumentos de que se dispone. Comúnmente se emplea el cromóforo paranitroanilina (pNA) como marcador, porque tiene actividad óptica a 405 nm y es quúnicamente estable. Los ensayos con sustrato sintético se utilizan para medir diversas proteínas de coagulación. Aún pr~entan cienas desventajas potenciales y es necesario tenerlas presentes al elegir la técnica de ensayo. Los sustratos sintéticos son menos específicos para las enzimas que los naturales. Los sustratos naturales tienen estructUfo! secundaria y terciaria, mientras que los sintéticos son estructuras simples de cadena lineal. Por tanto, aún pueden producirse reacciones inespecíficas. La especificidad aumenta al agregar inhibidores o efectuar otras modificaciones en el procedimiento de ensayo. Los sustratos sintéticos determinan las formas funcionales y no funcio nales de las proteínas de coagulación, mientras que las reacciones de formación de fibri na sólo miden la forma funcional de estas proteínas. 11 Con objeto de refinar aún más los sustratos sintéticos, se produjeron sustratos de tercera generación. Estos son una

QUIMICA DE lA COAGUIACION 33 • 625

62A , QUIMICA CUNICA

CUadro 33·5. E1110yos en que se usan sustrolos 1lntétlcos Tiempo de protrombina (PT) Tiempo paidaJ de tromboplaslina activada (aPTT) Ensayos de fac1or para 11, V, VIl, VIII, IX, X, XII

Antítrornbila lit (AT 111)

Protelna e (PC) Plasminógeno (PLS)

lnhibidor del activador de plasminógeno (PAI) Activador del plasminógeno tisular (t·PA) Antiplasmlna aHa·2 (A2AP)

Colactor 11 de heparina (HCII)

modificación del sustrato, al que se le agrega un seudoami· noácido. El seudoaminoácido se define como un aminoácido natural que se modifica sintéticamente. 18 Los seudoamino· ácidos incrementan la solubilidad, especificidad y caracterís· ticas cinéticas de los sustratos sintéticos. Los métodos que emplean sustratos sintéticos se basan en la liberación o supresión de un cromóforo. Muchos de es· tos ensayos se adaptan a analizadores enzimáticos comunes en el departamento de química clínica. Gracias al desarrollo de estas técnicas novedosas, el estudio de la hemostasis se lleva a cabo considerando las reacciones desde el punto de vista molecular, al igual que en otros campos del laboratorio. En el cuadro 33-5 se da un resumen de los ensayos disponi· bies con sustratos sintéticos.

.

---~--MANEJO DE MUESTRAS

Las pruebas para proteínas de coagulación se realizan en sangre entera anticoagulada. El anticoagulante de elección es el citrato de sodio tanto para pruebas del funcionamiento plaquetario como para procedimientos de coagulación. Se emplea una solución de citrato de sodio a 3.2 o 3.8%, según las retomendacioncs del National Committcc for Clinical Laboratory Standards (NCCLS).23 Las plaquetas se retiran de la sangre entera centrifugando la muestra sanguínea a alta velocidad. El plasma con bajo contenido de plaquetas !PPP} se emplea para probar las proteínas de coagulación. En algu· nas pruebas se requiere plasma libre de plaquetas, mismo que se obtiene filtrándolo o mediante doble centrifugación de la muestra. Es muy importante obtener la muestra para pruebas de coagulación de manera correcta. Algunos de Jos principales factores que inOuyen en la composición de la muestra final que se emplea en la prueba, se resumen como sigue: l. Reducir al mínimo los traumatismos a los tejidos

para evitar que la muestra se contamine con líquido tisular. El primer tubo de la punción venosa contiene

líquido tisular y no puede emplearse para pruebas de coagulación. 2. Evitar la estasis venosa que provoca elevación de ciertas proteínas de coagulación. 3. Emplear agujas de calibre grande (calibre 19 a 21) para evitar romper los eritrocitos y las plaquetas. 4. Utilizar recipientes para recolección (jeringas o tubos Vacutainer) de material· no reactive;-como plás!ic.!!::.o_ _ vidrio de silicón, porque el vidrio normal de carbonato de sodio activa el sistema de coagulación. 5. Emplear una relación correcta de sangre con respecto a anticoagulante (9: 1). Las muestras con relaciones incorrectas no pueden emplearse para pruebas de hemostasis. 6. Establecer los requerimientos de proceso de la muestra para todas las pruebas de coagulación que se ad· hieran a este protocolo. Los requerimientos de proceso varían según el tipo de prueba que se va a efectuar. En general las muestras para pruebas de coagulación deben centrifugarse en los 60 minutos siguientes a su recolección.

•

El NCCLS publica una guía para recolección; trans~e-­ y preparación de muestras para pruebas de coagulación. Es necesario aplicarla para establecer los protocolos por escrito de cada laboratorio para obtener muestras para estudios de coagulación.

---~--PROBLEMAS ANALITICOS

GRUPO DE CONTACTO Factor XII

El factor XII (factor Hageman) es una glucoproteína plas· mática con peso molecular de 80 000 daltons. Esta molécula de una sola cadena está formada por 596 aminoácidos. Se sintetiza en el hígado y está presente en el plasma a concentración de 27 a 45 J.lg/L. Su vida media es de 40 a 50 horas. Cuando el factor Xll se activa, la cadena única se rompe y se forma una molécula de dos cadenas. El factor Xlla tiene una cadena ligera que contiene el sitio cnzimático activo de proteasa de serina y una cadena pesada que contiene las propie· dades de enlace superficial de la molécula. Ambas cadenas se mantienen unidas por puentes de disulfuro. El factor XII es la primera proteína del sistema de coagulación intrínseca que se absorbe en las superficies con carga negativa Esto activa parcialmente el factor XII. A continuación el factor Xlla transforma la precalicrefna en calicreína, la cual activa más factor XII mediante un mecanismo de retroalimenla· ción. Después el factor Xlla funciona como enzima activan· do el factor XI, que inicia el proceso de coagulación. Ade· más, el factor Xlla activa el sistema fibrinolftico porque provoca la actividad del plasminógcno.

La deficiencia congénita de factor XII se hereda en la mayoría de los casos como gen autosómico recesivo, de ma· nera que los niveles de factor XII son muy bajos. No obstan· te, estos pacientes no presentan anormalidades hemorrágicas y sólo se descubren por coincidencia cuando se determina el tiempo parcial de tromboplastina y se observa que se prolonga en forma inusitada. Diversos pacientes con deficiencia de factor XII presentan episodios tromboembólicos que pueden ser resultado de la incapacidad para que se active el sistema fibrinolítico. El diagnóstico de deficiencia del factor XIJ se lleva a cabo por un análisis cuantitativo de factor de coagulación XII. La mayoría de los pacientes con deficiencia de factor XII también tiene niveles sumamente bajos de antfge· no de factor XII, por lo cual es innecesario efectuar el ensayo antigénico. Precallcreína

La preealiereína (factor Fletcher) es una glucoproteína de una sola cadena con peso molecular de 88 000 daltons. Tras su síntesis en el hígado, la precalicreína circula en el plasma formando un complejo con HMWK. Su concentración plas· mática normal es de 35 a 45 J.ig/ml y tiene vida media de 35 horas. El factor XII a activa la prccalicreína a calicreína. Esta última es similar al factor Xlla porque es una molécula de dos cadenas, una cadena pesada que contiene el sitio de enla· ce para HMWK y una ligera que contiene un centro enzimá· tico. Ambas se mantienen juntas por puentes di sulfuro. Los pacientes con deficiencia de precalicreína no tienen afecciones hemorrágicas y, como en el caso de deficiencia de factor XII, con frecuencia se descubre la deficiencia por· que el tiempo parcial de tromboplastina es prolongado. La duración del aP1T no siempre se correlaciona con el nivel de precalicreína. Sin embargo, una característica de esta de· ficiencia es que el aP1T se acorta cuando el tiempo de incu· bación se incrementa a JO minutos y se agrega caolín. El diagnóstico de la deficiencia de precalicrcína se efectúa me· diante un ensayo cuanlitativo de coagulación de precalicreína. La modificación de la técnica estándar para ensayo del factor es necesaria para obtener una curva estándar con pen· diente aceptable. Esto se requiere porque a medida que se deja transcurrir más tiempo para incubar el plasma deficiente de precalicrcína con activador. se obtienen resultados más si· milares a los normales, ya que el factor Xlla se acumula ~n la mezcla y reduce la necesidad de precalicreína. Por tanto, es preciso acortar los tiempos de incubación a 1 minuto para reducir al mínimo dicho efccto.24 Otro método consiste en medir la calicreína que se produce por su acción sobre un sustrato sintético. Se han identificado hornocigot9s y heterocigotos con esta afección. Clnlnógeno de aHo peso molecular

En el plasma hay dos formas de cininógeno. La de allo peso molecular acelera la activación por contaclo con el plasma. La de bajo peso molecular es inerte y no 1iene actividad para la coagulación. El cininógeno de alto peso molecular (HMW K) es una glucoproreína de una sola cadena con peso molecular de 120 000 daltons. Su concentración plasm:llica

normal es de 80 J.ig/ml y su vida media de 6.5 dfas. El HMWK se rompe en varios intermediarios de menor taroa· ño. El resultado de su rompimiento es la fonnación de una molécula de doble cadena y una mol~cula distinta de cadena ligera que tiene actividad procoagulante. Las tasas más alias de activación del factor XI se logran en presencia del factor XI a, calicreína y el eininógeno de cadena ligera. La deficiencia de HMWK (factor Fitzgerald) se hereda como rasgo autosómico recesivo. Estos individuos son asin· temáticos y a menudo se identifican del mismo modo que los casos de deficiencia de factor xn y precalicrefna. El diagnóstico se realiza mediante un ensayo cuantitativo de coagulación para HMWK. Este y el cininógeno de bajo peso molecular se determinan por procedimientos inmunológicos distintos. Como el cininógeno de bajo peso molecular no participa en la coagulación, los valores bajos anormales carecen de significado para evaluar afecciones de la coagula~ ción. Los pacientes con deficiencia de HMWK iOn asinto· máticos.

Factor XI

El factor XI circula como glucoproteína (con peso molecular de 143 000 daltons). Se diferencia de otras proteínas de la coagulación porque su dímero lo forman dos monómcros idénticos enlazados por puentes de disulfuro. La concentración plasmática de factor XI es de 3.0 a 6.0 J.ig/ml. El factor XI circula en el plasma como cimógeno de proteasa de scri· na y ~stá casi totalmenle enlazado con el cofactor de eontac. to general HMWK. El factor XI se produce en el hígado y tiene vida media de 40 a 60 horas. EJ'factor XI es una enzima de la vía intrínseca. El factor Xla activa el factor IX a 1Xa. El factor XI se activa junto con la precalicreína y el HMWK tras la activación del factor XII. La activación de este último se desencadena por contacto con una superficie con carga negativa, que en general es la membrana basal subendotelial in ¡·ivo. El factor XI se adsorbe sobre vidrio, donde es activado parcialmente. Por tanto, los ensayos de coagulación para factor XI se llevan a cabo en un sistema totalmente de plástico. Los valores de referencia para factor XI son diferentes a Jos de otros factores de coagulación. Recientemente se ha determinado que son 75 a 130%,25 en vez del valor más común de 50 a 150% para los otros factores de coagulación. El factor XI es singular porque es el únicQ factor de con· tacto cuya deficiencia conduce a la afección hemorrágica que se denomina hemofilia C. Otra característica distintiva es que el grado de deficiencia (hornocigoto o heterocigoto) no provoca diferencia respecto a la frecuencia, grado o tipo de hemorragia que puede presentarse. Este rasgo distingue la deficiencia de factor XI de las hemofilias clásicas por defi· ciencia de factores VIII y IX. También dificulta el tratarnien· to, porque algunos pacientes con niveles de 45% experimen· lan hemorragias mientras que otros con niveles de 3% n.o .>as presentan. En fecha reciente Kitchens2J publicó una rev1s1ón de casos de deficiencia de factor XI identificados en los últi· mos 20años. La mayoría de Jos casos de deficiencia de factor XI se deben a falta de toda la mol~cula más que a moléculas defec·.

626 • QUIMICACUNICA QW.OCA llE LA COAGUIACION 33 , 627

tuosas. Sólo se han reponado cuatro casos de deficiencias por factor XI disfuncional. Por tanto, los resultados del ensayo antigénico y funcional dan una relación de valores 1:1 en la gran ~ay~a de los casos. Desde el punto de vista clínico, la defiCiencia de factor XI se diagnostica mediante un ensayo de factor de coagulación para el factor XI. Los heterocigotos llenen valores de factor XI de 15 a 70% y los hornoCigotos de Oa 15 por ciento.

Tiene una concentración plasmática de 15 a 50 mg/100 m1 es 1~ proteína dependie~te de la vitamina K que tiene vi¿ medJa más cona. Se estima que su vida media es de 1.5 3 6 horas. ~omo el factor vn es el principal determinante del PT cualqu1er cambio de nivel del factor vn en plasma se ren · ·~·- · .fi . d . eJaen mod11cac10nes e1t1empo de protrombina. . El factor VIl es similar a otros cimógenos de la coagulaCIÓn porque se transforma en la enz.ima activa Vlla mediante la prO!eólisis limitada de la molécula de una sola cadena, para .formar una molécula de dos cadenas. Esta reacción la GRUPO DE LAS PROTROMBJNAS catal1zan los factores IXa, Xa y fragmentos de XIJa y tromb!na El factor Xa probablemente sea el activador más efiCiente del facto~ V~. En co.nt!aste con otros cimógenos, el Foclorll f~CtOr Vfl también llene actiVIdad biológica en SU forma de El fact?r D (protro!Dbi?~) es una de las cuatro proteínas Cimógeno: Esta característica dio un nuevo enfoque a la comprensión del proceso de coagulación y ahora se considedepend1ente~ de la vnarmna K que panicipan en el proceso ~ que el factor ~II, ~n presencia de factor tisular, puede inide coagulac1ón. Como se md1có, todas ellas se sintetizan en Ciar la coagulac1ón sm cualquier proceso proteolítico previo. el hígado. El factor 11 es una proteína de una sola cadena con peso molecular ~e alred~or de 69 000 daltons. La protrom- El factor Vlla tamb1én es smgular entre las enzimas coagulatonas porque carece de un inhibidor específico. Sin embarbm.a Uen~ una v1da med1a relativamente prolongada (de dos a cmco d1as) en .comparación con OlraS proteínas dependien- go, tanto los factores VII como Vlla tienen un requerimiento absoluto d~l cofactor, que es el factorttisular. En ausencia tes d~ la Vltarmna K. Su concentración plasmática es de aprox1mallamenle 10 mg/100 mililitros: · del factor t1sular, el factor VII o el Vlla no pueden desencaLa transformación de protrombina en trombina es una denar el proceso de coagulación.ll _ Se. conocen dos formas genéticamente diferentes de ded~ las reacciones fu~amentales de la cascada de coagulafiCJencJa de factor VII. En la forma hipo, se observa reducCIÓn. Para esta reaCCJón es necesaria la formación de un Ción de la actividad de factor VII y de antígeno. En Ja forma compleJo de prottombinasa compuesto del factor Xa (enzima), factor Va (cofactor) y protrombina (suslrato) que se en- d1s, la actividad de factor VIl es mayor y se observan niveles laza a través del calcio al fosfolípido (superficie) del factor 3 normales de antígeno. Ambas anormalidades congénitas se de plaquetas. El factor Xa rompe la molécula de protrombina heredan como afecciOnes autosómicas recesivas y son poco frecuentes. Además, se han identificado moléculas genéticaen un proceso ~e dos pasos..En el primero se genera un fragmente anormales de factor VII. La deficiencia de este factor mento ~e pépudo que se denomina Fl.2 y prelrombina-2. se establece por medio de un ensayo de actividad de coaguEsta últ1ma se rompe frente al factor Xa para formar trombilación d.e factor VIl. S1se sospecha que existe una deficienna. La determinación de Fl.2 .en el laboratorio constituye una 26 med1da sens1ble de la activación de protrombina in cia de tipo h1po, los niveles de antígeno VII se cuantifican VJVo. por ensayo inmunológico. Las deficiencias adquiridas de factor VIl son mucho La hipoprotrombinemia congénita es poco frecuente y más frecuentes que las de tipo congénito. Se presentan a mese hereda _como ~go autosómico recesivo. La mayoría de nudo en afecc10nes hepáticas, por deficiencia de vitamina K los homoc1gotos llene mveles de actividad del factor inferic-res a 10%. La enfermedad se denomina hipoprotrombinemia Ycomo resultado de exceso de anticoagulantes. Los altos nimás que aprolrombinemia porque todos los pacientes pare- velesde factor V~l se relacionan con un mayor riesgo de afcccJones coronarlas. ~en tener ~queñas cantidades de protrombina. Los ensayos Inmunológicos para protrombma proporcionan valores similares. a la det~rminación cuantitativa de actividad de esta afecc1?n. L:a d1sprotrombinemia se diferencia de la hipopro- Factor IX trombmemJa por el hecho de que en los ensayos inmunológicos se obtienen resultados normales, mientras que en Jos enEl factor IX, otra proteína dependiente de la vitamina K se sayos de actividad se observan valores muy bajos. 27 La produce en el hígado, circula en el plasma a concentración 11_1nyor pane de los reacuvos de PT son relativamente insen- de 4 ¡tglml y tiene vida media de 20 a 24 horas. Esta molécula Sibles al f~tor 11 y sólo producen resultados anormales se ha estudiado ampliamente y está determinada toda su secuando el mvel de este fa<:tor es inferior a JO%. Por tanto, cuencia de aminoácidos. Es una molécula de una sola cadena cuand? se sospec~an casos de esta afección congénita, es formada de 416 aminoácidos con peso molecular de 57 000 •mposJble diferenciarlos med1ante la determinación de tiem- daltons. El factor IX se convierte en factor IXa por el factor po de protrombina. Xla .en presenCia de calcio (sistema intrínseco) o por el factor usula: y el factor V!la (sistema extrínseco). En el proceso de actlracJ~n, se rompen dos enlaces peptídicos, de maneFactor VIl ra que la molecula resultante_ucne una cadena ligera y una cadena pesada. El centro enz•má!Jco activo se encuentra en El facto~ VIl es una proteína de una sola cadena con 406 la cadena pesada y actúa sobre el sus1rato fac tor X para arnmoácldos y.peso molecular de 45 000 a 53 000 daltons.2s transformarlo en factor Xa.

La anormalidad congénita que se asocia con el factor IX se denomina hemofilia B o enfermedad de Christrnas. Esta se caracteriza por ausencia total de factor IX o anOlJIL1lidades en la molécula. Como la hemofilia B es una afección hemorrágica reccsiva ligada a X, sólo los varones la )iresentan y las mujeres son penadoras. De 15 a 20% de todos los hemofílicos tienen esta deficiencia La deficiencia de factor IX se diagnostica en forma ruúnaria por medio del ensayo de coagulación de factor IX. La enfermedad se clasifica como grave (niveles de factor IX inferiores a 1%), moderada (niveles de factor IX de 1 a 5%) o leve (factor IX a niveles mayores de 5%). Los portadores tie- nen una actividad de factor IX que equivale a la mitad de los niveles normales. También es útil medir los niveles de antígeno del factor IX para determinar el estado penador, ya que - estos valores suelen ser normales. Gracias a las técnicas de codifi cación de DNA se identifican diversas mutaciones en la molécula del factor IX. Actualmente la codificación de DNA es la técnica preferencial para la determinación rápida del estado ponador y para el diagnóstico prenatal. Se observan deficiencias adquiridas de factor IX en casos de defic iencia de vitamina K, afecciones hepáticas y como resultado de un aumento de la depuración renal en el síndrome nefrótico. Los inhibidores de factor IX de tipo adquirido también se observan en cienos hemofnicos y en casos de afecciones autoinmunitarias.

Factor X El factor X se sintetiza como molécula de una sola cadena en el hígado, pero circula en plasma como molécula de dos cadenas, formadas por una cadena ligera y otra pesada unidas por puentes de disulfuro. Esta característica singular diferencia el factor X de todos los factores de coagulación dependientes de la vitamina K, que son moléculas de una sola cadena. El factor X tiene peso molecular de 59 000 daltoos y vida media en plasma de 24 a 48 horas. Su concentración plasmática es aproximadamente de 1 mg/100 mililitros. Esta proteína se activa mediante diversas proteasas, incluyendo las de venenos de víbora. Fisiológicamente, el factor X se activa por dos vías distintas que se describen como sistemas de cinco componentes. La vía extrínseca incluye el factor VIl o Vlla (enzima), factor tisular (cofactor), fosfolfpido (superficie) y calcio. En la vía intrínseca panicipan el factor IXa (enzima), factor VIII (cofactor), fosfolfpido (superficie) y calcio. El quinto componente de estas vías es el sustrato factor X. Las enzimas rompen un solo enlace de la cadena pesada del factor X para producir factor Xa La eficiencia catalítica de la vía de activación intrínseca es mucho mayor que la de la vía extrínseca. Esto explica por qué los individuos con niveles bajos de factor VIII o factor IX experimentan hemorragias aunque exista una vía alterna para activación del factor X. 29 La defic iencia del factor X se hereda como afocción autosómica recesiva. La enfermedad presenta dos variantes genéticas, la forma hipo y la forma dis. La forma hipo, o forma A, ocurre cuando hay niveles bajos tanto de factor X como de antígeno. En la forma dis sólo se observan niveles bajos de actividad de factor X y las concentraciones de antígeno son

normales. Estas afecciones hereditarias son poco frecuentes, se identificaron a panir de 1956. La deficiencia adquirida de factor X ocurre en afrcciooes hepáticas como resultado del uso de anticoagulantes orales y en amiloidosis sistémica En esta última los pacientes tienen niveles de factor X inferiores a 10% de lo normal. Los niveles plasmáticos bajos de factor X se deben a que éste se enlaza con los depósitos de amiloides en la vasculatura.30 ,

GRUPO DE LOS FIBRINOGENOS

Flbrlnógeno El librinógeno es una glucoproteína con peso molecular de aproximadamente 340 000 daltons. Está formado de .lfes pares de cadenas de péptidos, alfa, beta y gamma, conectados por puentes de disulfuroY El fibrinógeno es la proteína de coagulación presente a mayor concenlración en el plasma (200 a 400 mg/100 mi). Se produce en el hígado y tiene una vida plasmática de 3 a 4.5 días. El fibrinógeno sirve como sustrato para la trombina en la reacción final clave para la cascada de coagulación, la transformación de fibrinógeno en coágulo de fibrill6. La trombina retira dos péptidos pequeños, el fibrinopéptido A y el fibrinopéptido B, del fibrinógeno. La molécula restante se llama monómero de fibrina. Los monómeros de fibrina se agregan para formar fibrina El fibrin6geno es un reactivo de fase aguda, de manera que los niveles sanguíneos del mismo se incrementan en muchas enfermedades. El incremento de dichos niveles es un factor de riesgo para hipercoagulabilidad. Los niveles de fibrinógeno provocan problemas hemorrágicos signilicatii'OS. La afibrinogenemia homocigótica y la hipofibrinogenemia hcterocigótica son afecciones poco comunes y se heredan como rasgo autosómico recesivo. La disfibrioogenemia también se hereda como afección autosómica dominante y puede provocar hemorragia o problemas de coagulación. El fibrinógeno se analiza en el laboratorio por diversas técnicas. Los métodos de precipitación se consideran poco confiables porque están sujetos a diversos errores técnicos e interferencias. Los procedimientos inmunológicos son sensibles, pero llevan tiempo. Para detectar la disfibrinogenemia es necesario efectuar el ensayo inmunológico y el ensayo funcionaL Los ensayos que se basan en formacióg de coágulo permiten obtener resultados funcionales rápidos y confiables. El método de referencia, desarrollado por Ratnoff Y Menzie,l2 ocupa demasiado tiempo para emplearse como rutina de laboratorio clínico. El método Clauss33 es una modificación del procedimiento original. En él se agrega un exceSO de trombina a plasma diluido. El tiempo para la formación del coágulo es inversamente proporcional a la concentración de fibrinógeno. Este método es muy empleado y permite obtener resultados con rapidez yen forma reproducible. Se realiza manualmente o en instrumentos semiautomatizados o automáticos. El principal inconveniente es que los resul tad~ finales se veo afectados por Jos productos de descomposición de fibrina y heparina, ya que ambas inhiben la ta.sa de formación del coágulo.

QUIMICA DE lA COAGUlACION .l3 • 629

628 • QUIMICA CUNICA

Fac!OI V

El factor V, el factor VIU y el factor tisular son tres cofactorcs necesarios para las reacciones enzimáticas del proceso de coagulación. Los factores V y VIII han sido estudiados ampliamente. En un anfculo reciente34 se describen las diveiSas similitudes de estructura y función de estas dos proteínas de la coagulación. La estructura primaria completa del factor V se detenninó mediante clonación de cONA y análisis de la secuencia proteica. Circula como proteína de una sola cadena compuesta de 2 196 aminoácidos y 13% de carbohidratos. Esta glucoprotcína tiene peso molecular de 286 000 daltons. La activación del factor V ocurre mediante proteólisis limitada de la molécula de una sola cadena a molécula de dos cadenas. El factor V se activa inicialmente mediante el factor Xa, en una reacción relativamente ineficaz sobre las membranas celulares. Después, el factor Va fonna pane del complejo de protrombinasa para producir trombina, la cual convierte más factor V en Va en un ciclo de retroalimentación positiva35 La trombina es un activador muy potente de factor V en solución libre. Sin embargo, cuando se enlaza con trombomodulina sobre la superficie del endotelio celular, cataliza la activación de la proteína C, que inactiva el factor Va a través de proteólisis limitada. El factor V es una proteína lábil presente tanto en el plasma como en las plaquetas. Se almacena en los gránulos alfa de las plaquetas y se libera durante la activación de las mismas. La concentración sanguínea normal del factor V es 7 )lg/ml. De 20 a 25% de la actividad total del factor V procede de la liberación plaquetaria del factor V almacenado. La vida media del factor V,ss de 12 a 14 horas. Este factor se produce en el hígado, lo que ayuda clinicamente a diferenciar la insuficiencia hepática de la coagulación intra\'ascular diseminada. En casos de ~oagulación intravascular diseminada grave los niveles plasmáticos de los factores V )' Vlll se reducen. ya que se consumen en el proceso de coagulación. En insuficiencia hepática, el factor V se reduce, pero los niveles de factor VIII se mantienen normales o se elevan. La deficiencia congénita de factor V es una afección autosómica recesiva poco frecuente que afecta a varones y mujeres. También se llama parahemofilia. Los pacientes tienen niveles bajos de factor V en plasma y plaquetas, generalmente inferiores a 5%. Los niveles de antígeno del factor V suelen corresponder a los niveles de aclividad del factor V. Sin embargo, la correlación entre los niveles de actividad del fac10r V y los síntomas hcmomígicos no es buena. Algunos pacientes con niveles bajos de factor V no experimentan hemorragias significativas. Existe la hipótesis de que el nivel de factor V enJiaquetas se correlaciona más con los síntomas hemor,.lgicos. En el sfndrome de plaquetas grises, éstas son deficientes en gránulos alfa y sus constituyentes. Los pacientes con este síndrome tienen problemas hemorrágicos leves.34

FaciOIVIII

El factor VIII es una glucoproteína que se encuentra en muy bajas concentraciones en el plasma y desempeña una función muy imponantc en la coagulación sanguínea normal. La concentración de factor VIII en sangre es de 0.1 a

0.2 )lg/ml. Desde el punto de vista estructural y funcional, el fac tor VIII es homólogo del factor V. Se sintetiza como una sola cadena de gran tamaño que tiene peso molecular de aproximadamente 260 000 daltons. El factor VIII circula en el plasma como una mol~cula heterogtnea de dos cadenas. Se han identificado varios sitios para síntesis de este factor en el cuerpo humano, pero al parecer el hígado es el más importante. El factor VIII circula en el plasma como cofactor inactivo enlazado fuertemente con factor de von Willebrand, una glucoproteína plasmática que producen las células endoteliales. Estas producen, almacenan y secretan factor de von Willebrand, pero no elaboran factor VIII. In vivo, una molécula de factor VIII se enlaza con una molécula del monómero factor de von Willebrand.37 Este enlace estabiliza al factor VIII en circulación y localiza la actividad de coagulación en los sitios de adhesión plaquetaria, ya que el factor de von Willebrand se enlaza con las glucoproteínas en la superficie de las plaquetas. La vida media del factor Vlll en circulación es de 8 a 12 horas cuando está enlazado con factor de van Willebrand, pero de sólo aproximadamente 2.4 horas cuando no se enlaza con dicho factor. El factor Vlll es el cofactor para •el factor IXa. Para cumplir esta función, el factor VIII debe activarse a factor VIlla mediante trombina o factor Xa. Una vez que esto ocurre, la tasa de activación del factor X por el IXa se incrementa aproximadamente 10 ()()() veces en presencia de fac10r VIlla, calcio y fosfolípido. El factor VIlla se inactiva mediante proteólisis limitada por la proteína e activada, del mismo modo que el factor Va. La deficiencia del factor Vlll o hemofilia A es la enfer~ medad hereditaria más frecuente de la coagulación sanguínea. Se transmite como afección recesiva ligada a X con frecuencia de 1 por cada 1O000 varones. El gen para el factor VIII se ha caracterizado y se ha detenninado toda la secuencia completa de cONA. Hay una alta tasa de mutaciones en este gen, de manera que la hemofilia A es una enfennedad muy heterogénea. Los defectos moleculares en pacientes con hemofilia A incluyen delcciones genéticas, inserciones y mutaciones puntuales. 38 Se estima que hasta la tercera parte de todos los casos de hemofilia A se debe a mutación espontánea. La hemofilia A se diagnostica por medio de un ensayo de actividad de coagulación del factor VIII en plasma. El factor VIII es lábil y los niveles plasmáticos se reducen un 50% en cuatro horas, por lo cual es muy importante que la muestra se obtenga y se procese de manera correcta. La enfennedad se clasifica como grave (5%) con base en la actividad de coagulación del factor VIII en el plasma del paciente. La gravedad de la hemorragia clínica en pacientes con deficiencia de factor VIII se correlaciona bastante bien con el nivel de actividad de dicho factor. Resulta difícil aislar la molécula de factor V!ll de la proteína del factor de von Willebrand en plasma. Por este motivo, el factor VIII no se mide rutinariarnente por métodos inmunológicos en el laboratorio clínico. Sin eml:>argo, el factor de von Willebrand se puede medir antigénicamente y sus niveles son nonnales en la hemofilia A. La codificación del ONA es la mejor técnica para determinar en fonna precisa el estado portador y efectuar el diagnóstico fetal.

Para lograr la hemostasis normal, es necesario elevar el nivel de actividad del factor Vlll aproximadamente 30%, administrando crioprecipitado o concentrados comerciales de factor VID. Hasta 15% de los casos graves de hemofilia desarrolla anticuerpos al factor Vlll como resultado de la terapéutica de transfusión. Estos anticuerpos adquiridos inhiben la actividad de coagulación del factor Vlll y comphcan más el tratamiento de la hemofilia A. La fuerza de dichos anticuerpos se mide en el laboratorio clínico modificando el ensayo de actividad estándar del factor. Los niveles bajos de actividad del factor VIn también se asocian con enfermedad grave de von Willcbrand. Esta se debe a la ~usencia de proteína del factor de von Wilkbrand en las células del endotelio. Los niveles bajos de actividad del factor VIII en dicha enfennedad parecen deberse a que el factor Vlll es inestable en plasma cuando no hay factor de von Willebrand. La enfennedad de von Willcbrand es la afección hemorrágica hereditaria más frecuente después de la hemofilia A. Se hereda como afección autosómica dominante y autosómica rccesiva. Su diagnóstico se basa en determinar bajos niveles de la proteína del factor von Willebrand antigénicamente y en fonna funcional. El grado de hemorragia en esta enfennedad es muy variable, por lo que el diagnóstico de los casos leves es diffcil. Fac!OI XIII

El factor Xlll está fonnado de dos unidades: la subunidad a y la subunidad b. Tiene un peso molecular de 320 000 daltons. Una vez activado por la trombma, el factor Xlll funciona como una transglutaminasa que se enlaza en forma cruzada con la fibrina polimerizada y la antiplasmina alfa-2 a los coágulos de fibrina. Este proceso aumenta la rigidez mecánica de la estructura del coágulo e incrementa la resistencia de la fibrina a la fibrinólisis. El factor XIII está presente en plasma a bajas concentraciones (0.3 a 0.5 mg/100 mi))' tiene una vida media plasmática de 7 a 12 dias. La ausencia de factor XIII ocasiona problemas hemorr:lgicos pero éstos se controlan con facilidad elevando su nivel sanguíneo a aproximadamente 1Opor ciento.39 El diagnóstico de la defi ciencia de factor XIII se dificulta por el hecho de que todas las pruebas rutinarias de coagulación de sangre entera o plasma son normales. Si el nivel del factor Xlll es inferior a 2% el coágulo de fibrina es soluble en solución de urea 5-M. solución de ácido acético a 2% o solución de ácido monocloroacético a lo/c. La prueba de solubilidad del coágulo es muy usada para detectar la deficiencia del factor Xlll.

PROTEINASFIBRINOLITICAS Plasmlnógeno El plasminógeno (profibrinolisina) es un componente del sistema· fibrinolítico. Es una glucoproteína de una sola cadena con peso molecular de aproximadamente 92 000. Lamolécula consta de 790 aminoácidos y tiene 24 puentes de disulfuro, lo que da lugar a cinco estructuras de triple hélice.

Se divide en cadenas pesadas y ligeras en el sitio de rompimiento para los activadores de plasminógeno, un solo enlace peptídico Arg 560-Val 561. El' rompimiento de este enlace transfonna el plasminógeno en plasmina, que tiene actividad proteolítica y es de dos cadenas. La cadena pesada terminal arnínica (cadena A) tiene tanto ácido glutámico como aminoácido NH2 tenninal (glu-plasminógeno) o lisina (lis-plasminógeno). La cadena pesada contiene las cinco estructuras de triple hélice, que se repiten junto con los sitios de enlace de lisina que llevan a cabo el enlace no covaleote de plasminógeno con fibrina, antiplasmina alfa-2 y otras proteínas que son sustratos. El sitio activo de serina en la plasmina está ubicado en la cadena ligera del extremo carbo:o1ico (cadena B).40 El plasminógeno se sintetiza en el hígado y circula en plasma a concentración de aproximadamente 21 mg/100 mi. Su vida media es 2.2 días. Hay fonnas glu- y lis-plasminógeno presentes. El glu-plasminógeno se transfonna con facilidad en lis-plasminógeno por degradación autocatalfrica.41 La t-PA y el aclivador de plasminógeno y urocinasa (u-Pa) son los dos activadores fisiológicos más importantes del plasminógeno. El activador de plasminógeno de los tejidos se produce en las células del endotelio y está presente en plasma, y la u-PA se produce en los riñones y no tiene función fisiológica en el plasma. El plasminógeno también se activa mediante activadores exógenos como cstreptocinasa y complejo activador de estreptocinasa de acilplasminógeno (APSAq4 2 Una vez que el plasminógcno se activa a plasmina mediante los activadores de plasminógeno, ésta convierte el glu-plasminógeno en lis-plasminógeno y después en plasmina. La activación del plasminógeno sigue la cinética de Michaelis-Menten, pero las constantes difieren se§ún los activadores y las .diferentes fonnas de plasminógenos. 3 El lis-plasminógeno se activa mucho más rápido que el glu-plasminógeno. La velocidad de activación también se acelera en presencia de fibrina y productos de degradación de fibrina. La plasmina tiene una vida media muy corta en plasma, de 0.1 segundos. Es una serinproteasa que hidroliza proteí· nas y péptidos en los sitios de enlace peptídico de arginilo y lisilo. Por tanto, tiene amplia especificidad de sustrato. En el mecanismo fibrinolftico su principal acción es la degradación de fibrina mediante una serie de rompimientos proteolíticos. Sin embargo, la plasmina también degrada fibrinógeno y factores de coagulación V y Vlll en el sistema de coagulación. Además rompe enlaces peptfdicos en componentes complejos, honnona adrcnocorticotrópica (ACTH), honnona del crecimiento y glucagon. ' Se han identificado y descrito deficiencias de plasminógeno tipo 1 y 11. Por tanto, es necesario llevar a cabo ensayos inmunológicos y funcionales para plasminógeno cuando se sospecha que existen deficiencias congénitas. En deficiencias tipo 1 se observan niveles inmunológicos y funcion~es bajos. En las de tipo ll se observan niveles inmunológ¡cos 41 normales y niveles funcionales bajos. Los ensayos inmunológicos se realizan en fonna rutinaria mediante la técnica de inmunodifusión radial o determinando la tasa de nefelometría. Para medir el plasminógeno en un ensayo funcional es necesario activarlo cuantitativamente con un activador co. El mercial. Para esto se emplea generalmente estreptocmasa. plasminógeno reacciona con e~ceso de estreptocinasa para

Q\JtMICA DE LA COAGU\ACION 33 • 63t

630 • QUIMICA CltliCA

formar un complejo activo, que después se hidroliza a un sustrato sint~tico. El sustrato sintético (S-2251) se aparca con paranitroanilina. El cromóforo de paranitroanilina con actividad óptica se libera durante la hidrólisis y se mide a 405 nm. Esta reacción se estudió extensamente en los experimentos de Friberger43 y se ha adaptado a muchos analizadores quúnicos. PLS + estreptocinasa (SK) (en exceso)- PLS-SK Pl.S-SJ(

S-2251'pNA- péptido + pNA (amarillo) Se han efectuado modificaciones en los ensayos de sustrato cromógeno para eliminar la interferencia potencial de los FDP y los niveles elevados de fibrinógeno en las muestras de plasma. Se observan deficiencias adquiridas de plasminógeno en casos de coagulación intravascular diseminada, afecciones hepáticas graves, episodios de !rombosis, terapéutica !rombolftica y fibrinólisis primaria y secundaria.

AcHvadol de plasmlnógeno en los tejidos

El t-PA se sintetiza en las células del endotelio vascular como mol~ula de una sola cadena, con peso molecular aproximado de 67 000 daltons. La forma de una sola cadena se !Iansforma en la de cadena doble, que consta de una cadena pesada y una cadena ligsra. La plasmina media la transformación del t-Pa de una sola cadena a la de dos cadenas. Ambas formas tienen un efecto comparable en el plasminógeoo, pero la de dos cadenas es más activa conua sustratos sintéticos. La vida media de t-PA en plasma es aproximadamente dos a cinco minutos, ya que se elimina rápidamente en el hígado. En el plasma la concentración de antfgeno de t-PA es aproximadamente 5 nglml y la mayor pane del mismo forma complejos con el inhibidor 1 del activador de plasminógeno (PAI-1), de manera que sólo un 5% está presente en forma libre. La vida media del t-PA en plasma parece ser independiente de la concentración de PAI-1, ya que los pa· cientes que reciben t-PA presentan la misma vida media, aunque la concenuación de t-PA sea mucho mayor que la concentración de PAI-1 en este caso.40 En ausencia de fibrina, ~l t-PA es un mal activador del plasminógeno. En presencia de ella, el t-PA, el plasminógeno y la fibrina forman un complejo en el cual el plasminógeno se 1ransforma con rapidez en plasmina. La tasa de recambio del plasminógeno es de 200 a 400 veces más rápida que en ausencia de fibrina. Hasta hace poco, los activadores de plasminógeno se medfan en el laboratorio por lisis de coágulo o métodos de placa de fibrina. Actualmente estos procedimientos se consideran métodos de detección, porque carecen de especificidad para el t-PA. Ahora que se dispone de t-PA purificado se han desarrollado métodos para medir el nivel antigénico y la actividad funcional del t-PA. Ambos ensayos antigénicos utilizan la técnica de ensayo inmunoabsorbente ligado a enzima (EL!SA). Por ejemplo, en un método se emplea un anticuer· po monoclonal para recubrir una placa de microtftulo. El t-PA total del plasma (de una cadena, de dos cadenas y los com·

piejos t-PA-PAJ-1) se enlaza al anticuerpo. Un segundo anticuerpo monoclonal marcado con peroxidasa se enlaza con o1r0 epítopo del't-PA. La actividad de peroxidasa se cuantifica haciéndola reaccionar con orto-fenilén-diamina y se mide el color resultante.4l Los valores de t-PA que se obtienen de este tipo de ensayo antigénico son más altos que los que se obtienen al medir la actividad de t-PA. Recientemente, se desarrolló un método ELISA que sólo mide el t-PA activo y no los complejos t-PA-PAI-1. Este tipo de ensayo tiene más utilidad clínica y sus resultados se correlacionan mejor con las determinaciones de actividad de t-PA. Se han desarrollado diversos ensayos para estimar la actividad funcional de t-PA utilizando un suS!rato cromógeno que mide la generación de plasmina. Los ensayos funcionales son muy complejos porque es necesario eliminar la in· fluencia de inhibidores en el plasma antes de medir la activi· dad delt-PA. Los inhibidores forman con rapidez un complejo con el t-PA en las muesuas de sangre. Por tanto, para obtener resultados precisos es necesario seguir las instrucciones específicas de cada procedimiento al recolectar la mues!Ia y procesarla. Sería conveniente contar c¡¡n un método en el cual fuera fácil recolectar la mues!ra. Algunas compañfas proporcionan un anticoagulante específico para t-PA junto con instrucciones detalladas ~ara obtener la muestra con el fin de facilitar este proceso. Tres técnicas comunes para eliminar interferencias por inhibidores son medir el t-PA en plasma acidificado, en un precipitado de euglobulina, y IraS la adsorción sobre lisina-sefarosa. A continuación se activa el t-PA mediante un estimulador soluble similar a la fibrina, fragmentos de fibrinógeno, monómero de fibrina, o poli-o-ti· sina. En presencia del estimulador similar a la fibrina, el t·PA !ransforma el pl'!5minógeno en plasmina, la cual se mide mediante el mismo sustrato cromogénico que se empleó en la reacción del plasminógeno descrita antes 47

lnhlbldor del acHvador de plasmlnógeno Los inhibidores del activador de plasminógeoo se clasifi· can en !res grupos distintos desde el punto de vista inmunológico: PAJ-I, PAI-2 y nexina-1de proteasa. El inhibidor de PA del tipo de células endoteliales (PAI-1) se sintetiza en las células del endotelio, en bepatocitos, células del músculo liso, fibroblastos y líneas celulares malignas. El inhibidor de PA de tipo placentario (PAI-2) se produce en el tejido de la placenta y se libera al torrente sanguíneo durante el embarazo. Su papel fisiopatológico aún no se comprende a la perfección. La nexina I de proteasa se sintetiza en diversas célu· las incluyendo fibroblastos, células del músculo cardiaco Y del epitelio renal. En los bancos de plasma humano normal no se encuentra PAI-2 y nexina I de proteasa.41 Los inhibidores del activador de plasminógeno pertene· cen a la familia de enzimas proteasas de serina. El PAI-1es una glucoprotefna con peso molecular de aproximadamente 52 000 daltons. Está presente tanto en plasma como en las plaquetas. Su concentración en plasma en individuos norma· les muestra una variación diurna considerable, que va de 0.0 a 1.3 nmol/liuo.'13 El PAI·l reacciona rápidamente con t-PA (de una y dos cadenas) y U·PA; se inactiva rápidamente con una vida me·

dia de aproximadamente dos horas. Sin embargo, se reactiva forma un enlace cruzado con el factor Xllla en el coágulo de por !ratamiento con agentes desnaturalizantes o se estabiliza fibrina.,. al reducir el pH a 5.5 y disminir la temperatura a OOC. El La antiplasmina alfa-2 se mide comúnme.nte a través de pAJ-I también es sensible a la oxidación, lo que provoca un ensayo de actividad funcional. En este procedimiento el inactivación irreversible.49 En el plasma, el PAI-1 con activi- exceso de plasmina se hace reaccionar con antiplasmina. A dad funcional se enlaza con otros componentes del sistema continuación la plasmina residual se hace reaccionar con el fibrinolftico como viuonectina, heparina y fibrina. lO El enla- mismo sus!rato cromógeno que se empleó en el ensayo de ce con otras proteínas ayuda a estabilizar la mOiécula-¡¡;¡---plasmiiiógeno (S-225r). La cantid.ad de paranilioanilina que protege con!ra la oxidación. . se produce se ~ide a 40~ nm y ~s mversamente proporciOnal La mayor pane de los ensayos funcionales para determ1- a la concentractón de anuplasmma alfa-2. . . nar la actividad de PAI en plasma emplea un procedimiento La deficiencia de antiplasmina alfa-2 es herednana de dos etapas. En la primera se agrega determinado exceso como afección autosómica recesiva. En 1~ heterocigotos, l.a de t-PA en plasma. Tras un tiempo de incubación dado se mide afección provoca leve tendenc1a hemorrág1ca, ya que los DIla actividad residual de t-PA mediante la reacción descrita veles de antiplasmina alfa-2 varían de 30 a 75%. Los hornoantes. Cuando se mide con un su~trato cromógeno, la activi- cigotos tienen niveles inferiores a 10%, por lo que su tendendad residual de t-PA es inversamente proporcional a la acti- cia hemorrágica es muy superior. vidad de PAI en la muestra.l 1 Existen ensayos antigénicos para PAI que miden solamente el PAI libre o el PAI !libre y complejos de PAI-t-PA. INHIBIDORES DE LA COAGULACION Algunos ensayos comerciales emplean la técnica ELISA. Ninguno de ellos es específico para una forma molecular de Anlllromblna lll PAI o mide todas las formas moleculares con la misma eficiencia. Además, el PAI puede liberarse de las plaquetas al La aotitrombina m (AT ID) se produce en el hfgado y se procesar la muestra y contribuir al resultado final. Por tanto, encuen!ra en el plasma a concentración de 18 a 30 mg/100 cada laboratorio debe documentar la especificidad y sensibi· mi. Su vida media es de 2.5 días. Es una glucoproteína de lidad de un ensayo dado para su medio clínico y estandarizar una sola caden~ con peso molecular de 65 000 daltons. Pertenece a la familia de las serinas, que son inhibidores de las el procedimiento de recolección de muestras.s2 Tanto el ensayo funcional como el antigénico propor- proteinasas, yes capaz de neuualizar todas las enzimas de cionan información de utilidad clínica. El PAI-1 actúa como coagulación porque todas tienen serina en su centro de acti· proteína reactiva de fase aguda en la sangre. Los niveles de vidad enzimática. Es muy imponante como inhibidor de la PAI-1 aumentan rápidamente Iras cirugía mayor, traumatismos !Combina, y de los factores Xa y !Xa. Su acción parece dirigraves e infano al miocardio. Aunque se observa un incre- girse principalmente contra las proteasas de serina que demento general de PAI en enfermedades agudas, se ha inten- peoden de la vitamina K. La enzima se inactiva cuando una tado correlacionar los niveles altos de PAJ-I con la reduc- molécula de AT 111 se enlaza con una mol~ula de enzima. ción de la actividad fibrinolítica41 La prueba de estasis La heparina aumenta drásticamente (alrededor de 1 000 vevenosa con frecuencia ayuda a diagnosticar los casos de sos- ces) la velocidad de formación del complejo de AT m. La deficiencia de antitrombina se hereda como rasgo aupecha de reducción de actividad fibrinolítica. La determinación de PAI-1 se efectúa antes de la prueba y después de ella. Si la tosómico dominante. Se considera que esta deficiencia tiene actividad de PAl es baja !ras la estasis venosa, la respuesta una prevalencia de 1 por cada 2 000 a 5 000 personas, de f1brinolítica es normal. Si el PAI es alto se considera que el manera que es una de las más comunes con respecto a inhipaciente tiene una respuesta pobre y que su respuesta fibri- bidores de la coagulación. Todos los casos de deficiencia de nolítica experimenta una reducción potencial. Este tipo de AT midentificados hasta la fecha han sido heterocigotos prueba incrementa el valor pronóstico de la determinación con niveles de plasmina de AT 111 de 20 a 60%. La ausencia de PAI-t.ll Diversos estudios han demostrado que la uom- total de AT III no se ha descrito, por lo que se supone que el bosis venosa profunda con frecuencia se asocia con niveles estado homocigoto es letal in uttro. Las deficiencias tipo 1 (con nivel funcional y antígeno bajo) y tipo ll•(con nivel analtos de PAJ-I. · tigénico normal y funcional bajo) han sido descritas. Los ensayos inmunológicos para detectar la deficiencia tipo l se llevan a cabo generalmente por inmunodifusión radial o por nefelometrfa. . Anllplasmtno aHa-2 Los ensayos funcionales para AT III miden la cap~c1dad La antiplasmina alfa-2 regula el efecto de la plasmina en la de esta glucoprotefna en plasma para inhibir la !Iombma e~ fibrina y el fibrinógeno. Es una glucoproteína de una sola ca· un periodo breve. A continuación se mide la uomb10a CCSI· dena, de peso molecular aproximado de 70 000 daltons. La dual mediante un sus!rato cromógeno o fibrinógeno. El c~­ molécula se sintetiza en el hígado y tiene concentración plas- bio de absorbancia del sustrato o la actividad de coagulac1ón mática de 6 a 11 mg/100 mi y vida media de 2.5 días. La del fibrinógeno se relaciona inversamente con la concentraprincipal función de la antiplasmina alfa-2 es regular la fibri- ción de anti!Iombina en la mues!ra. Si se incuba el plasma nólisis. Para ello, bloquea la actividad de las proteasas de se- con !Iombina en presencia de heparina, la prueba se d~noml­ na eosayo de cofactor de heparina. Si no hay ~epanna e~ rina, incluyendo la plasmina; inhibe el enlace de plasminó· es1v0 de anllgeno con fibrina y la lisis del coágulo de fibrina porque esta etapa, la prueba se denomma ensayo progr

OOMICA DE lA COAGUIACION 33 • 633

632 • QUIMICA CUNICA

trombina. Los ensayos de cofactor de heparina tienden a sobreestimar levemente la antitrombina debido a la presencia de cofactor 11 de heparina en la muestra de sangre. El ensayo progresivo de antitrombina elimina este problema pero se ve influido por la antitripsina alfa-2 y la macroglobulina alfa-2. El ensayo de cofactor de heparina se modifica para reducir al mínimo las interferencias por el cofactor ll de heparina. En primer lugar, a concentraciones relativamente bajas de trombina se produce menor reacción del cofactor ll de heparina que a concentraciones altas de trombina. En segundo lugar, el cofactor II de heparina reacciona mal con la trombina de bovinos, mientras que la AT III reacciona igualmente con la trombina de seres humanos y de bovino.55 Los niveles de antitrombina lli varían en diversas situaciones clínicas. Si el paciente recibe anticoagulantes orales el nivel aumenta, de manera que Jos pacientes con deficiencias congénitas adquieren niveles normales. En este caso, la presencia de una deficiencia congénita sólo puede comprobarse sometiendo al paciente a pruebas tras dejar de administrarle los anticoagulantes o mediante un cuidadoso estudio familiar. La heparina reduce moderadamente los niveles de antitrombina. Con frecuencia se observan deficiencias adquiridas de antitrombina en enfermedades hepáticas, síndrome nefrótico y en casos de coagulación intravascular diseminada. Los anticonceptivos orales también provocan una leve reducción de los niveles de antitrombina 111. La reducción grave de dichos niveles (congénita o adquirida) conduce a un estado de hipercoagulabilidad.

Colactor de hepañna 11

El cofaelor 11 de heparina es .una glucoproteína de una sola cadena (peso molecular 65 000 daltons) que pertenece a la misma familia de inhibidores de proteinasas, como la antitrombina 111. Se smtetiza en el hígado. Tiene concentración plasmática de 6 a 11 mgil 00 mi y vida media de 2.5 días. El cofactor 11 de heparina es un inhibidor relativamente específico de la trombina. La heparina y el sulfato de dermatán estimulan la velocidad de reacción entre el cofactor 11 de heparina y la trombina. Aunque el cofactor II de heparina tiene una función bioquímica similar a la antitrombina lll, su función fisiológica aún no se define con claridad. Se han identifi cado algunos pacientes con deficiencia hereditaria de cofa~tor 11 de heparina. Estos tienen antecedentes de tromboembolias; sin embargo, aún no se comprueba que dicha deficiencia ocasione trombosis.56 Los niveles de cofactor ll de heparina generalmente son bajos cuando el paciente presenta niveles bajos de AT 111. El cofactor 11 de heparina se analiza en plasma sustituyendo el sulfato de dermatán por heparina en un ensayo funcional para antitrombina. Este método lo desarrollaron originalmente Abildgaard y Larsen.56 Antes de efectuar la prueba es necesario retirar toda la heparina contaminante del sulfato de dermatán para eliminar las interferencias potenciales por la ~eacción de AT 111/heparina con trombina. Esto se logra meJor tratando el sulfato de dermatán con NaNO¡/ácido acético Ydializando la solución durante 18 a 24 horas. Por ser tan complicado, este método no se emplea de manera rutinana en el laboratorio clínico.

Proteína e

La ~roteína e es una de las proteínas dependientes de la yj,. ·-·· tamma K que se producen en el hígado. Esta glucoproteína circula en el plasma como cimógeno inactivo a concentración de 2.6 a 6.0 mgiL. Está formada de una cadena pesada y una cadena ligera enlazadas por puentes de disulfuro y tiene . peso molecular de 62 000 daltons. El romp1mientode1m pe",- --· queño péptido de la cadena pesada produce la activación de la proteína C. Este proceso se lleva a cabo en una reacción mediada por trombina y trombomodulina, una proteína que ,~-. se encuentra sobre la superficie del endotelio celular. La trombomodulina forma un complejo 1:1 con la trombina y éste activa rápidamente la vitamina C en una reacción dependiente de Ca* . Es importante hacer notar que esta reacción ocurre en el endotelio vascular y que la superficie de la célula del endotelio e~puesta a la sangre es mucho mayor en la microcirculación que en los vasos sanguíneos principales.51 Cuando se forma un coágulo en una vena o arteria de gran tamaño, la sangre lleva trombina al lecho capilar, en ~ondedesenc_adena la activació? de Ja¡roteína C, que a con,___ _ tmuac1ón l'taJa por la mculacwn.para evitar más formación de coágulos. La trombina en sí activa la prOieíñat con griinlentitud, por Jo que se produce un nivel bajo de proteína e cuando la sangre se coagula in virro. Una vez activada, la proteasa de serina se denomina proteína Ca o proteína C activada (APC). La APC funciona como un anticoagulante natural inacti· vando Jos cofactores procoagulantes Va y VIlla en una reacción que requiere de iones calcio y fosfolípidos. La inactivación ocurre rápidamente, ya que toda la actividad del factor Va y Vllla se destruye en cinco minutos. El rompimiento del factor Va produce anticoagulación y reduce en forma dramática la transformación de protrombina en trombina. Una segunda funci ón de la APC es favorecer la lisis del coágulo enlazándose con inhibidor del activador de plasminógeno. Al desplazar el equilibrio entre la t-PA y la PAI y producir incremento de la actividad de TPA, la APC acelera la transformación de plasminógeno en plasmina y facilita la fibrinólis. 58 La acción de la proteína C activada la limita un inhibi· doren circulación, que se denomina inhibidor de proteína C. La proteína C se mide por medio de un ensayo de antí· genos o uno funcional. Los ensayos funcionales se compli· can porque es necesario aislar y activar la proteína C del plasma antes de efectuar la prueba. En un método se separan las proteínas dependientes de la vitamina K por adsorción sobre sales insoluhles, como hidróxido de aluminio o citrato de bario, se eluye el material enlazado y se activa el material eluido.59 La trombomodulina no se separa y se purifica fác ilmente de las células del endotelio para efectuar pruebas in l'Íiro en el laboratorio. En consecuencia, en la mayoría de Jos ensayos funcionales se emplea sólo trombina o una proteína ·1enenosa de las serpientes de cabeza de cobre para activar la proteína C. Es necesario tener cuidado para que es¡as sus tan· cías no interfieran con la segunda etapa del análisis. Tr.is la activación, la actividad de APC se mide por su capacidad para prolongar el aPTT o por medio de un sustrato cromóge· no relativamente específico. El principal problema en estos métodos es que la heparina y Jos anticoagulantes de lupus in·

terfieren, y es probable que la proteína C no se active en su totalidad. El antfgeno ~e la proteína C se mide por diversos ensayos inmunológicos mediante anticuerpos policlonales y monoclonales. En estos ensayos con frecuencia se emplea la inmunoelectroforesis de cohete Laurell o la técnica EUSA. Los métodos ELISA son un poco más sensibles que la electroforesis de cohete. Los ensayos inmunológicos tienen límites normales más bajos que la mayoría de los ensayos fun· cionales; sin embargo, no permiten detectar moléculas disfuncionales (deficiencia tipo JI). Los ensayos de coagulación funcional son más sensibles a los efectos de anticoagulantes orales, y a ello se debe que la correlación entre el resultado del ensayo antigénico y funcional no sea buena.

Proteína S La proteína S es una de las proteínas de coagulación más reciente que se determina en el laboratorio clínico. Fue identi· ficada en 1977 en Seattle, de donde se deriva su nombre. La proteína S es la única proteína de coagulación dependiente de la vitamina K que no es proteasa de serina. Funciona como cofactor de la proteína C. Esta glucoproteína de una sola cadena tiene un peso molecular de 69 000 daltons. Se produce en el hígado, las células del endotelio y el megacariocito y se almacena en los gránulos alfa de las plaquetas. La proteína S circula en el plasma en forma activa libre y en un complejo inactivo con proteína enlazante de C4b. Aproxi· madamente de 60 a 65% de la proteína S se encuentra enlazada en el complejo y 35 a 40% está en forma libre. La concentración total de proteína S en plasma es de 20 a 25 ¡¡glml. La concentración total de proteína enlazante C4b en el plasma es aproximadamente !50 ¡¡glmililitro. Sólo la forma libre de la proteína S sirve como cofactor de la proteína C activada. La proteína S libre forma un complejo 1:1 con proteína C activada sobre la superficie con car· ga negativa de las vacuolas de fosfolípido y plaquetas activadas. La proteína S incrementa la afinidad de la proteína C activada hacia la membrana. La velocidad de inactivación del factor Va por la proteína C activada es aproximadamente 1O veces mayor en presencia de proteína S. El calcio tiene una función estructural y estabilizadora en el funcionamiento de la proteína s.60 Es más complicado diagnosticar en el laboratorio las de· ficiencias de proteína S que las deficiencias de proteína C. El principal ensayo funcional para proteína S se introdujo en 1991 para uso rutinario en laboratorio clínico. Con anterioridad, la deficiencia de proteína S sólo podía d~terminarse mediante ensayo antigénico. La inmunoelectroforesis cruzada se emplea para determinar la distribución relativa de proteína S entre su forma libre y enlazada. La proteína S libre migra con más rapidez que el complejo de proteína S-C4b-proteína enlazante en la primera dimensión. En la segunda dimensión la proteína S se detecta por electroforesis en agar que contiene anticuerpos dirigidos contra la proteína sM La electroforesis de cohete de Laurel! también se emplea para determinar ambas formas. Sin embargo, es necesario realizar dos análisis por separado. La proteína S libre se determina precipitando la proteína S enlazada y la proteína enlazante

C4b con polietilenglicol (PEG).62 La protefna S libre permanece en el sobrenadante y después experimenta electroforesis. La proteína S total se determina mediante electrofores1s sin precipitación con PEG. E~isten procedimientos ELISA para medir la proteína S libre y total. La precipitación con PEG se lleva a cabo antes del análisis de protefna S hbre al aplicar esta técnica. En el estado funcional se agrega plasma deficiente en proteína S, proteína C activada y factor Va, al plasma del paciente, y se determina el tiempo de coagulación de la muestra. Como hay un exceso de proteína C Yfactor Va, mientras más se prolongue el tiempo de coagulación, mayor cantidad de proteína S libre habrá en el plasma del paciente. El principal inconveniente del análisis es que requiere de plasma deficiente en proteína S, el cual es difícil de preparar.6t La clasificación de las deficiencias de proteína S se basa en datos que se obtienen de ensayos antigénicos. La deficiencia de proteína S tipo 1 se basa en la observación de niveles bajos de proteína S total y libre. Cuando la proteí~a S libre es baja y la proteína S total es normal, la defic1enc1a se clasifica como tipo JI. Cuando se disponga del ensayo funcional, probablemente esta categoría se divida en deficiencia 61 tipo Jla y Jlb, conforme a la proposición de Comp. En el tipo lla se observaría proteína S libre en niveles bajos y acti· vidad baja de protefna S, mientras que en el tipo llb sólo se observaría umi actividad baja de proteína S y un antígeno a la proteína S libre normal. En ambos subtipos el nivel de proteína S total sería normal. Se observa una deficiencia adquirida de proteína S en diversas afecciones clínicas. Los niveles de proteína S en plasma se ven significativamente afectados por el estado hormonal y la inflamación. La proteína enlazante C4b es una pro· teína de fase aguda que se incrementa hasta un 400% en casos de inflamación. Este aumento produce mayor grado de enlace con la proteína S, de manera que el nivel libre des· ciende, lo que da como resultado defici enCia adqumda de proteína S, la cual se presenta durante el embarazo Ycon el uso de anticonceptivos orales, así como en enfermedades he· páticas, síndrome nefrótico, diabetes sacarina tipo I y coagulación intravascular diseminada y durante el tratamiento oral con anticoagulantes. En muchos casos se observan modifica· ciones de la proteína enlazanle C4b junto con cambiOS de l~s niveles de proteína S libre y total. Por tanto, es nccesano medir los tres parámetros para obtener un cuadro preciSO del sistema de la proteína S. El cuadro 33-6 contien_e un resumen del peso molecular, la concentración plasmáuca y la ~1da media plasmática de todos los problemas analíticos descntos con anterioridad.

-------RESUMEN

En Jos últimos 20 años, Jos conocimientos con respecto al sistema de coagulación se incrementaron de manera exp~· ncncial, ya que se ha logrado determinar las estructuras pn·

63o1 • QI!IMICA CUNICA

Cuodro 33·6. Resumen de los problemas ono(lllcos de coogulaclón Problema anali6co

Peso molecular

Factor XII

80000 88000 120000 143000 69000 45 000-53000 57000 59000 340 000 286 000 260000 320000 92000 67 000 52000 70000 65000 65000 62000 69000

Precancreína HMWK

Factor XI FÍÍctolii - Factor VIl Factor IX Factor V Abrlnógeno

Factor V Factor VIII Factor XIII Plasmlnógeno

t·PA PAI·t Antlplasmlne alfa·2 AnUtrornbine 111

Cofoctor 11 de heparina ProtefnaC ProteínaS

marias de las proteínas de coagulación. Es importante estar consciente de que es probable que el proceso de coagulación func ione en forma continua a cierto nivel mínimo. Este proceso se representa como sigue: Procoagulante

I

Anticoagulante

"

/

Pro!ibrinolítico

~ Co~gulo

I

"'- Anti!ibrinolítico

Es fácil cambiar el flujo de equilibrio entre la vfa "pro·· y "anti". Las células del endotelio recubren la pared de los vasos y preservan un medio antitrombótico para evitar ~ue la sangre fluya. Cuando se produce una lesión en el vaso, el medio se hace procoagulante con rapidez, ya que las células del endotelio se enlazan con las plaquetas. En la membrana de las plaquetas enlazadas se expresan sitios de enlace. Los cofactores localizan los complejos de sustrato enzimático sobre la superficie de la membrana para iniciar la coagulación. La formación de fibrina estabiliza el coágulo e incorpora al interior del trombo los componentes activados del mccanis· mo !ibrinolftico. Los inhibidores o "anticoagulantes" de los procoagulantes limitan la cantidad de formación del trombo al área dañada. La vía profibrinolítica se activa por cambios de la membrana celular y funciona para disolver el coágulo a medida que se produce la cicatrización. Los mecanismos de retroalim~ntación y las interacciones entre las diversa.~ vfas del proceso de coagulación aún est:ln bajo es:udio. Lo.~ ¡)efectos hereditarios o adquiridos en cualquier parte de este siMcma producen episodios hemorrági ~os y trombóticos. 1\ medi1IA CJUCse obtengan más conocim•cnlo< mediante ln,·c,tlgi!Cioncl moleculares, la comprensión 1lr In~ J'fl~ rw•
Concentración plasmállca

VIda me
27-45 ~lf/1 35-45 ~glml

40·50 35 6.5 40-60 2-5 1.5-6 20-24 24-48 3-4.5 12·14 8·12 7·12 2.2 2·5 2 2.5 2.5 2.5

eo ~glml

3.0-6.0 ~glml 10 mg/100ml 15·50 mg/100ml 4 ~g/100 mi 1 mg/100ml 200-400 rJI!Y1 00 mi 7~glml

0.1·0.2 ~glml 0.3-0.5 mg/100 mi 21 mg/100ml 5 nglml 0.0·1.3 nmo!it 6-11 mg/100 mi 18·30 mg/100 mi 6·11 mg/100 mi 2.6·6.0 rnf¡lt 20-25 ~glml

horas horas

días horas días horas horas horas dfas horas horas dfas

días rrinutos horas

días dfas

días

•

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636 • OOMICA CUNICA

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[ APLICACION DE CONCEPTOS 33· 1 Una mujer de 70 años ingresó al hll'l)litall'""llll' r1 1~ tltm n tó debilidad progresiva y rcdcntemcntc ~ufril't un~ ••M• Nu presentó dolor de espalda pero si obscrvl't 1111t 111~ lu-1r1 tr nlan apariencia de alquitrán. Cuando ingresó, se obtuvieron los si¡¡utcntril 11~11" •Ir laboratorio: Pru~bas de coagulación

Tiempo 33.3 segundos de protrombil)3 aY1T 55.5 segundos Actividad de <1% factor X

(10.0-12.4) (26.0-~4-~)

(50- 150)

Protefna4+

Rcticulocitos Velocidad de eritrosedimentación

(37-48) (86-98)

6. ¿Qué afecciones se asocian con la gammopalía TgA de llJXl rnonoclonal?

29~

(32-36)

7. ¿las observaciones hematológicas indican que existe leucenua?

8. ¿Qué observ_acioncs en esta paciente no apoyan un caso clásico de mteloma múltiple'! 8000/mm) (5000-10000) (no se obserraron células premaruras) 3 560 0001mm (150000-350000) 15'H (0.0-0.I'ñ) 40mm/h (!-20)

Sodio Potasio Cloruro Dióxido de carbono Nitrógeno ureico sanguíneo Crcatinina Calcio Fósforo Protefnas lotales Albúmina Glucosa AST

AMS ALP

3. ¿Qu~ observac~onts anormales en la química del suero y d <malms de onna apoyan su respueslu a )a pregunta 2?

24% 7211

9. Clasifique la anemia en esta paciente: a. Normocrómicalnormocítica b. Hipocrómica!microcltica c. Normocrómica/rnncrocltica

JO. ¿Cuál e.~ el tipo clásico de anemia que se encuentra en casos de mieloma múltiple?

Q11bnica del Slitro

LO CK

a. Corazón b. Hígado c. Cerebro d. Riñón e. Páncreas

5. ¿Qué ob~ervacioncs del suero no se explicun mediante las afecciOnes clínicas que se acaban de discuúr?

Pru~bas hematológicas

Plaq~retas

2. De los siguientes órganos, ¿cuál es tnús probable que tenga afectado la paciente?

4. Describa dos afecciones clínicas que expliquen estos resultados de laboratorio.

Análisis de orina

Hem3tócrito Volumen COIJlUSCUlar medio Concentración media de hemoelobina CO!JlUSCUiar Recuento de lcucocilos

1. lúenlitiquc las observaciones anormales de la química del suero.

136mmolll. 5.1 mmolll. 98 mmolll 22mmoVL 125 mg/100 mi 9.5 mg/IOOml 8.0 mg/100 mi 8.5 mg/100 mi 6.3 g/100 mi 2.0 g/100 mi 100 mg/100 mi 25 VIL 200 VIL 20 U/L 20UIL 60 l'IL

Elu troforesis tn s~~ero Incremento de las fracrion~ 3lfat y alfa1 Presencia de un máximo Mdebido a la lgA

11. El hierro sérico fue de 20 ¡.tgi!OO m1 y el TIBC de 400 J!g/100 mi. Calcule la saturación porcentual e interprete los resultados.

12. ¿Qué observaciones hematológicas indican una respuesta a la anenua'! 13. Explique el uumcnto de la tasa de sedimentación. 14· ¿Qué tipo d; problemas hemorrágicos se observan en el mteloma multiple? 15. Explique por qué en esta paciente se obtienen estudios anonnales de cgagulación. 16. Se diagnosticó amiloido~is primaria a la paciente. Descrtlla los mecamsmos que producen la enfermedad. 17. La p~entación cünica más común de la amiloidosis es protemuna como p:rrte del sfndrome nefrótico y después se prudu~e Insuficiencia renal. ¿Qué observaciones de laboratono confirman lo anterior? 18. ¿Con qué afecdón suele estar asociada la amiloiúosis? 19. ¿Qué célula; furman las fibrillas amiloide.~?

QU>'AICA Dfl EJERCICIO 34 • 639

T=U==l~O~F===============================~

rC=A=P==I

Qu(l!iica ... defejerciC"io KoryM;Ward

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE • ldentlllcar los fuentes de variaciones no analílicas en los resullados de las pruebas de laboralorio. • Discutir consideraciones generales acerca de variaciones inducidas por el ejercicio en los resultados de las pruebas de laboratorio.

Acllvldod enz!móltco R~to hormonot

Endot1lnos H..nctooorrlento renal

•

EfECTOS AGUDOS Y CRONICOS

Metabolismo de carbohldrotos Metabolismo de 6pldos Actividades enzimótlcos en suero Respuesto hormonal Holmonos ttrotdeos Holmonos este~oldes

Catecolamlnas Hormonas po~ot~otdeos vcotcnonlno Pruebas de tuncionomlento renal y sustancias que se ononzon en orino Cambios renales hemodinómlcos Etectróltos, minerales vosmotolldod

Protelnulo Hemogloblno Vmlogloblno

Fu1doncmento renot cuonte b rea.pe~od6n del eje~ciClo Hemosiosis

Hemostasis RESUMEN

CONTENIDO DEL CAPITULO INTRODUCCION

Fuentes no onolíHcas que provocan variación en los resultados de los pruebas de laboratorio Consideraciones generales 635

emplea para acondicionamiento físico y como modalidad de tratamiento en diversas afecciones. Aunque es benéfico para el estado de salud del individuo, si tste hace ejercicio antes de que se tome una muestra de sangre u orina, se inINTRODUCCION troducen errores en la interpretación de los resultados del laboratorio. El ejercicio afecta diversos parámetros bioquímicos. FUENTES NO ANAUTICAS QUE PROVOCAN_ - - -_ Con frecuencia, las personas que llevan a cabo actividades VARIACION EN LOS RESULTADOS DE LAS PRUEBAS aeróbicas en forma regular tienen resultados de laboratorio DE LABORATORIO que exceden el límite normal superior. En genernl, el ejercicio provoca cambios relativos en cierCon frecuencia la información con respecto a la influencia de las fuentes de error no analfticas, como la preparación del paciente, no se describe de manera completa para todas las sustancias bioquímicas que se determinan en el laboratorio debido a la actividad fisica varfa según la incensidad y durade química clínica. Estos factores no analíticos compren- ción del periodo de ejercicio. En general, cuando se realiza den afecciones que influyen en los resultados de las prue- ejercicio intenso durante periodos prolongados, el volumen bas, pero no están relacionados con el problema biológico plasmático se reduce, lo que da lugar a hemoconcentración. por el cual se ordena )a prueba. Algunos ejemplos de vaEn este caso, se observa un incremenco cemporaLrclativo de riables preanalíticas de tipo no fisiológico incluyen facto- electrólitos y proteínas plnsmáticas. Por el contrario, las pcrres que se relacionan con )a obtención de la muestra, su sonas que se encuentran en un escado concinuo de entrcn"transporte y almacenamiento. Cualquiera de estos procemiento físico intenso tienen volumen plnsm4ti.co mayor, lo sos puede introducir errores. La elección de un anticoagu-_ _ _c_~_consut~~ una adaptaccón al eJer~ccc~ co~tcnuo. P~r t~n· )ante inadecuado provoca resultados falsamente bajos 0 to, los atletas suelen presentar una dcsmmuccón relativa de altos. De manera similar, al obtener la muestra puede pro- electrólitos y proteínas plasmáticas. ducirse hemólisis. Aunque la naturaleza de la interferenEl efecto del ejercicio en el volumen sanguíneo depende cia debida a la hemólisis es variable de acuerdo con la del tipo del mlsmo, la intensidad del periodo de ejercicio, la sustancia que se analice, puede provocar interferencias de- condición del individuo y su aclimatación al medio. Tras bido al color de la hemoglobina u ocasionar una distribu- efectuar ejercicio moderado en una bicicleta, se acumulan ción desigual de la sustancia entre plasma y eritrocitos. La los metabolitos con actividad osmótica como potasio, fosfato estasis venosa que resulta de la aplicación del torniquete y ácido láctico, en los espacios de los tejidos. y toman agua por un tiempo prolongado provoca hemoconcentración y por plasmática de los capilares. Mientras mayor es la intensidad tanto eleva en forma falsa la concentración de ciertas sus- del ejercicio, más metabolitos se acumulan y por tanto se retancias en la muestra. quiere más agua de los capilares. Inmediatamente despu~s de El retraso en el transpone de la muestra al laboratorio hacer ejercicio se produce una elevación de Na•, K\ Cr y también afecta adversamente los resultados que se obtienen ro,-2, yescos valores permanecen altos por lo menos durante tres minutos.2 para diversas suscancias. De manera similar, se obtienen resultados erróneos cuando las muestras no se almacenan en La hemoconcentración también se debe al incremento forma adecuada. Con frecuencia, es necesario guardar las de la presión aneriai durante el ejercicio, lo que ocasiona muestras para analizarlas posteriormente; si no se almacenan que el agua de los capilares pasen los tejidos. a la temperatura correcta, o si se congelan y descongelan de Tras hacer ejercicio en una caminadora o correr, se promanera inadecuada antes del análisis, es probable que se pro- duce hemoconcentración o hemodilución, dependiendo del duzcan variaciones en la concentración de diversas sustan- estado de entrenarnienlo del individuo. El entrenamiento de cias. resisccncia provoca un incremenco de aproximndamence 8% Se introduce un error fisiológico significativo de tipo no del volumen plasmático en reposo. E.~te aumento ~e debe a la analítico cuando no se prepara adecuadamente al individuo expansión del \'Oiumen plasmático y al incremento de la musa antes de obtener la muestra. Algunos ejemplos de factores de Jos eritrocitos.¡ Durante el ejercicio, los individuos entre· que se refieren a la preparación del individuo incluyen el nados suelen presentar hemodilución. Aparentemente, las momento en que se toma la muestra (o sea, variación diurpersonas no entrenadas tienen mayor probabilidad de perder na), embarazo, efectos del tabaquismo, uso de cafeína, aleo- volumen plasmático (es decir, de que su plasma sufra hemohol o fármacos, consumo reciente de alimentos, tensión psi- concentración) porque pierden más proteínas de los capilares cológica y actividad física reciente. En el presente capítulo durante el ejercicio. se consideran los efectos a cono y largo plazo del ejercicio Además de influir en el volumen plasmático, el ejercíen la mayoría de las sustancias que se determinan en plasma cio modifica el consumo de combustibles metabólicos a Yen orina en el laboratorio clínico. través de diversas hormonas regulacorias, acumulación de metabolitos, permeabilidad de las membranas celulares a las proteínas y fu ga de enzimas. En el presente cap~tulo se CONSIDERACIONES GENERALES describen los efectos de diferentes tipos de eJercccco en Como se considera que la actividad ffsica ejerce una influe n- los parámelros bioquímicos que se miden en el laboratorio cia favorable en los parámetros fisiológicos, el ejercicio se clínico.

:::~~~~i:~~u~i~~;fiac~~i~~~e~:!,::~:~~~~~:~

Endorllnos

• Describir los efectos agudos y crónicos del ejercicio en los siguientes por6melros bloqulmicos: Metobolsmo de cOibohldratos MetoboDsmo de (pidas

-\Ir------

QUl.\1lCA Dfl EJERCICIO 34 • 61t

6.10 • QUIMICA CUNICA

-
cio. Se produce un incremento significativo del enlace insulínico a los receptores celulares durante y después del ejercicio. Aunque los cambios en el enlace de la insulina al receptor se deben principalmente a un incremento en la afinidad de la primera hacia el segundo, las variaciones de sensibilidad de la insulina también son mediadas por un incremento en el número de receptores insulínicos.1 En general, la·disminuci6!rdela glucosa plasmática durante el ejercicio se acompaña de un incremento de la pr~ dueción de glucosa hepática. A medida que la sesión de ejercicio se prolonga, la producción esplácnica de glucosa aumenta por medio de glucogenólisis y gluconeogénesis: Aunque la producción de glucosa se eleva durante el ejercicio, los valores de glucosa sanguínea permanecen bastante constantes hasta que el sujeto se aproxima al agotamiento. En este estado, el individuo generalmente presenta hipoglucemia. Un fenómeno del metabolismo de carbohidratos durante el ejercicio que aún no tiene explicación es que, aunque la concentración de insulina plasmática se reduce, hay un incremento en el consumo de glucosa en el músculo esqueléúco.9 Esto se atribuye al increrr¡nto del enlace con el factor de crecimiento similar a la_i!¡~.!!)~n~ @!:::_1, o sea, somatomcdina C).3 El glucagon, otra hormona que regula la glucosa, en general aumenta como respuesta al descenso de insulina plasmática al hacer ejercicio. Lo normal es que el aumento del glucagon sea paralelo al descenso de insulina plasmática.3 Sin embargo, no se observa un incremento significativo del mismo en plasma transcurridas de una a dos horas después de efectuar ejercicio prolongado.'~ 12 Es conveniente observar que el aumento del glucagon durante el ejercicio prolongado coincide con el incremento de la gluconeogénesis. 13 La acumulación de" lactato en el plasma durante y después del ejercicio anaeróbico ha sido documentada en extenso por diversos investigadores. 14·15 Tradicionalmente, se considera que el inicio de la acumulación de lactato en sangre reOeja el punto en el cual la demanda de energía en los músculos es tan grande o el apone de oxigeno tan bajo que la glucólisis anaeróbica hace que se acumule ácido láctico en la sangre. En sujetos no entrenados, el ácido láctico se incrementa al cuádruple durante ejercicio inferior al máximo y hasta 10 veces o más durante periodos de ejercicio máximo.3 Los individuos entrenados muestran cambios muy leves en el lactato sanguíneo durante periodos de ejercicio a niveles inferiores al máximo debido al incremento de su capacidad aeróbica; sin embargo, estos individuos presentan mayores incrementos durante los periodos de ejercicio máximo porque tienen más glucógeno disponible para la descomposición. Aunque el ácido láctico puede elevarse en forma dramática en sangre durante el ejercicio, no permanece elevado por encima de los valores en reposo durante más de 15 a 30 minutos tras hacer ejercicio. 16 Estudios detallados sobre el efecto del entrenamiento físico revelaron diversas modificaciones del metabolismo de la glucosa que incluyen incremento de la sensibilidad muscular a la insulina, reducción de la secreción de insulina en las células beta del pincreas y reducción de las enzimas inducidas por la insulina. La adaptación que consiste en reducción de la secreción de insulina en el páncreas parece ser de

cona duración. Las personas entrenadas que dejan de hacer _ ejercicio durante algunos dfas comienzan a secretar mayores cantidades de·insulina; en consecuencia, los valores del pép• . 17 tido C responden de la nusma manera. Aparentemente, también existe un efecto residual con respecto al último periodo de ejercicio sobre la permeabilidad de las células musculares a la glucosa, que se suma al efecto de incremento de sensibilidad a la insulina. Por tanto, los individuos que hacen ejercicio en forma regular experimentan una depuración más rápida de glucosa a concentraciones más bajas de insulina en plasma. El efecto más profundo y consistente del entrenamiento físico sobre el metabolismo de la glucosa parece ser una reducción de la concentración de insulina plasmática en reposo. Como los individuos con diabetes sacarina tipo TI (diabetes sacarina no dependiente de la insulina) presentan hiperinsulinemia, lo que da lugar a un incremento a la resistencia a la insulina, el ejercicio se utiliza como modalidad adjunta del tratamiento de estos casos junto con modificaciones en la dieta, terapéutica con fármacos o ambas.11 En el cuadro 34-1 se presenta un resumen de la respuesta de las hormonas y los sustratos del metabolismo de carbohidratos al ejercicio agudo. Cuando se valora a personas para determinar su tolerancia a la glucosa o se efectúa una vigilancia clínica de estas hormonas o metabolitos, la muestra de sangre no debe tomarse hasta que hayan transcurrido por lo menos dos horas tras la última sesión de ejercicio. Las-personas con diabetes, especialmente las que se clasifican como no dependientes de la insulina, deben presentar un mejor control glueémico tras hacer ejercicio, lo que resulta en reducción de la insulina plasmática, reducción de glucosa en sangre al tomar la muestra en ayunas o a las dos horas y reducción de hemoglobina glucosada (o sea, hemoglobina Are)-

METABOLISMO DE LIPIDOS Se han realizado amplios estudios en seres humanos y en animales para examinar el efecto del ejercicio en los lfpidos y las lipoprotcínas. Un lapso de ejercicio fuerte afecta potencialmente todos lus par.lmctros de lfpidos, incluyendo colesterol total (TC). cokstcml de lipoproteínas de alta densidad (HDL-0. cnkstcrnl de lipnprotcínas de baja densidad (LDL-C), colesterol de lipnpmtcínas de muy baja densidad (VLDL-C),

triglicéridos (fG) y apolipoproteínas. Sin embargo, existen discrepancias con respecto a las modificaciones cualitativas y cuantitativas de estos parámetros debido a la variabilidad del momento en que se toma la muestra de sangre. Es necesario tener en cuenta que el desplazamiento del volumen plasmático también altera la concentración de estas sustancias. El parámetro de' lfpidos que se modifica en forma.Jilás__ congruente en plasma tras una sesión de ejercicio fuene son los triglicéridos. Los TG plasmáticos generalmente disminuyen en las primeras 12 a 24 horas traS el lapso de ejercicio; sin embargo, regresan al valor basal a las 72 horas. r9-lr La mayorfa de los investigadores concuerda en que el descenso de TG en plasma después de hacer ejercicio es más significativo cuando la sesión de ejercicio es prolongada (o sea, excede de 30 a 40 minutos). Se confmnó que hay una reducción retrasada de TG plasmáticos que no se produce sino hasta que transcurre un periodo de 30 minutos después de haber hecho ejercicio. La magnitud de la reducción se relaciona positivamente con la concentración antes de hacer ejercicio y con la cantidad del mismo que se lleva a cabo.22 Los individuos con buena condición física en general tienen niveles más bajos de TG plasmático en reposo; por tanto, no se observa dicho efecto en ellos cuando hacen ejercicio fuerte. El desceqso de TG en general se relaciona con VLDLTG y en algunos casos con LDL-TG. Este aumento del catabolismo de TG parece relacionado con el incremento de actividad de la lipoproteinlipasa (LPL), que permanece elevada durante varios días tras la sesión de ejercicio.23 Como la cantidad de TG en LDL es baja, casi nunca se ha documentado que dicha fracción descienda. 22 En todos los casos, la reducción de TG plasmático que se d~tecta se acompaña de un incremento de ácidos grasos libres. Los protocolos de laboratorio para determinar TG deben incluir una nota que indique que el paciente debe estar en ayunas por lo menos de ocho a 12 horas y sin haber hecho ejercicio por lo menos 72 horas antes de obtener la muestra de sangre. Se observan reducciones similares pero menos congruentes y drásticas en TC y LDL-C tras una sesión de ejercicio.10·21 Las·alteraciones de la concentración de TC durante el ejercicio generalmente son insignificantes; sin embargo, varios investigadores han reportado que cuando se vigila el colesterol en suero durante varios dfas tras una sesión de

Cuodro 34-t . Respuesla de los hormonos y suslratos del melcbo!Umo de ccrbohldratos el ejercicio lnlenso

Honnon3 o sustraJo

Insulina Péptido C Glucagon Glucosa Lactalo

Dirección del cambio

l Sin cambio o!

t Sin cambio o leve t o l

f

T• aumenla: 1• dismiiiU'(e. ·Más aliO en individuos no cnlrenados que en~ entrenados. 1

Más al1o en IOdMó.Jos enHenados que en it'ldividuOs no enlrenadoS.

Cantidad de variación en el plasma(%)

T18mpo para regresar a ta concentración basal (horas}

Hasta so· Hasta so· 30-300 Hasta 201 Hasta 100

0.5-2.0 0.5-2.0 0.5-2.0 0.5-1 .0 0.1-0.5

6.12 , QUIMICA CliNICA

QUIMiCA DELEJERCICKl 34 • 643

ejercicio \igoroso a largo plazo, se observa una reducción significativa del TC. 24 La disminución afecla tanto el VLDL-C como LDL-C.11 Algunos investigadores, aunque no todos concuerdan, indican que se produce un incremento congruente del HDL-C tras un solo periodo de ejercicio?7•29 El aumento del HDL-C se atribuye al incremento de la actividad de LPL El aumento de la actividad de LPL en el músculo esquel~tico diilíi de una a do5ñoras'tras el ejercicio.11 Corno la intensidad del esfuerzo y la duración de la sesión se correlacionan con la cantidad de variación asociada a lípidos y lipoprotefnas, éstas son variables importantes que afectan el perfil de lípidos y Jipoproteínas, y crean confusión. Mientras más prolongada sea la sesión de ejercicio, mayor será la capacidad de la per.;ona para que Jos kilomicrones y el VLDL-C lleguen al hígado y se efectúe la síntesis de HDL-C. Estas variaciones que se observan en el HDLC plasmático duran aproximadamente 24 horas después del ejercicio. La apolipoproteína asociada en forma predominante con la subfracción de HDL, la apolipoprotefna Al (Apo Al), también suele incrementarse durante fases de ejercicio fuerte.24 Tras hacer ejercicio de baja intensidad, no se han reportado-modificaciones .significativas en ninguna de las fracciones de lipoproteínas más allá de las 48 horas.32 Cuando el periodo de ejercicio es muy fuerte, corno en una carrera de ski de 70 km a campo traviesa, el HDL-C se eleva hasta un 12% inmediatamente después de la misma y permanece elevado hasta por cuatro dfas.24 Como Jos triglicéridos plasmáticos también permanecen a niveles bajos hasta cuatro días después de hacer ejercicio, es aconsejable que cualquier.persona que se yp.ya a someter a una evaluación del perfil completo de lípidos evite el ejercicio moderado o vigoroso por lo menos cuatro días antes de que se obtenga la muestra de sangre. En el cuadro 34-2 se da un resumen de los efectos a corto plazo del ejercicio sobre los lípidos plasmáticos y las lipoprotelnas. Se han publicado diversos estudios sobre los efectos del entrenamiento frsico y las modificaciones del perfil de lípidos. Estos efectos se documentaron mediante estudios de corte transversal y longitudinales. En ambos tipos se obtuvieron observaciones similares por Jo que respecta al efecto del entrenamiento a largo plazo sobre el perfil de lípidos y lipoproteínas.;o Aunque las observaciones que se reportan son simi-

lares, otros estilos de vida, como dejar de fumar cigarrillos o modificaciones en los hábitos de la dicta, probablemente ha. yan producido diferencias cuantitativas. Por ejemplo, el consumo de alcohol aumenta Jos niveles de HDL-C y TG. Cuando el individuo se somete a un programa de entrenamiento físico y además reduce la cantidad de consumo de alcohol, el HDL-C quizás no se incremente en forma significativa porque ambas modificaciones del estilo de vida se cancelan entre sf. De manera similar, el nivel de TG desciende en forma aún má.• notable debido a efectos de tipo aditiYO.

En el cuadro 34-3 se dan ejemplos de Jos resultados de diversos estudios de cone transversal y longitudinales sobre el efecto del entrenamiento de resistencia a largo plazo y las modificaciones de los lfpidos plasmáticos y las lipoprotefnas. Si se observa más de cerca los estudios de corte transversal, se determina que los atletas entrenados para resistencia tienen valores plasmáticos bajos de triglicéridos. Con excepción de los individuos que presentan deficiencia de LPL, se reportan niveles plasmáticos inferiores de triglicéridos para personas con entrenamiento aeró¡ico, como esquiadores a campo traviesa, en comparación con la población en generaJ. 22 Resultan particularmente sorprendentes las diferencias de los valores obtenidos en corredores de mayor edad en comparación con sus controles sedentarios. Aunque el efecto del descenso de triglicéridos plasmáticos del ejercicio tiene un componente agudo y otro crónico, es importante observar que los individuos que ya tienen un valor bajo de triglicéridos en plasma, por regla general, no logran una mayor reducción de este lfpido. Al parecer, la magnitud de la reducción se relaciona con la concentración de triglicéridos antes de hacer ejercicio. Las personas con hiperlipidemia obtienen una mayor modificación al someterse a entrenamiento. Sólo algunos estudios han demostrado que existe un efecto a largo plazo del ejercicio sobre los triglicéridos plasmáticos de sujetos con niveles normales de los mismos antes de someterse a entrenamiento. Como podría suponerse, el componente VLDL-TG es la lipoproteína que se altera más favorablemente durante el entrenamiento. En los corredores, los niveles de VLDL-C y VLDL-TG son drásticamente inferiores a Jos de la población en general. 2J Este resultado se relaciona con el hecho de que

Cuadro 34·2. Efectos del ejercicio o cono plazo en los ~pldos y Hpop¡oteínos Lipido o /ipoprolelna

Efecto

Interpretación

TC

t. sin carrblo, o !

TG

!

Reportes variables Se observan reducciones al realizar ejercicio más vigoroso las redocdones más oonsidefallles se prodocen de 4 a 72 horas tras hacer ejercido Alteración más congruente Alteración de lípidos más iJTllOrtante Regresa a 11 linea basal 72 horas después de hacer ejercicio Se incrementa la subfracción HDL2 Depende de la intensidad y duración del trabajo Depende de la intensidad y duradón del trabajo

HDL·C

Sin cambio o f

LDL·C

Sin cambio o !

1 • aUITlfnto; 1 • cbminuye. Tomado eJe Wartl KM: E>eccise: Aproan:>~ soorco of vonalion in tlllical chemiwy lesl resu!ls. Clinicall.aboralory Science 4:168-174. 1991.

Cuacto 34·3. Electos del ejercicio de resistencia o torgo plazo en fpldos y llpoproteínol'

Upido o /ipoptoteína TC

TG LDl-C HDL-C Apolipop¡otefna Al

Apolipoprotefna B

Efecto

/ntB!pfBt8ci6n

! , o sin cambio

No hay consenso general Se observa una reducci6n de valores en forma incongruente Es la alteración de llpldos más congruente Se observa reducción en sujetos entrenados Sin eambl00!---~os sujetos entrenados generaJme'nte muestran reducción Sin cambio o i Se incrementa la subfracción HDL2 Los sujetos entrenados generalmente muestran un incremento Sin cambio o i Se dispone de estudios limitados Sin cambio o ! Se cfispone de eslud'IOS imitados

'las obseiYaciones represenlan dalos oblenidclo de estudios tongitudínates y de cortelransverSal.

1; awnenla; l a disminuye. Tomado de Wartl KM: Exertise:Apreanaljti:: S
Jos músculos entrenados emplean la grasa con una eficacia muy superior a los músculos no entrenados. Los periodos continuos de ejercicio aeróbico provocan que el individuo queme una cantidad considerable de grasa. Aunque el TC puede reducirse como resultado del entrenamiento, con frecuencia esto no ocurre. Hay muy poca evidencia que indica que el entrenamiento ejerce un efecto independiente sobre el TC. Sin embargo, aunque el TC no sea significativamente inferior en individuos entrenados para resistencia, su perfil de lípidos meJora (es decir, el HDL·C aumenta y el LDL-C disminuye). 3 En general, Jos estudios de corte transversal no indican diferencias significativas en el LDL-C, a menos que en Jos experimentos se comparen ejerticios agotadores. Los estudios de personas con entrenamiento a largo plazo han demostrado en forma más congruente un efecto de descenso del LDL-CY Una observación aún más congruente es el efecto de aumento del HDL-C en el entrenamiento de resistencia. La comparación de los resultados que se obtuvieron en atletas de resistencia masculinos y femeninos en 32 estudios publicados demostró que estos individuos presentaron valores de HDL-C superiores en 10 a 30% en comparación con Jos controles sedentarios. 23 Es conveniente observar que la elevación de lipoproteína HDL-C se debe en su mayor pane a modificaciones de la subfracción HDL¡. Sin embargo. algunos estudios reportaron incrementos de las subfracciones HDL¡ y HDL¡. Desde el punto de vista de las enfermedades de la arteria coronaria, la modificación más deseable es el aumento de la subfracción HDL2. En Estados Unidos, la mayoría de los individuos con actividad física en el trabajo o que se ejercitan por placer tiene niveles moderadamente altos de HDL-C en comparación con la población en general, porque su nivel de actividad no es suficientemente alto para lograr un resultado significativo. En general, el incremento es bajo, de 4 a 6%.22 Como ocurre con los triglicéridos, la magnitud del aumento de HDL-C tras el entrenamiento a largo plazo depende de la concentración basal plasmática de HDL-C del individuo antes de dicho entrenamiento. La influencia del ejercicio en las apolipoproteínas no se ha estudiado en forma tan extensa como las subfracciones de lipoprotefnas y lípidos. Sin embargo, estudios recientes de tipo longitudinal y de corte transversal demostraron en forma

congruente un incremento en la Apo Al y una reducción en la Apo B.30 Las comparaciones de estudios de corte transversal de atletas entrenados para resistencia, tanto varones corno mujeres, con controles sedentarios evidenciaron que el nivel de Apo Al es sustancialmente superior en Jos atletas de resistencia, aunque la Apo AII no aumenta.n De hecho, algu· nos estudios demostraron que se produce una elevación notable de Apo ~1.23 Por otra parte, los estudios de pacientes confinados en éama indican ~ue se produce una reducción notable de esta apoprotcína_ll 3 De acuerdo con todos Jos estudios de diferentes tipos de ejercicio, la observación más congruente es el descenso significativo de los triglicéridos plasmáticos, que parece durar hasta 72 horas. Este efecto, junto con las alteraciones de TC, VLDL, .LDL y HDL y apolipoprotcínas, parece deberse más a los periodos acumulativos de ejercicio que a la adaptación fisiológica al entrenamiento continuo.30 Los cicntrticos del laboratorio clínico que interpretan el perfil de lípidos de indi\·iduos normolipémicos e hiperlipémicos deben estar conscientes de Jos hábitos de ejercicio de sus pacientes. Los individuos que se ejercitan en forma regular a nivel suficientemente fuerte para producir efecto de entrenamiento por lo general presentarán un nivel bajo de triglicéridos en plasma y quizás presenten un nivel alto de HDL-C, en comparación con Jos rangos de referencia.

ACTIVIDADES ENZJMATlCAS EN SUERO Desde fi nes de la década de los 50 se estudió el efecto del ejercicio en la actividad de las enzimas séricas. Trabajos posteriores han demostrado que son diversos factores Jos que determinan hasta qué grado se incrementan las actividades séricas de diversas enzimas, ya sea durante o después del ejercicio físico. Los traumatismos deliberados o accidentales a los tejidos provocan actividades enzimáticas anormales en el plasma. El ejercicio físico, ya sea vigoroso o prolongado. afecta la actividad enzimática. Actualmente, el marcador más sensible de microtraumatismos al músculo csquel~tico es la creatincinasa (CK). Los cambios metabólicos v el daño físico a los músculos participan en la liberación de ~nzimas que se produce tras el ejercicio. Cuando se realiza ejercicio fuerte y se produce is-

QUIMICA DfL f.IEilCICIO 34 • 645

644 • QUIMICA CUNICA

quemia, las fibras musculares agotan el trifosfato de adenosina (A TP) y liberan creatincinasa u otras enzimas en forma análoga a los músculos que se estimulan o intoxican metabólicamente cuando se utilizan fármacos u otras sustancias tóxicas. De manera similar, el ejercicio vigoroso, en especial las carreras de maratón en las cuales se emplean el torso y los miembros, en ocasiones provocan daños directos a las fibras musculares y dan lugar a liberación de enzimas. Con frecuencia el incremento de actividad enzimática en plasma tras el ejercicio es tal que interfiere con la determinación de las enzimas en pruebas diagnósticas. De hecho, los corredores saludables, durante entrenamiento intenso para correr maralón pueden recibir un diagnóstico erróneo de infano agudo al miocardio o daño hepático, ya que se ha demostrado que presentan un incremento de CK-MB, LDt y alaninaminotransferasa (ALT). 31 Existe una considerable variabilidad en lo que respecta - al grado en que la actividad cnzimática en suero se incrementa por el ejercicio. El efecto de dicho ejercicio en la liberación de enzimas al plasma depende de la naturaleza y duración del esfuerzo ffsico, del estado ffsico del individuo, del momento en que se obtiene la múestra de sangre tras hacer ejercicio, y de la edad y género de la persona. En el cuadro 34-4 se da un resumen de los factores que innuyen en la cantidad de aclividad enzimática en el plasma después de una sesión de ejercicio. Está demostrado que el ejercicio moderado produce incrementos de la crcatincinasa sérica. En un estudio de Nuttal y Jones32 se sometió a observación a siete mujeres y siete hombres no entrenados que hicieron ejercicio con pesas durante scís minu¡os. No se observó modiftcación de la creatincinasa sérica después de hacer ejercicio ni transcurridas dos horas, pero se detectaron niveles máximos equivalentes al cuádruple de los normales de ocho a 16 horas después, y los valores regresaron a la línea basal transcurridas 72 horas. Posteriormente, se dio acondicionamiento a eslas personas durante tres a cinco semanas y se repitió la prueba del ejercicio. Los sujetos mostraron poco o ningún cambio en la creatincinasa sérica. En un estudio llevado a cabo por Stansbie y colaboradores33 se emplearon tres niveles de esfuerzo producido por ejercicio, leve, moderado y fuerte, para determinar el grado de liberación de creatincinasa. Los trabajadores de laboratorio saludables se sometieron a ejercicio leve durante 30 minutos, empleando una bicicleta fija Monark para mantener una frecuencia cardiaca de 150 latidos por minuto. Los mismos trabajadores realizaron ejercicio moderado apretando una pelota de hule hasta agotar la resistencia del músculo de los brazos (f.Oa 1.5 minutos) mientras se les oclufa el suministro de sangre con un esfigmomanómctro in nado a presión de 200 mm Hg. El efecto del ejercicio intenso se estudió obCuadto 34·4. Foclores que inlluyen en lo eonlldod de ocllvldod enzlmóllca en plasma Itas una sesión de ejercicio Duración de la sesión de ejercicio Tipo de ejercicio Nivel de acondicionamiento del individuo Género Edad

teniendo muestras sangufncas de competidores de sexo masculino en una carrera de maratón (69 corredores; edad media de 32 años) un dfa antes de la carrera e inmediatamente después de ella. Diez corredores regresaron 24 horas después de la carrera para proporcionar otra muestra. Los resultados del estudio no revelaron elevación de la crcatincinasa sérica después del ejercicio leve o moderado. Sin embargo, se detectaron incrementos equivalentes a cinco veces los valores nor: males de creatincinasa total (1 008 UIL) en la muestra que se tomó 24 horas después del maratón. 34 La media de CK-MB para los corredores fue equivalente a menos de 5% de la creatincinasa tOial, con excepción de 18 corredores (de los 69) que presentaron una actividad de CK-MB superior a 6% del total. Ocho corredores tuvieron CK-MB mayor de 8% y uno de ellos un valor sorprendente que fue equivalente a 18% de la creatincinasa total. Esta forma extrema de esfuerzo puede provocar liberación de creatincinasa del miocardio, quizás a través del sistema linfático; sin embargo, es más probable que se origine en el músculo esquelético, porque otros experimentos evidenciaron que los corredores de maratón ocasionalmente tienen valores de iK-MB superiores a 6% del total, sin evidencia de daños al miocardio. Con el finde verificar que la fuente de la fracción anormal de CK-MB que en ocasiones se detecta en el plasma de los corredores tras el maratón es el músculo esquelético, se realizó un estudio de gammagrafía con pirofosfato de tecnecio-99m en 12 corredores elegidos en forma aleatoria, que tuvieron una media de CK-MB después de la carrera que era equivalente a por lo menos 8% o superior.34 En estos corredores se obtuvo un reporte de garnmagrafía normal. De todos los estudios realizados hasta la fecha se deduce que el incremento de creatincinasa plasmática se relaciona en forma lineal con la carga relativa de esfuerzo. A medida que la duración del ejercicio se incrementa, se produce un aumento proporcional de creatincinasa en plasma.3S.l6 También es conveniente observar que la magnitud de liberación de creatincinasa de los tejidos al plasma difiere según el tipo de ejercicio que se efectúe. Se ha demostrado que el ejercicio excéntrico provoca mayor liberación de crealincinasa que el ejercicio concéntrico. 31.l8 También se observa una asociación entre el dolor muscular y la cantidad de ejercicio excéntrico que se lleva a cabo. La literatura sugiere que los cambios de enzimas e isocnzimas que se detectan en individuos sin acondicionamiento difieren de los que se observan en sujetos con acondicionamiento. La reducción de la liberación de creatincina· sa tras el entrenamiento ffsico probablemente represente una adaptación del individuo al incremento de trabajo muscular y forma parte del proceso de acondicionamiento. Aunque no se comprende aún la naturaleza del cambio, es probable que se deba a la preservación de la membrana de las células musculares en condiciones de demanda de producción de energfa Cuando se intenta determinar las enzimas séricas con fines diagnósticos, es importante lener en cuenta el momento en que se toma la muestra de sangre si el individuo ha estado haciendo ejercicio. Varios in,·estigadores señalan que gene· ralmente se requieren de 12 a 24 horas para que la creatinci· nasa alcance un máximo tras un periodo de ejercicio. Este momento coincide con la elevación temporal de crealincina·

sa sérica por infano agudo al miocardio. El momento en que se produce la actividad máxima después de un lapso de ejercicio intenso, es notablemente constante sin importar la edad del individuo. Aunque la edad no sea una variable significativa al efectuar mediciones de creatincinasa sérica tras hacer ejercicio, varios estudios demostraron que las mujeres liberan proporcionalmente menos creatincinasa que los varones "llllte la misma carga relativa de ejercicio.39· 40 Debido a la creciente popularidad de las carreras de larga distancia y a que los panicipantes son cada vez de mayor edad, las emergencias en estos casos se han hecho más frecuentes. Es posible que se produzcan lesiones al miocardio si el sujeto se colapsa. tiene dolor en el tórax después del maratón o en ambos casos. Existen numerosos repones de este fenómeno. Por tanto, es evidente que los sujetos que realizaron un esfuerzo excesivo presentarán signos de laboratorio característicos del infano agudo al miocardio. Aunque la fuente de la CK-MB que se libera en este caso probablemente no sea el corazón, la elevada actividad provoca un diagnóstico confuso. El médico debe confiar en el patrón de actividad enzimática en suero más que en la actividad total. Aunque la actividad máxima tolal de creatincinasa ocurre a Ta5 24- horas- y ·la actividad de aminotransfcrasa aspártica (AST) alcanza un máximo 48 horas después de cualquier evento (ejercicio excesivo o infano agudo al miocardio) el máximo de la actividad de la deshidrogenasa láctica (LD) se produce de una a ocho horas tras el periodo de ejercicio, lo que es más rápido que en el infano agudo al miocardio. En un estudio realizado por Kaman y colaboradores,41 se observó que el patrón de actividad enzimática en suero era muy distinto al patrón que se detecta traS infano agudo al miocardio. En fecha reciente se introdujo la determinación de isoformas de creatincinasa al laboratorio clínico. Las ''ariantes de la isoenzima CK-MM (p. ej., las isoformas CK-MMr. CK-MM2 y CK-MM¡) presentan un patrón característico de liberación tras el infarto agudo al miocardio. Resulta interesante que los patrones de aparición y desaparición de estas isoformas después de una carrera de maratón sean similares. Sin embargo, la característica distintiva es que el periodo de

depuración de la CK-MM del músculo esquelético se prolonga tras una carrera de maratón (vida media de 33 horas), en comparación con el infano agudo al miocardio (vida media de 22 horas). De nuevo la depuración de estas enzimas del plasma parece ser diferente, de acuerdo con su origen. Otra observación que puede explicar el perfil de CK-MB y de la isoforma similar CK-MM tras ejercicio vigoroso, particularmente una carrera do maratón, es que los músculos esqueléticos de los corredores entrenados son similares al músculo cardiaco por lo que respecta al porcentaje de composición de CK-MB e isoforma CK-MM (85% CK-MMr. 15% CK-MM2)..;o A medida que el músculo esquelético dañado inicia su proceso de regeneración, la composición de la isoenzirna creatincinasa probablemente se modifica y pasa ~r la composición de isoenzima fetal que incluye CK-MB. 2 Aunque la evidencia de incremento de actividad de CKMB en suero parece indicar que su origen es el músculo es-. quelético después de esfuerzo intenso, no se puede descanar la probabilidad de que la crcatincinasa proceda del miocardio. El médico debe reconocer el potencial de evidencia bioquímica falsa para infano agudo al miocardio. En estos casos es conveniente recurrir a otros procedimientos diagnósticos, como la garnmagraffa miocardial con pirofosfato de tecnecio-99 m. En el cuadro 34-5 se presenta un resumen de los efectos del ejercicio intenso sobre diversas enzimas que se han estu· diado. Ademá$ de la crealincinasa y la deshidrogcnasa 1:\ctica, la aldolasa, la fosfatasa ácida (ACP), la AST y la transfcrasa de gammaglutamilo (GGT) presentan una elevación característica tras un lapso d~ ejercicio intenso, y en general permanecen elevadas en lus individuos que hacen ejercicio a diario. Normalmente, la ALT no se eleva tras un lapso de ejercicio; sin embargo, algunos investigadores rcponan una actividad sérica ligeramente superior en individuos que se ejercitan con frecuencia.40 Pueden surgir problemas al utilizar la ALT como prueba de detección para hepatitis en algunos corredores que desean donar sangre. Los corredores bien entrenados presentan una activida'd de ALT 20% más alta que el límite superior normal y por tanto se consideran como donadores de alto riesgo. En cualquier caso, cuando el indi·

Cuadro 34·5. Efecto del ejercicio Intenso en diversas acllvldades enzlmáticas Enzimas Aldotasa Fosfatasa ácida (ACP) Afaninarrlnotransferasa (ALT) Fosfatasa alcalina (ALP) Aminotransferasa aspártlca (AST) Crcatincinasa (CK)

Transferasa de gaJTI11agiutamilo (GGT) Deshidrogenasa fáctica (LO)

IS0611Zimas Aldotasa A & B NA NA NA NA CK·MM CK-MB CK·BB NA

LO, LD2 LD3 LO, . LOs

1 • aumenta; ! • dismir>Jye; NA • oo aplicable.

Efecto d8l ejercicio

r (leve a notable)

r

Sin cambio a ügero Generalmente no experimenta cambios i (moderado) i (leve a moderado) para todas las formas isoenzimátieas Sin cambio

i Qeve a notable) para todas las formas izoenzimáticas

Referends

40,43 40, 43, 44, 45 40,45 40, 43, 44, 45 40, 43, 44, 45

40,43 40, 43

6-16 • OOMJCA CUN1CA

viduo deja de hacer ejercicio durante 48 horas, la ALT y las demás enzimas regresan a niveles cercanos a los normales. Otras enzimas que se emplean para valorar daños hepatocelulares como GGT, 5'-nucleotidasa (5'-NT) y fosfatasa alcalina (ALP), no muestran modificación de actividad tras lapsos de ejercicio intenso o por entrenamiento ffsico. Como se indica en el cuadro 34-5, todas las formas isoenzimáticas de creatincinása y desliitlrogenasa láctica-sufren alteraciones potenciales debido a los efectos del·ejercicio. Mediante un estudio realizado por Apple y colaboradores49 se demostró que las actividades séricas de CK-MB se elevan tras una carrera y permanecen altas 24 horas después de COITCr el maratón. El estudio reveló además que el músculo gastrocnemio se adapta al entrenamiento continuo de estos corred<>res de maratón incrementando el porcentaje de CK-MB que contiene. La actividad media de CK-MB se incrementó de 178 U/g de proteína (5.8%) a 240 Ulg (7.7%) antes del ma-ratón y a 323 U/g (1 0.5%) después de dicha carrera. Aunque la composición isoenzimática del músculo varió, la actividad total de creatincinasa no se modificó. Por tanto, se dedujo que el músculo esquelético se adapta al entrenamiento con ti· nuo, especialmente al entrenamiento para correr el maratón. Otra variable que conviene considerar ar-valor:iflós cambios enzimáticos que se producen por el ejercicio la constituyen las condiciones ambientales. Se acepta de manera general que la insolación y la hiperpirexia ocasionan independientemente elevación de las enzimas en suero. La magnitud del incremento de AST, creatincinasa r deshidrogenasa láctica es mayor en un medio caliente que en un medio templado, tanto en sujetos aclimatados como no aclimatados._ En resumen, el efecto del ejercicio en la actividad de las enzimas séricas, en especial en la creatincinasa, parece depender del tipo y duración de la activipad ffsica. lnclusi\'e el trabajo físico vigoroso modifica ciertas actividades enzimáticas. El factor más significativo que se relaciona con la modificación de la actividad enzimática en suero parece ser la duración de la sesión del ejercicio. En consecuencia, los individuos que realizan actividad física con frecuencia tendrán valores basales enzimáticos (en reposo) superiores a los de controles sedentarios. Estos cambios enzimáticos pueden interpretarse en forma errónea como indicio de daños cardiacos, hepáticos o al músculo esquelético en individuos en apariencia saludables. EspccffK:amente, tras un el'ento que provoca tensión fuer· te como la carrera de maratón, estos individuos también presentan elevación de CK-MB, patrón isocnzimático LD1 > LD2, o ambas cosas. En este caso es necesario llevar a cabo un estudio cuidadoso del patrón y el tiempo de depuración de estos cambios enzimáticos para determinar si son resultado de traumatismos al miocardio o al músculo esquelético. En individuos que se ejercitan en forma regular y presentan actividades cnzimáticas y patrones anormales, se recomienda que pasen de cuatro a cinco días sin hacer ejercicio para permitir que la modificación enzimática inducida por éste regrese al patrón no patológico.

RESPUESTA HORMONAL Cada vez se cuenta con más información acerca de las modificaciones que se producen en el sistema endocrino durante

Q\Jif/JCA DEL EJERCICIO 34 • 647

y después de hacer ejercicio. Se han acumulado muchos datos con respecto al efecto del ejercicio por periodos breves y a largo plazo sobre la respuesta hormonal. Las respuestas hormonales al ejercicio son principalmente resultado de la secreción de catccolaminas, que se activan por el sistema nervioso simpático. Las honnonas que libera el sistema nervioso simpático y el eje hipotalámico desencadenan la liberación de otras hormonas que producen la regulación homeostática de líquidos y el equilibrio de electrólitos durante el ejercicio. Además, estas hormonas estimulan un incremento del aporte de oxígeno y combustibles metabólicos, como glucosa, a los tejidos. Esta respuesta metabólica inducida por hormonas se debe al incremento o reducción de algunas de ellas.48 Aunque la intensidad y la duración de la sesión de ejercicio son los principales factores que determinan la calidad y cantidad de la respuesta hormonal al mismo, otras variables también afectan dicha respuesta. La incongruencia en los reportes bibliográficos con respecto a la respuesta hormonal al ejercicio se explica por los efectos independientes o combi· nados de factores como edad, género, nivel de entrenamiento, estado emocional y etapa del ciclo me~trual. Hormones Hroídees Los reportes más incongruentes con respecto a los efectos del ejercicio sobre el estado hormonal son los que se refieren a hormonas tiroideas. Sin embargo, recientemente un investigador observó que la erlad riel individuo es una variable importante que afecta la respuesta al ejercicio49 En este estudio, Hesse y colaboradores observaron que mientras mayor sea el individuo, más detectable es la respuesta a la hormona estimulante de la tiroides (TSH}, triyodotironina (T,) y tiroxina (T4). Aunque la T.¡ libre puede incrementarse ·hasta un 35'X tras una sola sesión de ejercicio, la T4 enlazada, la TSH y la T3 no cambian o se incrementan. El incremento de la T4 libre se debe a una reducción del enlace de las proteínas plasmáticas con la tiroxina. Aunque la T4 se incrementa tem· poralmente (se ha reportado que aumenta por lapsos de hasta . seis o siete días después de hacer ejercicio), no se cuenta con evidencia conclusiva de que esta hormona incremente la tasa metabólica basal en individuos que se ejercitan en forma re· guiar. Como las modificaciones de las hormonas tiroideas duran hasta una semana. cuando se van a efectuar pruebas de las tiroides es aconsejable que el paciente no haga ejercicio por lo menos una semana antes de tomar las muestras.

para que dicha respuesta sea medible. Cuando se observa, el cerque las mujeres que se encuentran en la fase lútea del ciefecto dura hasta dos horas después que el ejercicio ha cesa- clo menstrual presentan una liberación más exagerada de aldo.30 La edad es otro factor que es necesario tener en cuenta dostcrona.30 al valorar el aumento de cortisol tras hacer ejercicio. Los suAunque el incremento de aldosterona, renina y angiojetos de mayor edad experimentan una activación excesiva tensina en plasma puede ser hasta de 80% (cuadro 34-6), redel sistema nervioso simpático, aun a cargas de trabajo abso- gresa a sus niveles basales en un lapso de 24 horas.30 Por lutas de tipo bajo.52 Por tanto, las personas de edad avanzada tanto, los valores plasmáticos en reposo de estas hormonas sufren una activación temprana de la hormona adrenocorti- _pennanmn generalmente sin variación cuando el individuo cotrópica (ACfH) y del cortisol. reposa por lo menos 24 horas antes de que se tome la muesLos reportes acerca del efecto del ejercicio en el cortisol tra de sangre. Al parecer, el entrenamiento no altera los valovarían ampliamente. Como el cortisol plasmático se incre- res plasmáticos basales de las hormonas que regulan los )(. menta a consecuencia de la tensión emocional,53 también ex- quidos; sin embargo, para una misma carga de trabajo perimenta variaciones diumas54 y las determinaciones del absoluta en forma de ejercicio, el individuo entrenado suele efecto del ejercicio en la respuesta de esta hormona son vapresentar una respuesta menos exagerada al ejercicio. riables. Aunque aparentemente no se produce adaptación por Se ha estudiado la respuesta al ejercicio de la testoster<>entrenamiento, se ha demostrado una pérdida del ritmo cir· na, que es la principal hormona andrógena que se produce en los testículos, los ovarios, la corteza suprarrenal y en la placadiano norma1.55 El principal mineralocorticoide, la aldosterona, junto con centa. La mayoría de los investigadores reporta una reducla renina,la angiotensina y hormona antidiurética (ADH) lle- ción de testosterona tras un periodo de ejcrcicio. 30 La canti· van a cabo la regulación neuroendocrina de líquidos y elec- dad y dirección del cambio de tcstosterona en plasma tras trólitos durante el ejercicio. La mayoría de los investigadores hacer ejercicio es variable. Algunos investigadores reportan reporta un incremento de aldosterona, el principal regulador un incremento de testosterona tras el periodo de ejercicio.56J7 del sodio, durante el ejercicio. Se observan incrementos sig- Galbo y colaboradores16 reportan un incremento de testostenificati\'OS de aldosterona y ADH tras hacer ejercicio tanto rona plasmática 40 minutos después de hacer ejercicio, que en individuos entrenados como no entrenados. 48 De hecho, después se reduce si se continúa el ejercicio. Weizenecke~ 7 tanto la aldosterona como la ADH se elevan en forma pro- indica que'los niveles de testosterona alcanzan un máximo porcional durante el ejercicio de intensidad creciente. 17 20 minutos después de iniciar el periodo de ejercicio y desEn el curso de la sesión de ejercicio, la actividad del sis· cienden a la línea basal pocos minutos despu~ de descontitema nervioso simpático se incrementa y provoca una reduc- nuarlo. Aunque existen reportes discrepantes acerca del efecto ción del flujo sanguíneo a los riñones; esto estimula a los ri- del ejercicio en la testosterona plasmática, en forma conserñones para que liberen renina. El incremento de renina vadora se propone que no se obtengan muestras para el anáplasmática provoca un aumento de la liberación de angioten- lisis de ·testosterona hasta que el individuo haya reposado sina, que a su \'eZ estimula la corteza suprarrenal para liberar por lo menos 24 horas. Durante el ciclo menstrual, los estrógenos, esteroides aldosterona. Esta respuesta se aumenta cuando el individuo se ejercita en un medio caluroso. Además, es preciso rccono- que secretan principalmente los ovarios, fluctúan. En la fase

Cuodlo 34·6. Respuesla de algunas hormonas al ejercicio vigoroso

Homlona

Insulina Glucagon Hormona del crecimiento Adrenalina y noradrenalina Corlisol

Hormones esferoides Las hormonas esteroides se derivan de dos fuentes: las glán· dulas suprarrenales y las gónadas. Las tres principales hor· monas de la corteza suprarrenal son Jos glucoconicoides cor· tis<.l y corticosterona y el mineralocorticoide aldosterona. Como los glucocorticosteroides se estimulan como respuesta a la tensión, Jos ni"eles plasmáticos de conisol se elevan du· rante el ejercicio. El conisol plasmático se incrementa de 27 a 43'k según la intensidad y duración del periodo de ejert:i· cio.)()·51 Sin embargo, parece ser que se requiere que el ejer· cicio sea suficientemente intenso y de duración adecuada

ACTH l• (libre)

TSH, T3 y T, enlazada Aldosterona Ranina Angiotensina AOH Testoslerona Estradiol Progesterona Endorfina beta

Dirección d8l cambio

! i

CanDdad de cambio en plasma {'Y.)

Sin cambio, leve¡

Hasta 50 30-300 Hasta 200

i i T

27-43 100-400

i Sin cambio a i i i i T Leve i , seguido por !

Hasta35% Variable

i

15-50 15-50

i i

Hasta eo

Hasta 60 Hasta 60 30.800

Variable Hasta no

Tiempo para r¡¡gr8S8r a la OOtlCentración basal (horas}

0.5·2.0 1.0·2.0 <0.10 <0.10 Hasta 2.0 1.00-2.0 > 72 horas > 72 horas 6-24 6-24 6·24 0.5·1.0 0.75·1.0 Nodisporoible No disponiJie 1.00-2.00

Tomado de Ward KM: Exercise: A preanalylic source ofvarialion in clinlcal chemis!ry les! resul!s. Cinitall.aboralory Scíence 4:! 66·174, !991. l:; aumenla; J.. disminuye.

QUIMICA DEL EJERCICIO :l4 • 649

1>18 , OOMICACUNICA

lútea del ciclo, el estradiol y la progesterona ~teroide secretado principalmente por el cuerpo lúteo y las suprarrenales- aumentan en el plasma.3•48 Las variaciones de la concentración plasmática de estas hormonas producidas por actividad Clsica pueden dar lugar a irregularidades en el ciclo menstrual. Las atletas que se someten a entrenamiento intenso con frecuencia presentan irregularidades menstruales.48 Para mantener un ciclo menstrual normal se requiere un porcentaje mlnimo de grasa en el cuerpo. Como la mayoría de las mujeres requiere 17% de grasa del cuerpo para que la menstruación se inicie, algunas bailarinas de balet y nadadoras de competencia presentan amenorrea tras la reducción de la grasa del cuerpo debido a entrenamiento y dieta.57 Jurbowski y colaboradores58 observaron que los incrementos de estradiol y progesterona se relacionan con la intensidad del ejercicio y aparentemente son independientes del control de la hipófisis. De manera similar, para la misma carga absoluta de trabajo, los sujetos entrenados presentan un incremento más bajo de estradiol y progesterona que los no entrcnados. 3 El cuadro 34-6 presenta un resumen de la respuesta de las hormonas esteroides ante el ejercicio intenso.

Colecolomlnos Las catecolaminas, adrenalina y noradrenalina, desempeñan una funci ón vital en la homcostasis y en la respuesta del organismo a la tensión del ejercicio. Las catecolaminas ejercen un efecto profundo de abatimiento de lípidos, ya que reducen los triglicéridos e incrementan la concentración sanguínea de ácidos grasos libres. La respuesta metabólica integrada de liberación de catecolaminas en la hipófisis, reducción de secreción de insulina e incremento de secreción de glucagon y hormona del crecimiento (GH) favorecen la glucogenólisis y la lipólisis durante el ejercicio.41 Aunque la liberación de estas hormonas puede provocar un incremento de hasta 200% en el plasma, el efecto es de tipo transitorio y dura menos de 10 minutos tras la actividad de ejercicio.30 Tanto la adrenalina como la noradrenalina se incrementan durante el ejercicio, aunque la magnitud del aumento es significativamente menor en individuos entrenados para resistencia. En cualquier persona, la concentración de catecolaminas en plasma se eleva exponencialmente según la intensidad del ejercicio;3 sin embargo, cuando hombres entrenados y no entrenados se ejercitaron a la misma intensidad !upramáxima relativa, la concentración de adrenalina en sujetos no entrenados fue casi el doble con respecto a sujetos entrenados y las concentraciones de noradrenalina fueron similares entre ambos grupos.59 La duración del ejercicio es otro determinante impónante de la magnitud de la respuesta de las catecolaminas al mismo. Se observó una relación inversa entre la adrenalina y la noradrenalina en plasma y el número de kilómetros recorridos.60 Aparentemente, no hay una adaptación de las catecolaminas al entrenamiento. Las concentraciones sanguíneas de adrenalina y noradrenalina en sujetos en reposo no varían por el entrenamiento fisico.6 1.62 Otro factor que innuye en la respuesta de las catecolaminas al ejercicio es el género. En las mujeres, hay una mayor respuesta de las catecolaminas (en especial adrenalina) al hacer ejercicio en la fase lútea en

comparación con la fase folicular del ciclo menstrual.63•64 Por el contrario, la respuesta de la noradrenalina al ejercicio suele ser más alta que la de la adrenalina en la fase folicular del ciclo menstrual.63 Aunque aún no se aclaran los mecanismos que producen una mayor secreción de adrenalina o noradrenalina durante el ejercicio, los renejos nerviosos que se originan en el sistema cardiovascular y la tensión psicológica probablemente innuyen en la variación de las concentraciones plasmáticas. - --·

Hormonos po~ottroldeas y colcltonlno Sólo se dispone de algunos reportes acerca de los efectos del ejercicio en la hormona paratiroidea (PTII), un importante regulador del calcio y de la concentración de fosfatos en sangre. Como estos minerales par1icipan en la contracción muscular y la fatiga del músculo, parece razonable considerar que la PTI1 es un regulador de estos eventos. En cierto estudio realizado con animales~ se observó un incremento de PTH. En otro se detectó que la concentración plasmática de esta hormona no varía tras el periodo de tjercicio. 3 Aparentemente el ejercicio tiene poco o ningún efecto en dicha hormona; sin embargo, es necesario efectuar más investigaciones con respecto a la respuesta de la PTII al ejercicio. La calcitonina, otra hormona que regula la concentración de calcio y fosfato en sangre, aún no ha sido estudiada. Endolfinos Las endorfinas son un grupo de pép¡idos opiáceos endógenos que se derivan de la hipófisis anterior. En par1icular, la endorlina beta, que es un péptido de 31 aminoácidos y tiene potente actividad como opiáceo, se ha relacionado con muchos procesos fisiológicos. La endorfina beta par1icipa en las actividades analgésica, de termorregulación, de control del apetito, de funcionamiento respiratorio y funcionamiento neurocndocrino. 19 En situaciones especiales, como después de fracturas óseas o durante periodos de ejercicio, la actividad analgésica se eleva en forma independiente a la administración exógena del fármaco. Este efecto similar a la morfina se atribuye a la endorfina beta y a otros opiáceos endógenos que se liberan durante la actividad física vigorosa. Se ha observado que los niveles de endorfina beta en plasma se elevan debido al ejercicio submáximo en cienos estudios, aunque no en todos ellos.66 Aunque las respuestas son muy variables de uno a otro individuo, en general los incrementos grandes de endorfina beta en plasma se derivan de los mismos péptidos precursores de pro-opiomelanoconina que laACTH. Las elevaciones de endorfina beta son paralelas a los cambios de la ACTH tras cjercicio.66 Además, la endorlina beta en general aumenta y disminuye en forma asociada a la ACTH. Por ejemplo, el tiempo que tardan las endorfinas beta para regresar a la lfnea basal es aproximadamente de una a dos horas tras una sesión de ejercicio. La reducción de ACTH y endorfina beta aparentemente no tiene correlación significativa con la duración del periodo de ejercicio. Se reportan incrementos sustanciales de la cndorfina beta en plasma con respuesta al ejercicio. Se infonnó

de un incremento promedio de hasta 720% en una muestra sanguínea integrada de cuatro minutos, obtenida tras terminar un protocolo de ejercicio exhaustivo de tipo graduado en una banda sinfln.67 Aparentemente, el entrenamiento a largo plazo da como resultado un incremento de la cantidad de liberación de endorlina beta tras hacer ejercicio. Este fenómeno puede estar relacionado con que los individuos entrenados soportan cargas de trabajo absoluto mayores, en oposición a la adaptación al entrenamiento. Esto no ha sido confl!IDado por otros investigadorcs67 y se ha observado que la respuesta de la endorlina beta al ejercicio exhaustivo en máquina caminadora es similar entre individuos con diversos grados de entrenamiento. En el cuadro 34-6 se da un resumen de la respuesta de varias hormonas al ejercicio vigoroso.

PRUEBAS DE FUNCIONAMIENTO RENAL V SUSTANCIAS QUE SE ANALIZAN EN ORINA Todos los parámeuos del funcionamiento renal se alteran de manera transitoria por el ejercicio. De hecho, el ejercicio induce cambios profundos en la hemodinámica renal y en la excreción de electrólitos y proteínas. Normalmente, cuando un individuo se encuentra en reposo el riñón recibe cerca de 20% del gasto cardiaco. Sin embargo, durante el ejercicio llega menos sangre a los riñones debido al incremento de irrigación a los músculos que están trabajando. En el curso del ejercicio fuerte, el nujo sanguíneo al riñón se reduce hasta un 65% o más con respecto al valor que se detecta en reposo.68 La reducción del nujo de sangre al riñón no es significativa hasta que la intensidad del ejercicio incrementa la frecuencia cardiaca de 135 a 140 latidos por minuto.3

Comblos reno les hemodlnómlcos Los cambios de nujo sanguíneo renal se relacionan con la intensidad y duración del periodo de ejercicio. El descenso del flujo de sangre al riñón da como resultado un incremento de la tasa de filtración glomerular (GFR), lo que provoca reducción de la producción de orina y reducción media en la depuración de creatinina (CrCl) de aproximadamente un 30%.68 Aunque aún rto se comprenden a la perfección los mecanismos que par1icipan en los efectos del ejercicio sobre el nujo sanguíneo al riñón, tste se reduce debido a 1) un incremento de la actil'idad nerviosa simpática, que prol'oca constricción de las ar1eriolas aferentes a los nefrones, 2) el incremento de secreción de adrenalina y noradrenalina en las glándulas suprarrenales y 3) un incremento de la concentración plasmática de angiotensina. 3 En la figura 34-1 se ilustran las modificaciones del nujo sangulneo renal, la tasa de filtración glomerular y el volumen de orina durante el ejercicio y la recuperación. Aunque la con§tricción de las ar1eriolas aferentes renales produce un descenso del flujo renal total a los nefrones, la magnitud de la reducción de la tasa de filtración glomerular, es decir, la depuración de creatinina, no es grande. A consecuencia de la reducción del nujo sanguíneo, la constricción de las ar1eriolas eferentes es mayor que la de las ar1eriolas afer~ntes. Esto provoca un incremento de presión en el interior de IÓs glomérulos que obliga a pasar más líquido a la cápsula de Bowman; por tanto, se produce un aumento del nujo plasmático renal, que se expresa como una fracción de filtración (Ff).68 Castenfors estimó que este incremento de la fracción de llltración es de 15 a 25% durante periodos conos de ejercicio intenso. 70 Al parecer, los cambios de nujo sangufnco renal después de hacer ejercicio se normalizan al transcurrir de 30 mi-

o

¡g 140 ll. llJ

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a: 100

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Cambios

incongruentes durante ejercicio leve

~

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==" liVo, mix

110 120 130 140 ISO 160 170 180 t90 200 20 30 40 60 60 70 80 Intensidad del ejercicio

·oo 100

tO 20 30 40 60 60 70

Tiempo de re<:uperaci6n (min)

Flg. 34-t. Esquema de tos cambios de ftujo sangufneo renal, tasa de filtración glomerular yvolumen de orina durante el ejercicio Yla recuperación. (Reproducido oon autorización del MacmWian Publishing lncorporated trom Physiology ot Exercise; Responses and Adaptabons, 2nd. ed., by David R. Lamb. C 1984 by David R. Lamb.)

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QVIMICA DEL EJERCICIO 34 • 651

nutos a una hora de la sesión de ejercicio. De manera similar, la tasa de filtración glomerular regresa a la normalidad en el mismo periodo. En general el volumen de orina se reduce tras hacer ejercicio fuerte; por el contrario, el ~ercicio leve parece incrementar la producción de orinaM, 1 Aunque la reducción durante el ejercicio está en función de una disminución del flujo sanguíneo renal, cuatro factores específicos se han implicado en el efectO de la amidiíiresis tras hacer ejercicio. Estos son: 1) reducción de la depuración de agua libre, 2) incremento de la resorción de Na•, 3) reducción de la depuración osmolar y 4) reducción de la tasa de filtración glomerular. El factor más significativo es la reducción de la depuración de agua libre que se asocia con un incremento de ADH durante el ejercicio. Se produce una breve reducción de la excreción de Na• en orina tras iniciar el ejercicio fuerte debido al aumento de la secreción de renina y aldosterona.68 Se ha demostrado ~uc durante el ejercicio leve se produce un efecto diurético.' Los investigadores observaron que la tasa de secreción de orina parece estar relacionada con la tasa de ejercicio en forma de curva negativa. El incremento del volumen de orina se atribuye a un incremento del volumen sanguíneo efectivo en circulación. Estos investigadores también demostraron que la tasa de filtración glomerular se reduce solamente durante periodos de ejercicio fuerte. El cuadro 34-7 incluye un resumen de los cambios hemodinámicos renales que ocurren después de hacer ejercicio intenso.

..

Eleclrólilos, minerales y osmolalidad Aunque el volumen de orina generalmente es inferior al que se produce en est3do sedentario o tras hacer ejercicio leve, 13 concentración de electrólitos eh orina v de minerales también se reduce a cominuación de un lap;o de ejercicio intenso. En el cuadro 34-8 se da un resumen del efecto del ejercicio intenso en la orina y el agua plasmática, los electrólitos y los minerales. Cuando se realiza este tipo de ejercicio se observa una reducción de la excreción de sodio, potasio, calci~. fósforo, magnesio y cloruro. Además, el pH sanguíneo y los bicarbonatos se reducen y el amoniaco sanguíneo se eleva.68 Durante los 30 o 40 minutos siguientes de recuperación, la concentr3ción de estos solutos regresa a los valores basa-

Cuadro 34-7. Cambios hemodinómlcos renales tras realizar ejercicio vlgorosoM-71 Parámetro Flujo sanguíneo renal Tasa de filtración glomerular _Volumen de orina Depuración de creatinina Cr en suero Nitrógeno ureico sanguíneo en suero Orina Osmolalidad de la orina ¡~ disminuye; Tr: .1umenta.

Ejercicio vigoroso

¡ l , sin cambio o T ! , sin cambio o t ! , sin cambio o T

T

T

Cuadro 34-8. Efecto del ejercicio vlgo¡oso en agua, electrólHos y minerales en suero y orina Parámetro Agua total del cuerpo Volumen plasmático Sodio total del cuerpo Sodio en suero Sod'10 en orina Potasio en suero Potasio en orina Calcio en suero calcio en orina Fósforo en suero Fósloro en orina Magnesio en suero Magnesio en orina Cloruro en suero Cloruro en orina CO:! sanguíneo pH sanguíneo NH3 sanguíneo NH3enorina Osmolalidad plasmática

Ejercicio agudo

¡ ¡ ¡ i o no cambia ! o no cambia ionocambía t , no cambia o ¡ fono cambia ! o no cambia i o no cambia ! durante el ejercicio; durante la recuperación i o no cambia lo no cambia i o no cambia ! o no cambia No cambia o! No cambia o! No cambia o iJen ejercicio fuerte)

t t

.i ~ dism.1luye; T~aumenta .

les. En consecuencia, no es convcnieme tomar muestras de sangre por lo menos una hora después de que el individuo haya efectuado algún ejercicio, si se va a determinar líquidos, electrólitos, minerales o gases sanguíneos. Hay un caso en el que se observa incremento de la concentración de solutos en orina; cuando se produce deshidratación térmica. La exposición prolongada al calor en un medio cálido provoca en realidad incremento de la tasa de excreción de minerzles y electrólitos. Protelnurla Los individuos saludables que no hacen ejercicio excretan normalmente menos de J50 mg de proteínas cada 24 horas. Las proteínas que excretan dichos sujetos consisten en aproximadamente 25% de albúmina y el porcentaje restante está constituido por globulinas, proteínas de peso molecular bajo y proteínas de Tamm-Horsfall. Aunque el ejercicio provoca un incremento de la excreción de proteínas, 45% o más de las mismas son albúminas.69 Aunque aún no se conoce el mecanismo que produce la elevación de la excreción de albúminas al hacer ejercicio, se considera que el aumento de albuminuria se debe a alteraciones glomerulares, ya que las proteínas de peso molecular bajo. como la microglobulina bcta-2 que sirve p~ra valorar el funcionamiento tubular, no se modifican con el ejercicio72' 74 Vibcrti y colaboradores75 form ularon la hipótesis de que el incremento de la presión de la filtración glomerular altera la permeabilidad de la albúmina en la membrana basal glomerular del riñón. El incremento de la excreción de proteínas que se produce en 80% o más de los adultos saludables fue documentado por primera vez en 1878 por Leubc,16 quien observó que

se producía albuminuria en 14 de 11 9 soldados tras hacer ejercicio fuerte en forma de marcha o entrenamiento. Aunque se conocen muchos otros ejemplos de este fenómeno, 17 la gran variabilidad de las sesiones de ejercicio y el momento en que se obtienen las muestras de orina impiden realizar una investigación comparativa. De las observaciones de Poortman y Jeanloz18 se deduce que las prDieÚ\as de bajo peso molecular (peso molecular <10 000), albúmina y proteínas de alto peso molecular (<10 000) se excretan potencialmente a mayores niveles tras hacer ejercicio. Es evidente que la albúmina es la proteína que predomina. El estudio sugiere que la proteinuria inducida por el ejercicio se relaciona principalmente con los glomérulos; sin embargo, las observaciones también sugieren que se produce un fal lo parcial en la resorción de la filtraci ón de proteínas en los túbulos proximales. Aunque el incremento de la albúmina en orina tras hacer ejercicio es superior hasta 100 veces a los valores en reposo, las concentraciones totales sólo se detectan mediante ensayo inmunoquímico para albúmina (o sea, prueba de microalbúmina). Recientemente la atención se ha enfocado en la microalbuminuria (tasa de excreción de albúmina de 30 a 300 mg/24 horas) en individuos con diabetes sacarina. La demos- . tración de que la microalbuminuria permite predecir enfermedad renal diabética declarada (o sea, nefropatía diabética) generó una mayor demanda de la determinación rutinaria de albúmina en orina en los individuos diabéticos. Antes de la reciente introducción de los estuches comerciales de ensayo inmunoquímico para determinar microalbúmina, los médicos utilizaban la prueba de ejercicio para determinar la presencia de albuminuria, antes de que fuera detectable en reposo en pacientes diabéticos. Esta prueba se basa en el concepto de que este tipo de estimulación revela variaciones de la excreción de proteínas que no se perciben con facilidad en reposo. El fin de la prueba de estimulación es identificar a los individuos con riesgo de desarrollar nefropatía diabética. El ejercicio generalmente consiste en montar en bicicleta fija a velocidad de 450 kpm durante 20 minutos, y después a 600 kpm durante 20 minutos.'3·15 Con la intensidad superior, los sujetos diabéticos muestran incremento de albuminuria, mientras que los sujetos control normales no la presentan. En los individuos saludables no diabéticos en general no se incrementa la excreción de albúmina hasta alcanzar una carga de trabajo de 900 a 1 200 kpm 7 3 En un estudio reciente19 se encontró que la proteinuria producida por el ejercicio era de origen glomerular y tubular en ciclistas profesionales bien entrenados. Lo más importante fue que se detectó una tasa de excreción de albúmina media de 18 mg/minuto, inducida por el ejercicio (AER) en atletas bien entrenados, valor que excede el valor de referencia máximo de laboratorio de 11.5 mglminuto. En la muestra de orina de toda la noche de un individuo que hace ejercicio a diario se detecta una tasa elevada que se relaciona con el ejercicio. Sin embargo, se observó que la proteinuria producida por el ejercicio experimentaba inversión rápida. Tras un periodo breve de ejercicio fuerte, la excreción de proteínas regresa al valor basal normal transcurrida una horab! Sin embargo, la proteinuria que el ejercicio produce puede persistir hasta 10 horas o más tras una sesión prolongada de

ejercicio fuerte. Como la actividad física afecta de manera significativa la determinación de AER, es necesario indicar a los pacientes que no hagan ejercicio moderado o fuerte por lo menos durante 24 horas antes de obtener la muestra de orina de toda la noche. Esta estandarización es de suma importancia cuando se va a llevar a cabo el sensible ensayo de microalbúmina en pacientes diabéticos o hipertensos. Hemoglobina y mloglobina Las proteínas hemoglobina y mioglobina aparecen en la orina después de efectuar ejercicio intenso. La mioglobina aparece en orina de 24 a 48 horas tras el periodo de ejercicio.l Algunos atletas o individuos no entrenados que llevan a cabo esfuerzo físico violento experimentan rabdomiólisis. La insuficiencia renal aguda que se debe a mioglobinuria producida por rabdomiólisis a consecuencia de esfuerzo es una entidad clínica bien documentada.80 Aunque la mioglobinn no se considera tóxica para las células tubulares renales, se transforma en hematina, que sí es tóxica.81 Aparentemente, el pH ácido de la orina tras hacer ejercicio favorece esta transformación y puede provocar insuficiencia renal aguda. La hemogloliiiJUnaaconsecuencia del ejercicio es poco frecuente. El término hemoglobinuria de marcha se derivó de la observa~ión de que los individuos que marchan por periodos prolongados en superficies duras presentan hemoglo· bina en orina hasta una a tres horas después de haber efectuado el esfuerzo físico.68 Funcionamiento renal durante la recuperación del ejercicio Una vez que cesa el ejercicio, la mayoría de las funciones renales regresa a los valores en reposo transcurrida una hora de recuperación, pero el ejercicio fuene o prolongado provoca cambios que duran hasta 10 horas. Por tanto, no es com·enieme obtener muestras de orina con fines diagnósticos de personas que no hayan tenido vida sedentaria por lo menos de 12 a 24 horas antes de tomar la muestra.

HEMOSTASIS Exi~ten diversos reportes con respecto a los efectos del ejercicio en los parámetros hemostáticos. Se han documentado modificaciones de coagulación, fibrinólisis, ~cti vidad de las plaquetas y liberación de prostaglandinas tras hacer ejercicio. No obstante, hay controversia entre los estudios acerca de-la modificación que induce el ejercicio en las plaquetas y el sistema de coagulación y fibrinolítico. Aunque algunos in,·estigadores reportan preocupación acerca de los efectos trombolíticos del ejercicio, otros están convencidos de que los efectos antitrombolíticos del ejercicio son superiores al efecto de deposición de fibrina y de formación de coágulo. Aparentemente, una sola sesión de ejercicio vigoroso se asocia con un tiempo de coagulación más rápido; sin embargo, este efecto parece compensarse por una descomposición más rápida de las cadenas de fibrina. Como la actividad plaquetaria y el sistema de coagulación y fibrinolítico tienen cierta func ión en la patogema Y

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QviW.ICA (){l (JlllCICIO 3-l • üJ

acrividad de las enfermedades vasculares (p. ej., enfermeda. Cuando_se recoiCl:la una mucs1ra de un individuo con des de la arteria coronaria) y pueslo que el 1ra1amien1o ami· ac11v1dad. fís1ca, es preciso in1erpre1ar los res uhados con cuj. plaquerario y fibrinolflico es cada vez más popular, y se ha dado, _re~le_ndo en cuenla el esrilo de vida de la persona. En promovido la realizadón de ejercicio para reducir el riesgo ~ros_ mdmduos es necesario lener en cuenra el polencial del de enfermedades card10vasculares premaruras, es imprescin· e¡erc1c1o como variable preanalílica, e interprelar Jos resulra. d1ble que se comprendan las modificaciones que induce. Es dos con cuidado. En general, el ejercicio provoca cambios nCl:esario idenlificar daros acumulaúvos acerca del efecro relauvos de los parámetros bioqufmicos porque ahera el va. del ejercicio en Jos -paráme1ros hemoslálicos de pruebas de lumcn plasmárico. En la mayoría de los individuos; especial: · laboralono ya que las alleraciones inducidas por el ejercicio menle Jos no cnlrenados, se p~oduce hemoconcenrración que son variables prcanalíricas que afeclan la inlerpreración de da lugar a un mc!emenro rclauvo de las sus rancias bioquímiresuhados. En general, el ejercicio vigoroso produce un in· cas de mlerés. Sm embargo, la modificación de los parámc. cre~en~~ lempo~ de coagulabili.dad sanguínea, acúvidad tros bioquímicos a lravés del ejercicio ocurre debido a la fibnnohuca y aciiVIdad plaquelarta, asf como alleraciones ?cumulación_ y el consumo de combuslibles merabólicos por del sislema de prosraglandinas en individuos enlreoados y no mllu¡o del s1s1ema nervioso simpárico. También se observa emrenados.82 La mueslra de sangre que se obriene en la primera hora un incrememo de permeabilidad de la membrana celular a las proleínas y las enzimas. Uno de los efecros más profunIras efecruar ejercicio moderado o vigoroso úende a coagudos del ejercicio físico vigoroso es el incremenlo de la crealarse con más raprdez, Jo que se refleja en la reducción del lincinasa en suero. licmpo de coagulación de sangre enler
------RESUMEN

El ejercicio fís ico provoca numerosas aheraciones a cono plazo de las susrancias bioquímicas que se analizan en el Ja. borawrio clínico. El ejercicio vigoroso o prolongado ahera s1gmficauva y lransiloriameme el perfil bioquímico y he· mosráuco. Además, el enucnarniemo de resisrencia se asocia con ahemciones basales de algunas susrancias, en panicular enzimas, que pueden hacer que los \'aJores que M: obrienen en pruebas individuales caigan fu era del rango de refcrcm:ia.

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QUIMICA DEl EJ(IICICIO

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• 6SS

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656 • QUIMICA CUNICA

APLICACJON DE CONCEPTOS 34·1 Un marino de raza negra de 22 años de edad se sometió a la Marine Physical Fitness Test (MPFf) anual (Prueba de Aptitud Física para Marinos) en septiembre de 1991. Esta prueba se practica dos veces al año a todos los marinos sin importar su estado ffsico previo. Este recibió acondicionamiento físico limitado y se ejercitó hasta el punto de máximo agotamiento con el fin de "maximizar la prueba''. Tuvo que hacer un esfuerzo máximo para alcanzar la calificación aprobatoria, pero no presenló sfntomas declarados inmediatamente después del lapso de ejercicio. Seis horas después experimentó malestar general, náusea y dolor grave en la parte inferior de la espalda. Dieciséis horas después no había orinado y posteriormente se presentó a la sala de urgencias del hospital militar. De inmediato se le pidió una muestra de orina. El análisis que se llevó a cabo en la muestra de 45 mi indicó un valor de 4• para proteínas, y fue negativo para sangre; la gra1•edad específica fue 1.009; no se reportaron eritrocitos o cilindros. Se efectuó el diagnóstico provisional de proteinuria benigna y se le dio de alta. Al siguiente día el marino no observó modificación de los síntomas. Ingresó al hospital 30 horas después de la MPFT para una nueva evaluación. La anamncsis adicional reveló poco o ningún consumo de líquidos en las 24 horas anteriores y no hubo producción adicional de orina después que se obtuvo la muestra pre1•ia de ~5 mi . El paciente indicó no haber empleado fármacos antiinOamatorios o diuréticos ames de someterse a la prueba de ejercicio. Además, dijo haberse sentido bien ha ~ta el día de la prueba e indicó que no tenfa antecedentes de enfermedades renales. Durante el ingreso. el examen físico fue normal con excepción de sensibilidad hilatcral en los músculos espinales. Los datos de laboratorio que se obtuvieron durante la admisión revelaron lo siguiente:

CAPITUL

CK Análisis de orina Químico

Microscópico

o~F=================~

2 225 UIIL Protdn-as._,4± =-- Trazas de sangre 6 eritrocitos/por campo Pocos cilindros granulares

J. ¿Qué evidencia de cambios bioquímicos inducidos por el ejercicio se observa? 1 ¿Qué tipo de afección sugiere el aumento de nivel de creatincinasa? a. Hepática b. Muscular c. Renal

PauiM. Urie

Se diagnosticó mioglobinuria aguda y rabdomiólisis a consecuencia del ejercicio. y leve reducción del volumen. El funci onamiento renal mejoró en forma constante tras iniciar líquidos por vfa intravenosa. Se dio de alta al paciente tras una estancia de tres días en el hospital. En ese momento, el nitrógeno ureico sanguíneo y la creatinina habían regresado a la normalidad. Aunque la crcatincinasa presentó valores más cerco nos o los normales, el valor que se obtuvo al dar al pa~ icnte de alta fue de 250 Ul/litro.

Valoración de enfermedades psiquiátricas en el laboratorio

3. Indique qué otras enzimas presentan incremento de acti-

vidad inducida por el ejercicio. 4. Si ~ Jlev:tran a cabo estudios de la creatincinasa. ¿qué isoenzima tendría valores altos? S. Explique los efectos del ejercicio en los siguientes pará-

Creatinina Nitrógeno ureico sanguíneo

4.0 mg/100 mi 25 mg/100 mi

K•

4.5 mmoVL 18 mmol/L 8.6 mg/100 mi

HCO¡" Calcio

metros:

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE a. Triglicéridos b. Colesterol HDL c. Hormonas tiroideas d. Electrólitos

• Establecer los clasificaciones de los desórdenes otacHvos que requieren apoyo mediante pruebas de Jobololorio. • Describir los síntomas da los enfermedades depresivos y los moníos. • Describir Jos cambios bioquímicos que se producen en los diversos enfermedades psiquiátricos. • Explicar lo función dellíHo poro trotar los enfermedades moniocodepresivos. • Indicar qué sustancias se determinan comúnmente para el diagnóstico de enfermedades depresivos.

• 1

Explicar el significado de los ploquelos y los erll!ocitos sanguíneos como morcodoles biológicos en psiqulotrio.

CONTENIDO DEL CAPITULO PRESENTACIONES CUNICAS DE LAS ENFERMEDADES PSJQUIATRICAS BASE BIOQUIMJCA DE LAS ENFERMEDADES PSIQUIATRICAS DETERMINACION DE SUSTANCIAS ESPECIFICAS EN El lABORATORIO

RESUMEN 657

---r-----658 • QIJIMICA CllNtCA

PRESENTACIONES CLINICAS DE LAS ENFERMEDADES PSIQUJATRICAS

The Diagnostic and Srarisrical Manual of Mema/ Disordus (DSM-ID-R},1publicado por la American Psychiatric Association, proporciona una dcscri¡x:ión básica de las diversas enfer~ledades mentales reconocidas e indica los criterios de diagnóstico pam establecer la existencia de las mismas. Algunas de las enfcnnedades más frecuentes requieren de apoyo mediante pruebas de laboratorio, por ejemplo las enfermedades del eslado de ánimo y la ansiedad, que suelen clasificarse como enfer- mcdndes afectivas. Los desórdenes del estado de ánimo se subclasifican en episodio de manfa, episodio de hipomanía, episodio drpmivo gravt, afeedones bipolares y afeedones depmlvas. Las enfermedades producidas por ansiedad incluyen afecciones de pánico y neurosis fóbicas. Los síntomas de las enfermedades depresivas incluyen depresión del estado de ánimo, disminución notable del interés o el placer que pro1•ocan casi todas las actividades, cambios sigmficauvos de peso, modificación de los patrones de sueño, agitación psicomotora, pérdida de energía. sensación de inutilidad, disminución de la capacidad de concentración o de razonamiento y pensamientos recurremes de muene. Los crilerios p~a síndrome de manía inclu¡en ¡x:riodos en que el estado de ámmo se encuentra elevado en forma persistente, autocstima exagerada, menor necesidad de sueño, verborrea, fuga de pensamientos o ideas, incapacidad para concentrarse, aumento de aclividades dirigidas a un objetivo, panicipación excesiva en aclividades que provocan placer y tienen un elevado po1encial para consecuencias dolorosas, y ausencia de ilusiones o alucinaciones. Un pacienle con enfermedad bipolar presenta cambios cíclicos del estado de ánimo, que van desde el estado de depresión has~a los sfnlomas de manía. Algunos investigadores sugieren que existe un espectro de enfermedades afectivas que incluye ocho enfermedades identificadas, las cuales responden a los cuatro tipos de antidcpresivos Y pueden ser una manifeslaeión de penurbaciones de los sistemas mon=,ínicos. Estas enfermedades incluyen depreSIÓn grave. buhm1a, afección de pánico, enfermedad obscsivoc.ompulsiva, af~iones de deficiencia de atención con hiperactmdad, cataplexia, migraña y síndrome de intestino irritablc.2

--~------BASE BIOQUIMICA DE LAS ENFERMEDADES PSIQUIATRICAS

Aún no se comprende a la perfección la eliología de la mayorfa de las enfermedades mentales. Aparentemenle algunas

VALOilACION DE ENFEtlMEDAOES PS.'Q\MIIliCAS [N ELLA&OAAIOIIIO 35 • 6$9

son resultado de una penurbación del funcionamiento biológico de los neurotransmisores del sistema nervioso central. Esta penurbación se manifiesta de diversas maneras incluyendo reducción de la síntesis y del almacenamiento e incremento o reducción del número de receptores o modificaciones de las concentraciones de las enzimas que cierran el ciclo del transmisor (CNS}. 3 La química de Jos neurotransmisores del sistema nervioso central se inició al descubrir el ácido aminobutírico gamma (GABA} en la década de los años 50.4 A partir de esa fecha se han identificado transmisores adicionales a lo largo de las vías bioqufmicas de síntesis y reutilización. También se identificó la ubicación de la acción de diversos transmisores en el sistema nervioso central.5En el cuadro 35-1 se indican los neurotransmisores mejor caracterizados. Para caracterizar y dar tratamiento a las diversas enfermedades mentales, se han realizado esfuerzos considerables con el fin de correlacionar las diversas afecciones con la ubicación y las alteraciones del funcionamiento de cienos neurotransmisores. En esta invesligación colaboran diversos fármacos 9ue se sabe in~uyen en el funci~~amiento de dichas sustancias y se han uuhzado nuevas técntcas analfticas para medir su concentración en células y líquidos del organismo. Los estudios demostraron que ciertas anormalidades bioquímrcas del funcionamiento de los neurotransmisores suelen presentarse en enfermedades mentales específicas. Como la lista de neurotransmisores conocidos es muy amplia, sólo se describirá un subconjunto del tipo de transmisores monoaminados y de aminoácidos. Las sustancias específicas son noradrenalina, adrenalina, dopamina y scrotonina. Además, se describirá la función del litio. Inicialmente, se menciona cada sustancia v su asociación con cienos componamientos. Por último, s¡ presenta un modelo compues1o para los transmisores monoaminados y el componamienlo. Además, se indica la acción delli1io en el sistema nervioso central y en especial su efecto en las monoaminas. Se han reponado penurbaciones de la dopamina en pa· cientes con depresión grave o de tipo melancólico. 6 En algo· nos sujetos deprimidos la acumulación de ácido homovanflico, inducida por el probcnecid, uno de los principales metabolitos de la dopamina, se reduce en el líquido cefalorraquídeo (CSF}, lo que indica una reducción en el metabolismo de la dopamina en el sistema nigrostriatal.1 Como también se deprime la dopamina en pacientes con enfermedad de Parkinson, se efec1uaron mediciones del ácido homovanflico en pacienles con depresión profunda que presentaban re1raso motor y

Cuodro lS-1. lisio parcial de neurotransmisores con sitios anatómicos de acción conocidos

Transmisor .3ABA Glicina

Acetilcotina Oopamina Noradrenalina Adrenaina

Serolonina

Ubicación anatómica

lntemeuronas supraespinales lntemeuronas espinales Todos los niveles Todos los niveles Todos los niveles Del cerebro medio al diencélalo Del cerebro medio a todos los niveles

falta de inicia1i1•a. Los repones de varios estudios indican notable reducción de la acumulación de ácido homovannico tras la administración de probenecid a pacientes con retraso motor, en comparación con pacientes deprimidos sin retraso motor y un grupo control. En estudios en los que se administró L-dopa a pacientes deprimidos con repones de reducción de ácido homovanílico en líquido cefalorraquídeo, se reponó normalización del nivel de ácido homovanOico en líquido cefalorraqufdeo y mejoría del funcionamiento motor y de la iniciativa. Aparentemente, la reducción del metabolismo de dopamina en el sistema nigrostriatal disminuye la ac1ividad mo1ora y los niveles de iniciativa. Algunos datos que se obtuvieron en seres humanos sugieren que el sistema de dopamina panicipa en la movilización, facilitación y manlenimiento del comportamiento dirigido hacia un objelivo. Estas observaciones reciben apoyo de experimentos realizados con animales.8 Perturbaciones del metabolismo de la serotonina en el sistema nervioso central, que se detectan por reducción de los niveles de ácido 5-hidroxiindolcacético (5-HIAA}, uno de los principales mctabolitos de la serotonina, se reportaron por primera vez en pacientes deprim1dos.9 Otros invesligadores indican que los individuos que han intentado suicidarse también presenlan una reducción del nivel de 5-HIAA en líquido cefalorraquídeo. En investigaciones adicionales se observó que el nivel de 5-HIAA es bajo en individuos con perturbación no psicótica de la personalidad y no deprimidos, y en pacientes esquizofrénicos que realizaron intenlos de suicidio por escuchar ''l·oces" que les ordenaron hacerlo, aunque no sufrían de depresión. Se informó de una reducción de la concentración de 5-HIAA en líquido cefalorraquídeo en pacientes con enfermedades mentales que penencccn a diferentes ca1egorías diagnósticas y cuya agresividad hacia el merior se incrementó. 10 Los estudios parecen apoyar el concepto de que los pacicnles deprimidos con niveles bajos de 5-HIAA en líquido cefalorraquídeo tienen agn.'sión no regulada que se rnanifiesla por un incrcmenlo de la lasa de suiddios 1' un aumcnlo de la frecuencia de agresión dirigida hacia el exterior. Al parecer el metabolismo de la serotonina se relaciona con la ansiedad que se observa en paciemes deprimidos. Se rcponaron efec1os 1erapéu1icos en paciemes con afecciones de pánico al utilizar fármacos que po1encian la serotonina, incrementan su síntesis e inhiben su consumo, como clomipramina, trazodona y fluoxe1ina.11 En algunos pacientes, la fase inicial de incremenlo de ansiedad, que duró de dos a lres semanas, fue seguida por una fase en la cual se redujo la ansiedad y los a1aques de pánico. Se pos1uló que la fase inicial de ansiedad resulla de la eslimulación excesiva de receptare~ postsináp1icos de ser01onina hipersensibles, y que la fase de disminución se debe a la regulación descendiente del sistema receptor debido al incremento de concentraciones de ser01onina en los sitios receptores. 12 Es1udios adicionales con agonistas de los receptores de serotonina reprodujeron las respueslas prcviamenle observadas. Otros estudios sugieren que la hipersensibilidad de los receplores de serotonina puede relacionarse con un incremento de ansiedad en general. más que con afecciones específicas de pánico. 13 Otro síntoma imponanle que se observa en pacienles con depresión grave es la incapacidad para experimentar pla-

cer. La mayor panc de los pensamientos y acciones de los seres humanos se relaciona con el placer o la incomodidad, y la anhfllonia se define como la incapacidad de experim~ntar placer. La anhedonia es la incapacidad de ligar determinada actividad mental o motora con la gratificación. Los pacientes con depresión grave experimentan en forma profunda las emociones negativas y en algunos casos graves presentan incapacl
660

o

VAtOAACION 0€ ENFERMEDAD€5 PSIQ\JlATlllCAS EN EllA801lATOiliO >S

QUIMlCA CUNICA

Es evidente que las vías bioquímicas que producen los diversos comportamientos aún no se comprenden a fondo. La interacción entre diversos neurotransmisores rnonoamínicos, otros transmisores y las hormonas es compleja y provoca modificación del comportamiento y manifcswción de enfermedades mentales. Es necesario llevar a cabo investigaciones más amplias para explicar estas interacciones en forma más clara. La identificación de las perIUrbnciones bioquímicas que se producen en determinadas enfermedades mentales o del componamiento darán como resultado un tratamiento más selectivo para enfermedades del comportamiento con fármacos que tengan determinado sitio y tipo de acción en el sistema nervioso central. El litio es otra sustancia que ha sido eficaz para tratar enfermedades maniaco-depresivas o bipolares.11 El litio es el más ligero de los metales alcalinos y las sales de este catión monovalente companen algunas características con las de sodio y potasio. El litio se analiza fácilmente en los líquidos biológicos por Fotometría de flama y métodos cspcctrofotométricos de absorción atómica. Las concentraciones terapéuticas de litio carecen de efectos psicotrópicos en los individuos normales. Su mecanismo de acción en pacientes con enfermedad bipolar aún se desconoce. El ion litio tiene un gradiente relativamente bajo de distribución a través de las membranas biológicas. Puede reeJ plazar al sodio para dar apoyo a un potencial de acción única en una célula nerviosa, pero es incapaz de preservar los potenciales de membrana como el sodio. La concentración terapéutica de litio es aproximadamente 1 mmolllitro. En el tejido cerebral de los animales, el litio o concentración terapéutica inhtbe la liberación de noradrcnalinn y dnpitmina provocada por dcpolarización y la liberación dependiente del calcio, pero no así de serotonina, en lns terminales nerviosas. 18· 19 La liberación de scrotonina es mejomda por el litio, especialmente en el hipocampo del cerebro. También altera en forma leve la reutilización y el almacenamiento de las catecolaminas, lo que da como resultado un incremento de inactivación. El litio inhibe además los efectos de los agentes bloqueadores de receptores que producen hipersensibilidad en algunos sistemas. Se cuenta con evidencia de que el litio ejerce ciertos efectos sobre un segundo mensajero que reduce las respuestas de las neuronas a estímulos musearínicos, colinérgicos, adrenérgicos alfa o de otro tipo.20 Aún no se comprende a la perfección la forma en que el litio actúa, se sabe que ejerce efectos terapéuticos benéficos en los pacientes con enfermedades bipolares.

--~------DETERMINACION DE SUSTANCIAS ESPECIFICAS EN El lABORATORIO Los transmisores monoamínicos noradrenalina scrotonina v dopamina se miden en diversos líquidos del or~anismo com~ líquido cefalorraquídeo, suero y orina. También se determi-

na con frecuencia la concentración de los principales metabolitos de noradrenalina, serotonina y dopamina en los mismos líquidos del organismo. Los métodos analíticos que se emplean incluyen cromatografía de líquidos de alta resolución (HPLC) y diversos métodos inmunológicos. Actualmente los investigadores emplean marcadores biológicos de plaquetas y eritrocitos en psiquiatría. Las características de la actividad de la monoaminooitid~ilel'­ consumo de serotonina, del enlace con imipramina y del enlace con receptores adrenérgicos alfa-2 son similares en pJa. quetas y neuronas en el sistema nervioso central.21.22 Se han empleado eritrocitos para estudiar el transpone de litio a través de las membranas celulares. Es más fácil obtener muestras periféricas de sangre, suero u orina que efectuar biopsias del tejido del sistema nervioso central u obtener líquido cefalorraquídeo. Además, estos métodos son más sencillos de llevar a cabo en forma repetida. Existen diversos procesos que, además de medir la concentración de monoaminas o sus metabolitos, se emplean ampliamente para determinar la concentración de diversos fármacos psicotrópicos en suero para vigilar el tratamiento. Los fármacos que comúnmente se vigft:uuon l itio y antidcpresivos tricfclicos. Existen diversos métodos que se aplic-an- - +en el laboratorio clínico. Se ha observado cierto grado de asociación entre las enfermedades mentales y anormalidades endocrinas, en especial el funcionamiento de la tiroides y el funcionamiento adrenoconical de la hipófisis. La evaluación de estos sistemas en el laboratorio está bien definida y se encuentra accesible a la mayoría de los pacicutcs. Además de los regímenes de pruebas de laboratorio específicas diseñados para diagnóstico y vigilancia del tratamiento en pacientes con enfermedades mentales, existen pruebas de laboratorio para diagnosticar y vigilar otras enfermedades físicas (p. ej., cáncer. afecciones cardiacas) que pueden presentar estos pacientes.

------RESUMEN

Tradicionalmente, el diagnóstico diferencial de las enfermedades psiquiátricas se basaba en la historia clínica y los síntomas de presentación o comportamiento. El laboratorio proporcionaba poca información al médico. Una de las primeras aplicaciones del laboratorio que se empleó como ayuda diagnóstica fue la \'Crsión de la prueba de supresión con dexametasona durante toda la noche en pacientes dcprimidos. 23 Aunque este procedimiento ya no se emplea en forma rutinaria r.n el estudio de enfermedades afectivas, se ha determinado que varias de ellas tienen bases bioquímicas. Además, al identificar anormalidades bioquímicas específicas relacionadas con dichas enfermedades, las pruebas de laboratorio serán de utilidad para el diagnóstico de las distintas enfermedades mentales y para vigilar tratamientos farmacológicos específicos.

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·

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o

661

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rC=A=P=IT=U=L~O~F=====================~

--r-----CAMBIOS BIOQUIMICOS

bioquímica durante el embarazo Shauna C. Anderson

•

Cuodlo 36-1. Ob$ervoclones bioquímicos duronte el embarazo Electrólitos (suero)

Enzimas (suero)

! !

SOOro Potasio Cloruros Bicarbonato Calcio Magnesio Fósforo Osmolalidad

! a-t

! !

¡

...

¡

Proteínas (suero)

Sufrlmlento fetal

• Describir los cambios bioquímicos que se producen durante el embarazo explicar los mollvosllslológlcos de los mismos.

Erilroblostosls fetal Diabetes gestoc!onol y d'10betes sacarino Complejo gestaclond de edemo·prote!nurla-hlpertenslón

v

• Deacrlblr lo constitución qulmlco, el sitio de llntesls V los !unciones de HCG, eslrlol HPL durante el embarazo.

CONTENIDO DEL CAPITULO

,J.

Atoom~

! i

Globulinas alfa, GlobtJ!inas alfil< Globulinas ~ Globuünasy Nitrógeno no proteico (suero) Nitrógeno ureico Creatinina Acido úrico

HPL • Discutir los problemas que se presentan al Interpretar los niveles de fetoproteína alfa. • Describir el procedimiento onofftlco y el método de Interpretación para determinar los niveles de blllrrublna en ftquldo amniótico. • Describir los métodos de anóllsis paro los fosfolípldos tensoocHvos y los precauciones que se requieren poro el manejo de muestras.

PROBLEMAS ANALITICOS Gonodolropino coriónica humano Esfriol loctógeno placentario humano Fetoproteíno alfa Blllrrublna Fosfoftpidos lensoactivos APLICACIONES CLINICAS Sufrimiento letal Erifroblaslosis fetal Diabeles gestacional y diabetes sacarina Complejo gestacional de edema-proteinuria-hiperlenslón

662

RESUMEN

... t ...

Trigijcéridos Colesterol Fosfolipidos Acidos grasos libres Lipoproteinas de alta densidad

1 i 1 i i

Funcionamiento renal ~

Hormonas (suero) lnsul~

T~ aumenta; l ::: dismiluye; -+ =sil ar.eración.

~

f ¡ 1

!a.., a término

l ¡ !

Hormona paratiroidea Cortisol T, total T. libre TJtotal T3libre Hormona folicutostimulante Hormona luteirúzante Prolaclina Hormona estimulante de la tiroides Aldosterooa Estradiol Progesterona

...

Glucosa en ayunas

Folato ~

... ...

Carbo/Jidratos (suero)

Ba

e

v

• Discutir los procedimientos de laboratorio las observaciones de valor diagnóstico poro el médico en los siguientes afecciones:

i 1 !

Vitaminas (suero)

CAMBIOS BIOQUIMICOS

Deshidrogenasa láclica Aminotransferasa aspártica Ataninaminoltansferasa Creatincinasa LPS Colioesterasa Leucinaminopeptidasa AMS Fosfatasa aicar~na Fosfatasa ácida Lípidos (suero)

Proteínas totales

v

• Deacrlblr los procedimientos onoftHcos y la Interpretación de resultados poro HCG, eslriol y

minaciones bioquímicas varían considerablemente en comparación con valores de mujeres no embarazadas y de varones. Por tanto, es necesario tener en cuenta la variabilidad que se produce durante el embarazo al efectuar interpretaciones con fines diagnósticos. En el cuadro 36-1 se da un resumen de las observaciones bioquímicas que se P-roducen durante el embarazo en comparación con el estado de no

El proceso de desarrollo de un embrión o feto en el cuerpo de la madre se conoce como embarazo.' Ocurren diversos cambios fisiológicos en el periodo de gestación. Las dete.:c:r_--~ em =b c.:arazo.

--~~=- Valoración

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

VALORACION BIOQUI'.IICA 0\Jilf\NIEEL [MIIAAA20 36 • 663

->

i ..,

! ! i ..,

1 1 i

Tasa de fdtración glomerular Glucosuria

t 1

VALOMCION BIOQUIMICA DURANTE El EMBARAZO :l6 , 665

664 • QUIMCA CUNICA

Duranre el embarazo, todos los sistemas principales del organismo se ven afectados. Aún no se comprende a fondo el mecanismo de los diversos cambios bioquímicos, pero diversos eventos fisiológicos importantes que se llevan a cabo durante el embarazo explican algunos de dichos cambios. En primer lugar, se produce un incremento del volumen plasmático. No puede considerarse simplemente que dicho incremento dé lugar a un efecto de dilución. El numenlo de volumen se correlaciona con cienas afecciones del embarazo. Se observan mayores incrementos del volumen plasmático en embarazos de niños más pesados y de gemelos, y los volúmenes menores se asocian con preeclampsia.2 El hígado marerno se estimula para producir protefnas de transpone durante el embarazo. Algunos ejemplos de proteínas cuya producción aumenta en el curso del embarazo son globulina enlazante de tiroxina (TBG), protefnas enlazantes esteroides, ceruloplasmina, transferrina y transconina. - Tras el incremento de producción y según el mecanismo de regulación y el método por el cual se determine la sustancia, los niveles de dichas proteínas aumentan o disminuyen. Por lo que respecta a la determinación de tiroxina total, el embarazo ocasiona que el nivel de TBG aumenre. El incremento de la síntesis de TBG provoca que la T4 con actividad biológica (Ff4) se enlace con las proteínas. La disminución temporal de FT. ocasiona una respuesta en el hipotálamo y la hipófisis que secretan hormona liberadora de tirotropina (TRH) y hormona estimulante de la riroidcs (TSH), respectivamente. Esto estimula la glándula tiroides para liberar más T4. Cuando se derermina la T. rotal, se observa que el nivel aumenla; sin emhargo,la Fr. permanece normal. Las hom1onas que se producen durante el embarazo se sinteti7.1n en las glándulas endocrinas maternas y fetales. Además, las células sinciliotrofoblásricas de los vellos placentarios producen hom1onas. Las hormonas que produce la placenta circulan tanlo en la sangre materna como fetal. Las elevadas concentraciones de estrógeno y progesrerona producen diversos cambios bioquímicos. El incremento del nivel de estas hormonas suprime la liberación de hormona foliculostimulante (FSH) y hormona luteinizante (I..H) en la hipófisis y al mismo tiempo estimula la secreción de prolac1ina (PRL). A principios del embarazo, el cuerpo lúteo proporciona progesterona para mantenimienio. La función del cuerpo lúteo depende de los niveles de gonadotropina coriónica humana (HCG). Al conlinuar el embarazo, la placenta apona progesterona. Las células sincitiotrofoblásticas de los vellos placentarios también producen enzimas. Los niveles en el suero marerno de fosfatasa alcalina (ALP) se duplican como resultado de la producción de una enzima pl a~entaria es1able al calor. La placenta produce además oxitocinasa. Esta enzima es idéntica a la aminopeplidasa de cisrina, lo que explica por qué los niveles de arninopeplidasa de leucina (I..AP) se elevan durante el embarazo.2 El flujo plasmático renal y por taniO la tasa de filtración glomerular (GFR) se inmmentan durante el embarazo. EJ aumento de esta última provoca un incremento de depuración de creatinina Yr~ucción del ni1J6geno ureico y creatinina en suero. La glueosuna, que es tan frecuente duranle el embarazo, probablemente sea resultado del incremento de la tasa de filtración glomerular la reducción del umbral renal o ambos factores. '

El metabolismo de lfpidos domina la utilización de glucosa durante el embarazo.3 Se observa un incremento de los niveles ~ricos de tríglicé?dos, colesterol, fosfolípidos y ácidos grasos libres. Los altos mveles de estrógeno actúan como antagonistas de la insulina. El nivel de insulina aumenta y los niveles de glucosa en ayunas son ligeramenle inferiores.

-{Ir-----PROBLEMAS ANALITICOS GONADOTROPINA CORIONICA HUMANA La HCG es una glucoproteína que producen las células sincitiotrofoblásticas de los vellos placentarios. La molécula consta de una subunidad alfa y otra beta. La subunidad beta es característica de la HCG, pero la subu'lÍdad alfa es similar a las que se encuentran en LH, FSH y TSH. Se deteclan niveles de HCG en la circulación materna aproximadamente un día después de la implantación. Estos niveles se incrementan rápido y alcanzan un máximo en los primeros 70 a 90 dfas de la gestación. Después del máximo se produce una reducción de 10 a 15'1i: y dicho nivel se mantiene durante el resto del embarazo. Como aparece HCG en el suero y la orina materna, su presencia se utiliza para el diagnóslico del embarazo. Las funciones fisiológicas del HCG son 1) dar apoyo a la secreción de progestcrona en el cuerpo lúteo hasta que la placenta es capaz de producir suficiente honnona, 2) promover la cs1eroidogénesis de la unidad feroplacentaria y 3) favorecer el desarrollo gonadal del feto. Las muestras que se utilizan para detectar la presencia de HCG son orina y suero. Las de orina se emplean para análisis cualitalivo. Aplicando el principio de inhibición por aglutinación, se han producido ponaobjetos y tubos de ensayo para la prueba; en ellos se emplean panículas de látex recubieno o eritrocitos recubiertos. Las pruebas de ponaobjetos son menos sensibles que la de tubo de ensayo aunque son más rápidas. Recienrcmenlc se han puesto a la venta ensayos de prueba ELISA tipo sandwich de doble anticuerpo en fase sólida, que se llaman pruebas de concentración. En éstos se obsen·a un punto final colorido y la prueba se lleva a cabo con rapidez aunque su sensibilidad es comparable a la de la prueba del rubo de ensayo. Para asegurar una buena sensibilidad de los ensayos es necesario que la muestra de orina esté concentrada todo lo posible. Esto se consigue mediante la reslricción del consumo de líquidos y obteniendo la primera muestra de orina de la mañana. Se obtienen resultados falsos posilivos en presencia de proteínas, eritrocitos, leucocilos y bac1erias, así como melabolitos de cienos fármacos. En 6enos casos se oblienen resultados falsos negativos principalmente debido a la falta de sensibilidad. Los ensayos eualilativos de orina no arrojan resullados positivos has1a que transcurren de 8 a 14 días de falla del primer periodo menstrual.3 El suero es la muestra de elección para efectuar un ensayo cuan1i1a1ivo de HCG, aunque se emplea orina en cienos

casos. Existen estuches comerciales en los que se emplean las técnicas de ensayo radioinmunológico (RIA) y ELISA. La ventaja evidente de las lécnicas cuantitativas con res pecio a las cualitativas es su sensibilidad que es de 100 a 200 veces más al1a.3 Gracias a la sensibilidad de estos análisis, se puede deteclar el embarazo aproximadamente de seis a ocho días tras la concepción.• La hemólisis abundante, la turbidez o la lipemia de la muestra de suero producen resultados falsos positivos. La confirmación del embarazo es la única aplicación clínica de la determinación de HCG. Cuando los niveles de HCG son bajos en forma congruenle, permiten diagnoslicar embarazo eelópico. Otra aplicación de la determinación de los niveles de HCG en suero es en pacientes con neoplasias uofobláslicas gestacionales u otros tumores que producen HCG. Tras eliminar el tumor y dar tratamiento, el incremento de los niveles de HCG indica recurrencia del mismo.

DHEA·SO• - - - - - + y

androstendiona

ESTRIOL El estrío! es el principal estrógeno que se encuentra en la orina de mujeres embarazadas. La síntesis de estrógenos difiere en mujeres embarazadas en comparación con no embarazadas. La placenta constituye la principal fuente de estrógenos en las mujeres embarazadas pero el feto apona algunas sustancias precursoras. La glándula suprarrenal fetal produce sulfato de dihidroepiandrosterona (DHEA-SO•) y androstcndiona. En el hfgado fetal, la DHEA-S04 se transforma en 16alfa-OH DHEA·SO•. Tras llegar a la placenla, tanto la 16· alfa·OH DHEA-SO. como la androstendiona se convienen en estrío!. El hfgado materno conjuga el estrío! para producir glucurónido de estrío! que a su vez se excreta en la orina marerna. En la figura 36-1 se presenta un resumen de la producción de estriol en la mujer embarazada. Las dererminaciones de estrío! se realizan en orina (muestras de 24 horas o muestras únicas), plasma o suero. Las muestras son estables a temperatura de refrigeración. La excreción de estriol en orina depende de la síntesis fetal y placenlaria de estrío! pero también de la capacidad materna para conjugar estrío! en el hígado y excrelar el compueslo conjugado en orina. Por otra pane, el estrío! en suero permite valorar la unidad fetoplacenlaria y algunos sugieren que ésta es la muestra de cleeción.5•6 La mayoría de los estuches disponibles comercialmente emplea 1écnicas de RIA. Los procedimientos miden estrío! libre o estrío! total, el cual incluye las formas conjugadas. Para medir el estrío! libre se agrega un paso de hidrólisis al procedimiento. Se ha observado que la ampicilina y otros antibióticos interfieren en la mayoría de los procedimientos. La ampicilina reduce el número de bacterias intestinales que hidro! izan los conjugados de estrío! y por tanto disminuye la excreción urinaria de estrío! conjugado_ Esta afección reduce la cantidad de estrío! que se recircula en suero.1 Los niveles de estrío! se elevan conforme el embarazo progresa. Dichos niveles reflejan al feto en desarrollo y a la unidad feloplaccntaria. Los niveles también se ven afectados por el funcionamiento hepático y renal de la madre. Cuando el hígado malemo es incapaz de conjugar el estrío!, se incrementan los niveles de estriol libre en plasma y los niveles totales en orina

··~Placenta

/

Estriol/

Higado

malerno Glucuronido de eslriol

Q,

D

Flg. 36-1. Sinlesis de estriol duranle el embarazo. disminuyen. Una enfermedad renal materna puede provocar reducción del nivel de estrío! tolal en orina pero incremento del mismo en plasma. Sin embargo, en mujer:s embarazadas saludables los niveles de estrío! se vigilan en los embarazos de alto riesgo para valorar la unidad fetoplacentaria Cuando el nivel de estrío! desciende de 40 a 45% por debajo de la media establecida en determinaciones anteriores, constituye un indicador 1emprano de sufrimiento feloplacentario.

LACTOGENO PLACENTARIO HUMANO El lactógeno placentario humano (HPL) es un polipéptido que se produce en las células sincitiotrofoblásricas de la placenra. También se conoce como somatomamotropina coriónica humana (HCS). Desde el punto de vista estructural, el HPL se asemeja a la hormona de crecimiento humana (HGH) Ya

VALORACION BIOQUIMICA DUilANlEEl EMBARAZO 36 • 667

666 • Q\JIMICA CLINICA

la prolactina (PRL). Se ha sugerido que la acción de HPL incluye 1) cstimulación del cuerpo lúteo para producción de estrógeno y progesterona, 2) estimulación del desarrollo de las glándulas mamarias durante el embarazo sin provocar secreción de leche y 3) acciones somatotrópicas similares a las que ocasiona la HGH. El método de elección para detenninar HPL incluye técnicas de RJA. Existen diversos estuches comercialmente disponibles. La muEstra que se emplea es suero. Los niveles de HPL se incrementan durante la gestación y se correlacionan con el peso de la placenta.3 Por tanto, los niveles en suero reflejan la integridad de la unidad fetoplacentaria. Recientemente han surgido controversias con respecto a la utilidad diagnóstica de la detemúnación de niveles de HPL.1

FETOPROTEINA ALFA

· Lu fctoprotdna alfa (AFP) es una glucoprotefna que producen los hcpatocitos y el saco vitelino del feto. El nivel de AFP se incrementa gradualmente durante la gestación hasta la trigésima segunda semana y después comienza a disminuir. Desde el punto de vista estructural, la AFP es similar a la albúmina y puede atravesar la barrera placentaria y por tanto se detecta en el suero materno. La AFP generalmente se mide por RIA o técnicas de ensayo inmunoenzimático (EIA}. Se utilizan como muestras suero materno o líquido amniótico y la AFP es estable aun a temperatura ambiente. 1 La aplicación diagnóstica más frecuente de los niveles de AFP es la detección dO>defectos del conducto ncural abierto y defectos de la pared ventral en el suero matemo 9 Actualmente, los niveles de AFP son útiles para detectar cienas anonnalidades cromosómicas, en especial síndrome de Down, moninatos y peso bajo al nacer. 10 El resultado de la concentración de AFP en suero materno (MSAFP) generalmente se expresa en relación con el múltiplo de la mediana (MOM) para la edad gestacional adecuada. La interpretación es difícil y debe tenerse en cuenta el peso mater · no, la edad, la raza y la presencia de diabetes sacarina tipo 1. 11 La edad materna no afecta en forma directa la concentración de MSAFP. Sin embargo, el riesgo de diversas anormalidades cromosómicas aumenta según la edad materna. Cuando se emplea la MSAFP para detectar síndrome de Down en mujeres cuya edad provoca incremento de riesgo, la concentración de MSAFP se correlaciona con dicho riesgo. 10 El peso materno se correlaciona en forma directa con el volumen circulatorio materno. Al ajustar el MOM para el materno, se interpreta en forma más precisa la MSAFP. 2 La siguiente f6nnulase emplea para ajustar MOM al peso matemo.13

ffso

MOM esperado=

Hfl·265S.O.OOI881P"•""'"oo en líbm)

Las concentraciones de MSAFP son aproximadamente 10% más altas en mujeres de raza negra que en las de razas blanca, latina y oriental. 12 Por tanto, es necesario reducir el MOM 10% en las mujeres de raza negra antes de la interpretación. Las mujeres con diabetes sacarina tipo 1 tienen niveles de 20 a 4W más bajos de MSAFP t¡ue las que no presentan

la afección. 14 Es necesario corregir el MOM dividiendo por un factor adecuado (0.7).11

BILIRRUBINA El análisis de pigmentos de bilirrubina en liquido amniótico durante el embarazo es una herramienta valiosa para el médico con el fin de valorar el estado del lactante que puede o no estar afectado por incompatibilidad fetomaterna. Aunque se emplea el término bilirrubina, probablemente sea más conveniente utilizar el término bilirrubinoides debido a su complejidad. La bilirrubina no conjugada alcanza un máximo a 450 nm al efectuar un análisis espectral del líquido amniótico. El grado de elevación del máximo se correlaciona con la gravedad de la eritroblastosis fetal. El procedimiento se conoce como delta A.so. 15 El líquido amniótico se obtiene mediante el procedimiento de amniocenlesis. Esta se lleva a cabo introduciendo una aguja a través de la pared abdominal y uterina hacia la cavidad amniótica. Se retiran aproximadamente 1Omi de líquido. El procedimiento se efectúa desd! las 22 semanas de gestación cuando hay antecedentes de enfennedad hemolítica del recién nacido o evidencia scrológica de incompatibilidad. La muestra de líquido amniótico se coloca en un recipiente opaco o de color ámbar inmediatamente después de su obtención. La luz ultravioleta destruye los pigmentos de bilirrubina con rapidez. El líquido amniótico por lo general contiene células y otros desperdicios y en ocasiones eritrocitos que se introducen a la muestra durante la amniocentesis. Por tanto, es imponante centrifugar o filtrar la muestra cuando llega al laboratorio clínico. Después de estos procesos se somete a análisis de 350 a 750 nm en un espectrofotómetro con registrador. El líquido amniótico que no contiene bilirrubina tiene una absorbancia alta a 350 nm que declina gradualmente a medida que la longitud de onda aumenta. Debido a este fenómeno se establece una línea basal conectando los puntos entre 375 y 525 nm. La diferencia de la absorbancía a 450 nm entre la línea basal y el máximo representa la cantidad de bilirrubina presente en el líquido amniótico. El curso clínico de la enfermedad hemolítica se correlaciona con la curva de absorción espectral del líquido amniótico. 1¡ En fetos no afectados, la bilirrubina se desecha por transferencia a través de la placenta y se encuentra muy poca en el líquido amniótico. Es muy difícil interpretar los resultados de la investigación del líquido amniótico a menos que se relacionen con la etapa de la gestación. También es útil realizar una serie de análisis a distancia de por lo menos una semana. Se han desarrollado nomogramas en los cuales se grafica delta A•so contra la edad gestadonaln El nomograma se divide en zonas que permiten predecir la gravedad de la incompatibilidad. De manera general, mientras más alta sea delta A-Jso y mayor sea el feto, más g7ave es la enfennedad hemolítica. Los errores más frecuentes en este análisis se deben a contantinación del líquido amniótico con sangre. Las curvas de absorbancia de bilirrubina (450 nm) y oxihemoglobina (41 2 nm} se superponen en forma considerable. La superposición de las curvas dificulta valorar la concentración de bilirrubina. Se ha descrito una técnica de extracción con cloro· formo antes de llevar a cabo el análisis espectrofotométrico

1

1 1 ~

para reducir al mínimo los efectos de la interferencia de la oxihemoglobina. El meconio, otro pigmento que interfiere, tiene un máximo de 350 a 400 nm. La presencia de esta sustancia indica sufrimiento fet al grave y muerte inminente del feto.

prueba de estabilidad de la espuma. Este se basa en el fenómeno de que los fosfolfpidos del tensoactivo forman burbujas estables en presencia de etanol. Aunque estos ~nsayos_se diseñaron como procedimientos directos, están su¡etos a mterferencias por sangre, meconio y secreciones vaginales.

FOSFOLIPIDOS TENSOACTIVOS

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Los principales fosfol ípidos presentes en el tensoactivo pulmonar son fosfatidilcolina, conocida también como lecitina, y fosfatidilglicerol (PG). Estos compuestos son producidos por las células tipo Il de los alveolos pulmonares. Se producen y almacenan en las últimas etapas del desarrollo fetal. Las cantidades adecuadas de tensoactivo pulmonar se relacionan con la estabilidad de los alveolos. En el capítulo 37 se describe este tema con más amplitud. La determinación de fosfolípidos tensoactivos en líquido amniótico es importante como herramienta diagnóstica para valorar la madurez de los pulmones fetales y por tanto evitar el síndrome de sufrimiento respiratorio. En general, se determinan los constituyentes químicos deltensoactivo o las propiedades físic as que producen. La determinación que 5e emplea con mayor frecuencia para constituyentes químicos del tensoactivo del líquido amniótico es la relación de lecitina-esfingomielina (US). Es un análisis semicuantitativo en el que se emplean sistemas de cromatografía de capa fina. Tras la extracción, los fosfolípidos se separan y se cuantifica la lecitina y la esfingomielina para establecer la relación. La presencia de PG mejora la precisión diagnóstica de la relación US. El tensoactivo que contiene PG tiene propiedades de estabilización mejores que el que no lo contiene y por tanto su presencia indica que los pulmones están maduros. El líquido amniótico que se emplea para detenninar la relación US debe centrifugarse a baja velocidad para eliminar los desechos. A continuación se analiza el sobrenadante o se almacena a temperatura de refrigeración o congelación. Los niveles de fosfolípido disminuyen a temperatura ambiente. Cuando la muestra ha estado almacenada debe mezclarse con suavidad antes de analizarla ya que los fosfolípidos se precipitan al fondo durante el almacenamiento. La centrifugación de la muestra influye la relación US. lnclusive la centrifugación a baja velocidad provoca pérdida de los fosfolípidos en la cápsula. Es necesario emplear la fuerza de centrifugación más rápida que permita retirar los desperdicios celulares. En las muestras contaminadas con sangre se afecta la relación US. La sangre añade fosfolípidos al líquido amniótico. La interpretación de la relación US en líquido amniótico contaminado con sangre sólo es válida cuando hay PG presente. Como no hay PG en sangre, su presencia en líquido amniótico indica que los pulmones están maduros. Lo mismo es válido para líquidos amnióticos contantinados con meconio y secreciones yaginales. Los procedimientos para determinar las propiedades físicas que producen los constituyentes químicos dcl tensoactivo incluyen determinación de la estabilidad de la espuma, la tensión superficial )' la microviscosidad del líquido. El procedimiento que se emplea con mayor frecuencia es el análisis cualitativo que se denomina prueba de agitación o

APLICACIONES CLINICAS SUFRIMIENTO FETAL Como se indicó, ni la placenta ni el feto conúenen todas las enzimas necesarias para la sfntesis de las hormonas cstcroidcs c¡uc se requieren para prcsérvar el embarazo. La v:doración del hicnestar fetal se lleva a cabo vigilando los niveles de cstriol, III'Lo ambos en la orina o el suero materno durante el cmb¡¡ra7o. El descenso de los niveles de esas sust:mcia.s constituye um• ~cn111 ll~ el médico de que el feto corre peligro. Por trtnt<.l, ht tkt~l." minación de dichas sustanciilS, en parttcular d c1tnol, es uul para el control del embarazo en pacientes de riesgo. Hasta hace poco, la valoración del bienestar fetal se llevaba a cabo midiendo simplemente el estriol y la HI'L. En la actualidad, gracias al desarrollo de la vigilancia fetal electrónica y la ultrasonograffa diagnóstica, se cuenta con técmcas más específicas y sensibles para valorar el bienestar fetal.li

ERlTROBLASTOSIS FETAL La eri;roblastosis fe tal es una enfermedad del feto que se debe a incompatibilidad entre la sangre fetal y materna Y producción subsecuente de anticuerpos maternos dmgtdos contra los antígenos superficiales eritrocíticos del feto. Htstóricamente, la incompatibilidad mejor estudiada es la del sistema de grupo sanguíneo Rh en el cual la madre es Rh (D} negativo y el feto es Rh (D} positivo. Aunque ésta es la enfermedad más estudiada y mejor conoctda, es postblc que se produzcan otras. Los anticuerpos maternos que se producen atraviesan la placenta y destruyen los cntrocttos fe tales. La fisiopatología de este caso se relaciona principalmente con la destrucción de eritrocitos. Esta destrucción produce anemta fetal, lo que provoca una carga excesiva en el corazón del feto. La anemia también estimula la hematopoycsio en la médula ósea fetal, el bazo y el hfgado. El incremento de la hematopoyesis hepática destruye las células hepáticas del feto, lo que conduce a mayor producción de albúmina y por tanto aumento de la presión oncótica. Esta disminución da lugar a edema o hidropesía en el feto. . El grado de destrucción de los eritrocitos fetales se mtde Y se vigila determinando el nivel de bilirrubina en líquido ammótíco. La bilirrubina se mide por el procedimiento delta A4l0·

DIABETES GESTACIONAL Y DIABETES SACARINA La diabetes gestacional es una intolerancia a los carbohidratos de gravedad variable que se inicia o reconoce por pn-

VALORACION lllOQUiMJCA DVAAN1E El EMBARAZO 36 • 669

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mera vez durante el embarazo. La diabetes suele desaparecer tras el nacimiento del niño, pero en ocasiones se asocia con un incremento de riesgo de diabetes en la madre.19 La complicación que se asocia con mayor frecuencia con la diabetes es la macrosomfa, que se define como un feto de gran tamaño para su edad gcstacional. Es probable que la macrosomfa sen ocasionada por hipcrsecreción de in· sulina en el feto. La hipcrinsulinemia fetal se detecta midiendo la insulina en ellfquido amniótico. Se observa mayor aumento de la incidencia de defectos genéticos en los niños de mujeres diabéticas, mientras que las malformaciones congénitas son poco frecuentes en embarazos de mujeres con diabetes gestaciona1. 20 La detección temprana del embarazo en mujeres diabéticas permite valo· rar el control metabólico durante las primeras semanas cuan· do se lleva a cabo la organogénesis. El control metabólico se evalúa mediante la determinación de los niveles de hemoglo· bina glucosada y la determinación de glucosa aleatoria, en · ayunas o posprandial de dos horas.

COMPLEJO GESTACIONAL DE EDEMA·PROTEINURIA-HIPERTENSION El complejo gestacional de edema·proteinuria-hipertensión (GEPH) es en realidad un grupo de afecciones relacionadas con el embarazo. Anteriormente se denominaba toxemia del embarazo. 21 La afección de GEPH más frecuente es la preeclampsia. Esta se produce cuando hay una manifestación simult~ nea de edema, proteinuria e hipenensión. Tras la preeclampsia puede producirse eclampsia, cuya manifestación caracter!stica es convulsiones y coma. Las observaciones en preeclampsia grave son hipcnensión, >160 mm Hg. sistólica o> 110 mm Hg diastólica en dos lecturas a distancia de seis horas; proteinuria, >5 g/24 horas; oliguria, <400 ml/24 horas; perturbaciones cerebrales o visuales; y edema pulmonar, cianosis o ambos. Aproximadamente 10% de los pacientes con preeclampsia grave desarrollan el síndrome HELLP, que se asocia con un incremento de la monalidad materna y perinatal. Las letras HELLP son un acrónimo de las siglas en inglés que describe las anormalidades hematológicas y enzimáticas que se asocian con el s!ndromc. Sus manifestaciones son hemólisis (H), elevación de las enzimas hepáticas (EL, elevated li· ner) y un recuento bajo de plaquetas (LP, low platelet). Ade· más, puede producirse disfunción renal. La anemia hcmolítica microangiopática produce un recuento ba¡o de plaquetas que es el primer rasgo del síndrome HELLP.2 La necrosis hepática aguda produce el incremento de las enzimas hepáticas y del nivel de bilirrubina. Cuando hay afecciones renales, los niveles de creatinina sérica, ácido úrico y fosfatos se elevan. La pérdida de proteína en orina da como resuhado reducción de los niveles de albúmina v proteína total en suero. Otros resultados de laboratorio ta~bién pueden ser anormales. En ocasiones el nivel de calcio se reduce debido al incremento de fósforo o a la reducción de albúmina. El colesterol total se eleva por coleSiasis o pérdida de proteínas en orina que posteriormente estimula el hígado para que realice la síntesis de protefnas.

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VALORAOON JI.10NAIAL YPIIJtATRICA EN El lABORATORIO 37 , 67t

~C=AP=I=TU=L~O~IF=====================~ .Valoración neonatal y pediátrica en el laboratorio Gregory C. Critchfield_ _ __ _

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE • lnteiJ)Ietar los perfiles de tensoocHvo alveolar que Indican madurez de los pulmones letales. • DiscuHr los variaciones de niveles de bllirrublna que se emplean para vigilar el desarrollo de kernlcterus. • Relacionar el nivel de hormonas Hroldeas neonatales con el desarrollo de cretinismo. • Interpretar los niveles de glucosa en relación con el metabolismo de carbohldralos en 11 neonato. • Explicar la importancia de la determinación de calcio Yniveles de creatincinasa en el neonato. • Relacionar el significado de la determinación de olbú~ino, hierro, hemoglobina, llpoproteínos y omomaco en lo voloraclón nutricional del neonoto. • Explicar el signHicodo de lo vigilancia toxicológico del neonalo. 670

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CONTENIDO DEL CAPITULO CAMBIOS BIOQUIMICOS

Pulmonares Hep61icos De lo tiroides De la glucosa Del calcio De lo creaHnclnosa VALORACION NUTRICIONAL

Albúmina Hierro Hemoglobina Upoproteínas Amoniaco TOXICOLOGIA

Exposición a toxinas Toxicidad y cantidad de exposición ol tórmaco o droga VIgilancia de fármacos Delección de drogas Toxicología forense RESUMEN

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trado que en embarazadas no di a~ti cas en las cuales la relación US excede a 2.0, la probabilidad de evilar la enfermedad de membrana hialina es cercana a 95%. Esta prueba fue el primer estándar para valorar la madurez de los pulmones CAMBIOS BIOQUIMICOS fetales. En embarazos de madres dia~ticas la relación de US superior a 2.0 no predice la ausencia de sfndrome de suLos lactantes y niños experimentan diversas modificaciones frimiento respiratorio. En estos casos, la presencia de PG en después del nacimiento. Es importante apreciarlas al -igu~wbarazo complicado por diabetes materna indica que los 34 que su impacto en la valoración de laboratorio. pulmones fetales están maduros. • Las primeras investigaciones de la relación US se realizaban mediante la prueba de precipitación con acetona y después se carbonizaban los lfpidos tras efectuar la migración en una placa de cromatograffa PULMONARES de capa fina. Los investigadores introdujeron diversas modiCuando se inicia la vida extrauterina, el neonato experimenta ficaciones al procedimiento original. Actualmente se cuenta diversos cambios para adaptarse al nuevo medio. Uno de los con otros marcadores de la madurez de los pulmones fetales primeros es pnsar de la dependencia del suministro placenta- que permiten obtener una precisión similar a la determinario de oxígeno a cubrir las demandas de oxfgeno mediante la ción de la relación US e incluyen ensayos de polarización de respiración. Justo antes de nacer, Jos pulmones no se han ex- fluorescencia y recuento de cuerpos lamelares.l ~·odos estm pandido. Hacia las últimas semanas de la gestación, se inicia métodos se basan en estimar la actividad del ten.\oaclivo en el la secreción de tensoactivos (agentes con actividad superfi- lfquido amni6!ico, que se comunica con los alveolos fetnlcs. Además de las lecitinas y la esfingomielinn, el fmftlli· cial) en preparación para el parto. Los tensoactivos son lípidos (p. ej., dipalmitoil-lecitina) cuya función es reducir la dilglicerol se emplea como marcador de In mndurc1. de 1111 tensión superficial en los pulmones para que los alveolos pulmones fetales. Mediante crom:uografla de C3pa flnn ~e permanezcan expandidos. La tensión superficial obedece la correlaciona la presencia de fosf:ttidilglicerol con In mndut cl pulmonar.6 Al~u nos estudios indican que el lfr¡uidu umnióti ley de Laplace. 1 co que contiene fosfatidi lglicerol predice virtualmente tJII~ no se producirá síndrome de insuficiencia respiratoria ncunll· T =k· pr tal.7 El fosfatidilgliccrol se mide por métodos inmunoló~i­ 1 en donde Tes la tensión superficial, res el radio del alveolo. p cos, cromatografía de capa fina o por métodos enzimáticos. Algunos investigadores emplean la información de laboes la presión y k es la constante de proporcionalidad. ratorio junto con los datos clfnicos para determinar si se ha Desde el punto de vista conceptual, cuando la tensión producido enfermedad de membrana hialina en el neonato. superficial es elevada, la presión para mantener el alveolo Un método incluye la determinación de la relación US o la con cierto radio de cJtpansión también debe ser alta. Cuando demostración de la presencia de fosfatidilglicerol en la aspialgunas porciones carecen de secreción adecuada de tensoac- ración de lfquido gástrico o endotraqueal después del nacitivo, los alveolos se colapsan (porque la presión es insufi- miento.9 Los criterios que se emplean para análisis de líquido ciente para mantenerlos abiertos), por lo cual la ventilación amni6!ico (US >2.0 o presencia de fosfatidilglicerol) varían se reduce. Esto da lugar al síndrome de sufrimiento respira- ligeramente para indicar la madurez de los pulmones con torio que se caracteriza por reducción del funcionamiento base en la aspiración de líquido endotraqueal o gástrico. La pulmonar, hipoxia con presión parcial de oxfgeno inspirado presencia de fosfatidilgl icerol proporciona mayor información acerca de la madurez que el aumento de la relación alta y acidemia. 10 El perfil del tensoactivo alveolar varía a medida que el US. A continuación los análisis se interpretan con la información radiográfica, clínica o ventilatoria del paciente. Si feto madura y el tensoactivo que predomina es la lecitina alfapalmítica bctarnirística durante más de las dos terceras par- los estudios indican inmadurez se administra tensoactivo tes del embarazo. Después de la trigésima quinta semana la exógeno al lactante para corregir al menos parcialmente las • concentración de lecitina de dipalmitoilo se incrementa. propiedades de tensión superficial. Otros tensoactivos de menor importancia incluyen las especies de fosfatidilo (con inositol, etanolamina, glicerol y serina) y también la esfingomielina. El fosfatidilglicerol (PG) es HEPAncos uno de los tensoactivos más importantes. Su secreción se inicia cerca de la trigésima sexta semana. La presencia de PO El hfgado neonatal es inmaduro. Las enzimas necesarias para sustancias dcsintoxicantcs se encuentran en niveles bajos en predice la madurez pulmonar. La amniocentesis constituye un método para obtener y el hígado al iniciarse la vida extrauterina. El hfgado ayuda a analizar líquido amniótico. Como el líquido amniótico se en- transformar las sustancias lipofílicas en formas hidrosolubles cuentra en comunicación con los alveolos fetales, el análisis que en general son menos tóxicas y se excretan con mayor del mismo es una herramienta útil para valorar si los pulmo- facilidad del organismo. Las sustancias tóxicas ¡~~luyen nes del feto se encuentran listos para sobrevivir fuera del compuestos endógenos y exógenos. Un ejemplo típ1co de útero. La concentración de lecitina en el líquido amniótico se compuesto tóxico es la bilirrubina. Este es un producto de la relaciona con la de esfingomielina y se expresa como rela- descomposición química de proteínas que contienen hem. La ción US. Investigacioncs antiguas 2 y posteriores han demos- principal de ellas es In hemoglobina. A mcdidn que se des-

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uuyen los eritrocitos, el hem se transforma en bilirrubina. Esta se lleva al hfgado enlazada con la albúmina en donde se conjuga normalmente con glucurónidos de bilirrubina gracias a la enzima transferasa de glucuronilo. Esta se encuentra a muy bajas concentraciones en el bfgado de los lactantes pequefios (en especial los lactantes prematuros). Como los neonatos carecen de la capacidad para conjugar bilirrubina a una f?rma más hidrosoluble, ésta se acumula en los tejidos que llenen alto contenido de lípidos. Los lactantes también tienen una barrera inmadura entre sangre y cerebro. Cuando las concentraciones de bilirrubina son altas en los lactantes la bilirrubina atraviesa de la sangre al cerebro. Si se acumul~ en los ganglios basales del mismo puede provocar la afección llamada kernicterus, que se caracteriza por retraso ~ental y disfu~ió n motora. Hay diversos criterios para claSificar la tctencta patológica (es decir, que es superior a la ictericia fisiológica leve que se observa en forma normal en muchos neonatos). Estos incluyen una tasa rnpida de aumento de bilirrubina sérica (>5.0 mg/100 mi/día u 85.5 mmoi/IJdfa), un nivel mayor de 12.0 mg/1 00 mi (205 mmoi/L) en lactan· tes a término, un nivel >15.0 mg/100 mi (256 mmoi/L) en lactantes pretérmino, persistencia de ictericia en la primera semana de vida, bilirrubina en el cordón >6.0 mgil 00 mi (102.5 mmoi/L) e ictericia en las primeras 24 horas de 11 vida: Investigaciones recientes acerca de la hiperbilirrubinem¡a neonatal md1can que los factores de riesgo más im. ponantes son género, tipo de pano, incompatibilidad ABO, peso al nacer y edad gestacional. 12 Es necesario detectar la hi· perbilirrubinemia para darle un tratamiento eficaz.ll·14

VALOAACION NEONATAL YPEDlATOCA EN El lABORATORIO 37 , 673

pruebas en sangre venosa del paciente.21La detección prenatal de deficiencia tiroidea y el tratamiento in utuo se han utilizado con éxito, aunque en pocos casos.22

DE LA GLUCOSA Los niveles de glucosa en el recién nacido son significativamente mfcnores a los que se observan-en niños maymes 0 adultos. La glucosa es la principal fuente de energía para el cerebro. La hip~~~cemia (bajo nivel de azúcar en sangre) reduce la d!spomb1hdad de glucosa para el metabolismo cerebral. Como ocurre en los adultos, la hipoglucemia grave puede provocar daños cerebrales a los lactantes. En lactantes pretérmino o lactantes de peso bajo al nacer, los niveles de glucosa inferiores a 25 mg/100 mi (1.4 mmoi!L) se consideran diagnósticos de hipoglucemia en la primera semana de ~1da. Los_ valores i~fcriores a 35 mg/100 mi (1.9 mmoi/L) md1can h1poglucem1a grave en lactantes nacidos a término de peso normal durante los tres primeros días de vida. Transcurrido este periodo, se considera que el rango de 40 a 45 m~IOO mi p .2 a 2.5 mmoi/L) indica h~glucemia y es convemente IniCiar el tratamieoro en los lactantes que lo presen23 tan. Algunos investigadores consideran que cualquier paciente que tenga un valor inferior a 40 mg/100 mi (2.2 mmoi/L) debe recibir tratamiento, ya que los posibles daños cerebrales por hipoglucemia se evitan cuando el nivel de §lucosa plasmáuca se manttenc por encima de dichos valores?

DEL CALCIO DE LA TIROIDES El hipmiruidismn congénito se observa con una frecuencia de nproximadamente 1 de cada 4 000 nacimientos en Esta15 dos Unidos. Los niveles de hormona tiroidea varían con ra· pidez durante los primeros días y semanas de vida. En los primeros 30 ?Jinutos después del nacimiemo, la tirotropina (hormona esumulante de la tiroides o TSH) se encuentra a sus niveles más altos y los valores medios máximos son cer· canos a 80 J!UUm1. 16 Al tercer día de vida los valores nor· males van de O a 70 J!UUml. Los ni,·eles descienden gra· dualmcnte hasta alcanzar los de la etapa adulta alrededor de las cuatro semanas después del nacimiento. La tiroxina (T4) ~canza un máximo a las 24 horas y después desciende. Es Imponante valorar el nivel de hormonas tiroideas en el neonato porque el cretinismo (retraso mental que se debe a una defic1enc1a de hormona tiroidea) es una afección que puede prevenirscn Se han utilizado diversas pruebas de laborato· no para detectar los niveles de hormona tiroidea en el neona· to. Por conveniencia. muchas son pruebas de revelado en pa· pel filtro. S1 la prueba de detección es positiva se llevan a cabo d~terminaciones más definitivas en sangre o suero. Las determmac1ones de T. inferiores al tercer a quinto percentil fueron uno de _los primeros métodos que se emplearon para detectar hlpollrO!dismo. La determinación de TSH es la prueba ~ás sensible y específica de tipo único para detectar hlpollrmdismo en el neonato. 18·lú Cuando el nivel en suero del cordón es superior a 50 !JUI/ml (o el nivel en sangre seca del cordón es superior a 25 !JUUml) es conveniente efectuar

El calcio es un ejemplo excelente de problema analftico cu· yos ,·aJores cambian con rapidez antes y después del nacimtcnto. Cuando el niño nace, el nivel de calcio en suero des· cicnde generalmente a valores de 7.0 a 8.0 mg/100 mi (1.75 a 2.0 mmoi/L) durante la primera semana.Z5 en comparación con los niveles en el suero del cordón que son cercanos a 9.0 mg/1 00 mi (2.25 mmol/L). A continuación los valores aumentan y alcanzan el nivel de los adultos aproximadamente a los 1.5 a 2 años de edad. El descenso del calcio parece ser menos marcado en hijos de madres diabéticas. Además, los lacJantes pretérmino suelen tener niveles de calcio en suero ligeramente inferiores que los niños nacidos a término. Cuando el descenso del calcio es grave se desarrolla tetania neonatal y el lactante afectado presenta contracciones musculares graves.

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rios y del útero) 2 6 La crcatincinasa sérica y sus isocnzimas se emplean para valorar la ubicación y en cienos casos la extensión de la lesión a los tejidos de donde proviene. Se sabe que existen isocnzimas CK en la sangre de neonatos sanos y enfermos.71•18 Inmediatamente despuls del nacimiento el nivel de las tres isoenzimas CK se eleva y alcanza un máximo transcurridas de cinco a ocho horas. 29 Se cree que su mecanismo de acción se debe a traumatismos al músculo esquelético de lactante durante el nacimiento. Esta hipótesis ha recibido apoyo porque aparentemente el tipo de pano afecta el grado de elevación de las isocnzimas. Los lactantes que nacen por cesárea suelen tener niveles más bajos de CKMM y CK-MB que los que nacen por vía transvaginal.71 La elevación de CK-MB y CK-BB persiste hasta durante 10 días. 30 Algunos autores insisten en la relación de la elevación de CK-BB en neonatos y los eventos de asfixia in utuo o los malos resultados obstétricos que se determinan por ca· lificaciones de Apgar bajas.31.32

--f------VALORACION NUTRICIONAL

La valoración nutricional del neonato se realiza combinando una vigilancia de la tasa de crecimiento y las pruebas de laboratorio. Tradicionalmente, la valoración nutricional de los lactantes consiste en la determinación del aumento de peso, la estatura y con poca frecuencia el espesor del pliegue cutáneo. Las pruebas de laboratorio en general ocupan un lugar secundario con respecto a estos métodos más tradicionales. Sin embargo, en ocasiones es necesario completar la información que se deriva de la vigilancia nurricional no invasiva con pruebas de laboratorio.

ALBUMINA Los niveles de albúmina en suero se vigilan para medir la madurez hepática y como marcador indirecto del estado nu· lricional. Los niveles de albúmina sérica en sangre del cordón se encuentran en el rango de 3.6 a 4.4 g/100 mi (36 a 44 giL). Se han publicado rangos de referencia específicos para diversas edades en varios anículosH

DE LA CREATINCINASA La creatincinasa (CK) es la enzima que participa en la transferencia de enlaces fosfato de alta energía deltrifosfato de adenosina (ATP) a la crcatina. El fosfato de crcatina resultante se considera como una forma de almacenamiento de alta energía en el músculo esquelético y cardiaco. Se han descrito tres formas isocnzimáticas básicas de la creatincinasa que dependen de las subunidades que componen la molécula: MM (CK-3, que se encuentra principalmente en músculo eSljuclético), MB (CK-2, que se encuentra principalmente en teJido del m1ocard1o) y BB (CK-1 , que se encuentra principalmente en el cerebro, pero también en los tejidos placenta·

HIERRO Los valores del hierro en suero varían con rapidez durante el primer año de vida. En general. las reservas de hierro descienden durante los primeros meses después del nacimiento. Esto se exacerba por el aporte inadecuado de hierro en la diera, lo que se denomina deficiencia de hierro inducida por la leche durante la lactancia. Los valores de hierro total puc· den ser de tan sólo 30 a 70 ~g/ 100 mi (5.4 a 12.5 JlmoUL) de los cuatro a los diez meses. Después de alcanzar este punto mínimo, se observa un incremento gradual hacia los niveles que responden a la etapa adulta.

HEMOGLOBINA La hemoglobina sanguínea se relaciooa con la cantidad de eritropoycsis, que a su vez está en función de la cantidad de hierro disponible para el eritrón. Tras las dos primeras semanas de vida con frecuencia se produce anemia fisiológica en el recién nacido y se alcanzan nadires de hemoglobina san· guínea de tan sólo 9.0 g/100 mi (90 giL). En lactantes normales el promedio es 11.0 g/100 mi (110 giL). Cuando las reservas de hierro son adecuadas se produce una eritropoyesis rápida y la hemoglobina sanguínea tiende hacia los valores normales durante la niñez, que son de aproximadamente 12.5 g/100 mi (125 g/L).35

LIPOPROTEINAS El nivel de lipoprotelnas constituye una medida del estado nutricional y del riesgo genético para desarrollar enfermeda· des de la aneria coronaria. Debido al amplio interés del público en la salud cardiovascular, actualmente se llevan a cabo con mayor frecuencia determinaciones de lfpidos en niños. La determinación del colesterol total y las fracciones LDL (lipoprotefnas de baja densidad) y HDL (lipoprotcfnas de alta densidad) se emplean en niños para valorar el riesgo de enfermedades ~e la aneria coronaria. Cuando el colesterol LDL aumenta, el páciente tiene mayor riesgo de sufrir enfermed:t· des coronarias; el aumento del colesterol HDL hoce descender dicho riesgo. También las apolipoprotclnas, que son compo· nentcs de las lipoprotefnas, se determinan con mayor frecuencia en la actualidad. Por ejemplo, el incremento de los valores Lp(a) se asocia con mayor riesgo de enfermedades coronarias. En familias con dislipoproteinemias se considera que la detección temprana en niños para efectuar las intervenciones necesarias modifica en forma significativa el riesgo de enfermedades coronarias en adultos. Como aún no se dispone de datos longitudinales acerca de la utilidad de la determinación de lfpidos y la inten·ención que se basa en la detección de anomallas de lípidos en niños pequeños, el valor de los programas de detección e intervención en grupos pediátricos aún es incieno. Las primeras investigaciones acerca de determinación de colesterol indicaron diferencias en niños pequeños en función del género y la raza.36•37 También se obtuvieron datos normativos acerca de los valores para lípidos en niños en las investigaciones de deGroot y colaboradores. 38 Los puntos estadísticos de decisión para los niveles en que es conveniente efectuar una intervenciónincluyen colesterol total, colesterol LDL o triglicéridos que exceden 95'k para la edad y el género o valor de colesterol HDL inferior a 5% para la edad y el género. 3~

AMONIACO El amoniaco (NH¡) es un producto de descomposición de los aminoácidos que se metabolizan en el ciclo de la urea. Los niveles de amoniaco en sangre o plasma se elevan en pacien· tes con enfermedades hepáticas, en quienes padecen cienos errores congénitos del metabolismo (p. ej., deficiencias enzi· máticas del ciclo de urea), en estados catabólicos en los que se produce descomposición de proteínas, en el sfndromc de

VAlORACION Nl'ONA1Al YPEDIAlRICA EN EllABOAAtORIO 37 • 675

674 • OUIMICA CUNICA

Rcye o en Jac1an1es premaluros. Durante la primera semana y media de vida los ni\'eles suelen ser superiores en neonalos normales que en adultos; probablemente e110 se deba a que el sistema circulatorio del neonato experimcnla una derivación parcial en el hígado. Los adultos suelen tener valores de hasta 90 IJg N/1 00 mi (64 1Jmol NIL) y Jos recién nacidos normales tienen niveles de 90 a 150¡¡g N/100 mi (64 a I071Jmol NIL).40

--f.-----TOXJCOLOGIA

J.a loxirologfa estudia el efeclo de las toxinas en Jos seres humanos. Las diversas ramas de la misma incluyen toxicologfu arnbicnlnl, cxpcrimcnlal, forense, de urgencias y vigilancia de frtrrnacus. Gracias a que en el laboratorio es posible Jclcrminar la concentración de Jos fármacos (vigilancia de fármacos) es posible emplear fármacos polcncialmenlc tóxicos con mayor seguridad. Los niños con frecuencia son vfclimas desafonunadas de inloxicaciones. La de1ección del lipa de sus1ancia tóxica y la dclcrminación de su nivel hacen posible administrar tralamiemo específico e incrementar la supervivencia de las víctimas de inloxicación. La práclica de la toxicología en el laboratorio afronla relOS especiales en la valoración del neona1o y niños mayores. Corno se mencionó, se producen cambios cualil:ltivos y cuantilalivos en las vías metabólicas en pacienles jóvenes y eslo afecla el metabolismo de 'las toxinas. Anles de explicar dichos cambios es convenienle revisar algunos principios básicos de toxicología. Dado que esta área es muy amplia, se incluye tan sólo una breve discusión de la misma.

cocinélica ya se discutieron en el capítulo 22, no se considera conveniente repetirlos en és1e.

TOXICIDAD Y CANnDAD DEEXPOSICION Al FARMACO O DROGA La toxicidad farmacológica ocurre en niños igual que en adultos y la probabilidad de la misma aumenta a medida que la concentración de toxina se incrementa. Para comprcnd~ r esta relación, es útil el concepto de la curva de dosis-respuesl:l (o curva de concentración-respuesta). En la figura 37-1 se muestran dos curvas teóricas en las que se relaciona el porcentaje de niños (con características definidas) que muestran efectos de interts. El eje x de la curva indica la concentración o cantidad de toxina y en el eje y se grafica el porcentaje de sustancia que muestra el efecto de interés. La curva de la izquierda ( O) indica la fracci ón de niños que presentan el efecto deseado del fármaco (en teoría) en función de la concentración del mismo. A medida que la concentración aumenta. una mayor fracción de niños muestra el efecto deseado. La curva de la derecha (O ~ indica la fracción de niños que presentan un efecto indeseable (desarrollan toxicidad) en función de la concentración del fármaco. A partir de es1a segunda curva teórica se evidencia que el incremento de la cantidad de fármaco da lugar a un mayor número de casos de 1oxicidad. Desde el punto de vista estadístico, ambas curvas de la figura 37-1 son func iones de distribución acumulativa. Tienen formas aproximadamente sigmoidales. La cantidad de fármaco (o la concentración) que se requiere para que la mi1ad de los sujetos presente un efecto de interés es la ED!o (dosis efi caz). Cuando el efec1o de inlerés es la muerte. la ED)O se denomina LD!o (LD significa dosis letal). La rela-

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EXPOSICION A TOXINAS La cantidad efectiva de toxina a la cual se expone el individuo depende de la vía de exposición y 1ambién de la cantidad de toxina. La ingestión es el método más frecuente por el cual los seres humanos se exponen a toxinas con significado clínico. Esto es particularmente válido en el c::so de niños pequeños ya que su curiosidad y hábitos de exploración les conducen a ingerir sustancias tóxicas cuando éstas no se encuentran fuera de su alcance. La inhalación es otra forma de exposición. Ocurre no sólo en el medio ocupacional, en donde en ocasiones existen inhalantes tóxicos. sino tantbién en el hogar cuando se emplean insec1icidas o herbicidas. La ex-' posición intravenosa requiere utilizar agujas con el fi n de adminimar la sustancia por vía percutánea. También se produce absorción de 1oxinas a 1ravés de la piel o membranas mucosas. De todos los métodos de exposición. la inhalación y la exposición intravenosas se consideran en general como más eficaces para suministrar la toxina y producen ni\'eles sanguíneos alias a los pocos minu1os. El eSiudio de la manera como se distribuyen las toxinas en el organismo y de la variación de su concemración en función del tiempo se denomina farmacocinética. Como los principios de la farma-

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ción entre la cantidad de fármaco (o concentración) que se requiere para producir un efecto deseable (o sea EDso) con respecto a la que produce resultados indeseables (TOso o dosis tóxica) se denomina índice teraprutico:

TOXICOLOGIA FORENSE

Además de la toxicología clfnica en niños, el laboratorio participa en ocasiones en toxicología forense. Esta es la ciencia de la toxicología aplicada a casos en que el uso de drogas, fármacos o sustancias intoxicantes haya dado lugar a algún resu.ltado con implicaciones legales. En toxicología forense . TDso Indi ce terapéutrco = EDso es necesario poder dcl'.cnder desde el punto de visla legal los resultados de los análisis. Un concepto imponanle de esta rama es la cadena de custodia, que consiste en un archivo Los fármacos que tienen un índice terapéutico alto se em- de papeles que documenta lo que ocurre a la muestra desde plean de preferencia ya que su margen de seguridad es mael punto en que se obtiene hasta el momento en que se analiyor antes de que se presenten efectos tóxicos. En la figura za. La toxicología forense requiere las técnicas más avanza37-l la TOso es 71.5 mg/L y la EDso para el efecto deseado das. Por ejemplo, para confi rmar la presencia de fármacos en es 24.5 mg/L. El índice terapéutico es 71.5/24.5 2.92. orina tras detectarlos por ensayo inmunológico suele emplearse cromatografía de gases o espectromctrfa de masas. Esto constituye un método químico distinto que se basa en principios fisicoqufmicos diferenles para confiruw los resulVIGILANCIA DEFARMACOS tados que se obtuvieron en el primer análisis. J.a toxi ~olouflt La vigilancia de fármacos se lleva a cabo con frecuencia en forense ha adquirido importancia en los programas parn d~neonatos y niños de mayor edad. Algunos ejemplos de los lección de uso de dr~gas en cmp~c:Kios tanlo en ti scc1or ,l'r' fármacos que se vigilan más a menudo incluyen las metil- -~~~como en el ~obterno, cspecmlrncn1e cunntlo se con~1~c· xantinas (principalmente cafeína y teofilina), anticonvulsira que es umvemcnte para el públrco que se rcullcc es le II(Hr vos (p. ej., fenitoína , pentobarbital y fenobarbital), glucósi- de prueb.as. Para tnlerpretar los ~csulwdos de lns pnreba~ 1m dos cardiacos (p. ej., d i~oxina) y aminoglucósidos (p. CJ., macológteas forenses es nccesano comptcndcr ~nr~IO In farmn· genlamicina, amikacina)~t-•l Aunque la farmacocinética de cocinética individual dd pactcnle como las lrmrtacroncs de estos fármacos no sea exactamente de eliminación de primer las metodologías analfttcas. Es prccrso .efectuar consideraorden, el modelo de un companimiento es de utilidad clfnica. cienes es~cialcs en.casos de rcc t~n nactdos o nconatos. Se Las predicciones se hacen fácilmente empleando una calcu- han estud1ado ampharncnte las dificultades que plantea el )adora de mano. En los modelos más complicados es necesaabuso de drogas en la elapa perinatal.!a.S.I Los result~dos de rio utilizar computadora. Cada uno de Jos tipos de fármacos las pruebas en niñ?s. y en adultos se utrhzan para as1gnar la mencionados tiene un margen de seguridad relativamente cust~ ia, para sohcna_r tratamtento de rchabtlrtaclón, para bajo (índice terapéutico). Producen toxicidad significativa asignar la resp~msab1hdad por a~crdcntes Y ~ara ayuda en cuando se permite que su concentración aumente. Un mccamuch~ otras sttuacrones. A ?Jedrda que se dtspone de más nismo por el cual el médico detecta toxicidad inminenle y conoctmrentos acerca de la mfluencta de l~s dro~as en el está alerta para modificar el tratamiento en forma adecuada comport~rento de los seres huma~fs, la toxtcologta forense es determinar los niveles de los fármacos. dcscmpenará un papel más amplro.

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DETECCION DE DROGAS

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CONCENTRACION DEL FARMACO (mgll.)

Fig. 37-l. CU!Vas teóricas de concenlracíón-respuesla. la curva de la izquierda [)) representa el po{, res· pectivamenle. para el fármaco. la relación de las concentraciones de las dos curvas a la probabilidadde 0.5 es el índice terapéutico.

Además de la vigilancia de fármacos, es ú1il detectar drogas que ejercen consecuencias adversas en el neonalo. La detección positiva de uso de drogas durante el embarazo debe r~~ ponarse a las autoridades de salud local de algunos paises. Un ejemplo de una sustancia de este tipo es la cocaína. El abuso de cocaína por parte de la madre ejerce diversas consecuencias adversas en el embarazo, incluyendo trabajo de 41 parto prematuro.'1· 46 desprendimien10 de ~Jacenta y otras complicaciones para la madre y el feto."'A Los metabolüos de la cocaína (éster me1ilado de ecgonina y benzorlecgonma) aparecen a concentraciones relalivarnente altas en orina Yse detectan con fac ilidad median1e diversas técnicas analíticas (ensayos inmunológicos como ensayo radioinmunoenzimálico, ensayo inmunológico enzimático, ensayo inmunoenzimálico de polarización de fluorescencia y cromatografía de capa fina). La cocaína se modifica por farmacocinética de primer orden en la madre. Sus dos metabolitos principales son inactii'OS. pero penni1en detectar con facilidad el uso de cocaína en el pasado.

--~--RESUMEN Los valores de laboratorio en neonatos y en niños con frecuencia son más dinámicos que en adullos. Por tanto es importante apreciar las diferencias que existen en estos casos para efectuar valoraciones válidas tanto clínicas como de laboratorio. Surgen diversas diferencias debido a la inmadurez de los sistemas nconatales y las l'ías metabólicas (p. ej., metabolismo de la bilirrubina). Otras diferencias se deben a que los niños pequeños experimentan cambios fisiológicos rápidos en Jos primeros años (p._ej., cambios en los líquidos del organismo que afectan los modelos farmaeocinéticos). Otr~s diferencias reflejan cambios que se producen cuando:' nmo se adapta a las fuentes de nutrición extrauterinas (p. CJ.. 01\'eles de hierro en suero). La valoración de las enfermedades se complica debido a la fisiología maternofetal (p. ej., el uso de

VALOAACKlN NEONATAL YPED!ATRICA EN EllABORATOR!O 37 • 677 676 • Q\JIMICA CUNICA

pruebas serológicas para diagnóstico de infección por HIV en el neonato). Aunque en el presente capflulo no se incluyeron todos los ejemplos posibles, los que se mencionaron permiten comprender la importancia del conocimiento de la situi!Ciónde los pacientes neonalalcs y pediátricos para valorar mejor su esllldo en el laboratorio.

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671 • QUIMlCA CUNICA

J

APLICACION DE CONCEPTOS 37· 1 Una mujer de 28 años se presenta en la trigésima s~ptima semana de la gestación. A principios del embarazo se sometió a una proeba de tolerancia A la glucosa que indicó que padecía diabetes. Fue referida para los cuid-ados nccesanos, pero tuvo un mal control del azúcar durante el embarazo. No se observaron otras complicaciones en el curso del mismo. Se llevó a cabo una amniocentesis para valorar la madurez fetal.

e

A" 1

u o•b==========; L

La cromatografía de capa fina indicó que la relación US era

2.3 y no se detectó la mancha de fosfatidilgliccrol. l. ¿Es conveniente que se lleve a cabo el parto?

Valoración geriátrica e'! _el laboratorio

2. Si la paciente no fuera diabética, ¿qué significarían los resultados de US?

APLICACION DE CONCEPTOS 37·2 El virus de inmunodeficicncia humana (HIV -1 o simplemente HIV) es un agente causal del síndrome de inmunodcficiencia adquirida (SIDA), una afección que se produce tras la infección con el virus y eñ la cual la-disfunción inmunitaria se hace generalizada y clínicamente aparente. Existen tres tipos de transmisión importantes: 1) exposición parenteral a la sangre, 2) contacto sexual con un individuo infec1ado y 3) transmisión perinatal. Las pe~onas con riesgo significativo de sufrir infecciones p~>r HIV son quienes abusan de drogas por vía intravenosa, los hombres homosexuales y bisexuales, los pacientes que recibieron factores de coagulación sanguínea antes de que se instituyeran las proebas de detección (y antes de que se dispusiera de factores tratados con calor) y los lactantes que nacen de madres infectadas por HIV. En Estados Unidos cerca de 2% de Jos casos de HIV se observan en pacientes de menos de 13 años. En 1988 se documentaron más de 1 000 casos de infección por HIV en niños. La probabilidad de que una madre HIV positiva transmita la infección a su hijo es un poco menor del 50%.53-!6 Las tasas de seroprevalencia que se reportan en la literatura para mujeres embarazadas varían considerablemente según el riesgo y van de Oa 4.3 por cento.l1 El principal método para diagnosticar la infección por HIV aún Jo constituyen las proebas serológicas. Las proebas de detección inicial en general se llevan a cabo mediante ensayo inmunológico. Los procedimientos de confirmació n incluyen técnica de proeba inmunitaria de revelado, cultivo de inmunofluorescencia y reacción en cadena de polimerasa (PCR).

El diagnóstico serológico de la infección por HIV en lactantes que nacen de madres infectadas por HIV se dificulta porque el anticuerpo materno atraviesa la placenta. 56 Una de las anormalidades que se detectan en el laboratorio en las etapas tempranas de infección por H!V son trombocitopenia (reducción del número de plaquetas en sangre) o hipogammaglobulinemia (reducción de la concentración de globulinas gamma en suero). Los niños infectados también presentan anemia, falta de desarrollo, neumonía e infecciones oportunistas. Estas complicaciones producidas por la infección por HIV dan lugar a morbalidad significativa y altas ta-

sas de mortalidad para dichos lactantes. Está demostrado que Jos nuevos tratamientos para personas infectadas por HlV incrementan la longevidad y la calidad de v ~a. Por este motivo es importante detectar dicha infección. Se observó que una niña de cinco meses tenía equimosis y petequias ampliamente distribuidas en la piel. Su peso correspondía al décimo percentil. El embarazo y el parto fueron normales con excepción de que su madre tenía antecedentes de adicción a sustancias narcóticas. No recibió cuidados prenatales durante la gestación de la niña. Esta última no experimentó síndrome de supresión de~pués del nacimiento. Debido a los antecedentes de abuso de drogas por vía intravenosa de la madre, se recomendó que se sometiera a una proeba para detectar HIV durante la hospitalización. La proeba de ensayo inmunológico dio resultados reactivos repetidos y se confirmó mediante un ensayo inmunitario de western blot. La niña también presentó infección de la región superior del aparato respiratorio. No fue amamantada. El recuento de leucocitos de la niña fue 8 600/J.!L, el valor para hemoglobina fue 9.8 giL, el hematócrito de 31 %, el volumen corpuscular medio (MCV) de 75 femtolitros, la concentración media de hemoglobina celular (MCHC) de 30.2 pg, y el recuento de plaquetas de 28 000/¡.tL. Se encontró que el nivel de hierro en suero era de 16 J.lg/1 00 mi. El nivel de albúmina sérica fue de 2.9 giL. Se llevó a cabo un ensayo inmunológico para detectar anticuerpos al HIV. J. Enumere las posibles explicaciones del cuadro hemato-

lógico de la niña.

Sharon M. Miller

1

l • Describir Jos posibles causas nulrlclonofes de 1~ demencia y los fracturas de codera, en reloclon con lo edod.

¡

OBJETIVOSDE APRENDIZAJE

1f

• Describir los mecanismos genera les por los cuales ofeclo el aumento de edad o los suslonclos bioquímicos.

CONTENIDO DEL CAPITULO

• Describir los mecanismos de los ca mbios relacionados con lo edad, los procedimientos adecuados poro lo valofoción en el laboratorio Y los cambios bioquímicos esperados poro codo uno de los siguientes funciones fisiológicos o sustancias bioquímicos: funcÍCll1()(liento renal tntoleroncla o 10 gklcoso

CAMIIIOS BIOQUIMICOS Funcionamiento renal Intolerancia o lo glucosa Lípidos Gases sanguíneos Proteínas Funcionamiento hepático

·~

1 .11

~

lipldoS

Goses songjneos

Enzimas

Funcionamiento tiroideo

2. ¿Son normales los valores de hierro en suero?

Proteínas Funci()OOIT'iento hepático

ESTADO NUTRICIONAL

3. ¿Son normales los valores de albúmina en suero?

EnzimOS

ESTADO DE VITAMINAS

4. !nterprete la albúmina y el hierro. 5. ¿Qué probabilidad tiene la niña de ser HIV positiva? 6. ¡,Es coO\'enientc detectar la seropositividad en un lactante?

hn:iQn(lfrlento !Joideo • Describir el efecto que ejerc e lo edad sobre el estado nulricionol.

APLICACIONES CLINICAS Demencia Frocluro de lo codera

• Describir el efecto que ejerce lo edad sobre el eslodo vitamínico.

RESUMEN

679

680 • QUIMICA CUNICA

VALORACION GERIATRICA EN ELI.ABOtlATORIO 38 • 641

En la actualidad, los términos persona mayor, de edad avanzada o de la tercera edad se emplean en forma indistintn p111n idcntific111 a individuos de 65 años o más. Actualmrnte, en futados Unidos este grupo es el segmento de la IMlblación que se desrurolla con mayor rapidez. 1Uno de cada fll'hlJ Cll.lllklUnidcmes se encuentra en la tercera edad. El por· ~cnt!Uc de población mayor de 65 años se ha triplicado desde l'rinci¡lios ~e 'ialo y se proyecta que sea de 21% en el año ?OJO. lin 1986, 41 % de las personas de la tercera edad tenfa 75 aftos o m4~; en el ano 2000, aproximadamente 50% de estRI personas tendr4 mil$ de 75 aftos.1.l P111a el mismo año habm aproximadamente 32 millones de personas de edad avanzada en Estados Unidos. Dentro de SO años, según las estimaciones de mortalidad del U.S. Census Burcau,la población de Estados Unidos probablemente incluya a 68 millones de personas y de ellas más de la mitad tendrá más de 75 años y aproximadamente 18%, o sea 12 millones de individuos tendrá 85 años de 124 . edad. · Entre las personas de edad avan~da, se encuentran más mujeres que hombres a cualquier edad y el diferencial de género se hace mayor conforme la edad avanza (fig. 38-l ). En la actualidad, !res de cada cinco adultos son d~ sexo femenino; en 30 años, cuatro de cada cinco adultos de edad avanzada serán de sexo femenino. En el año 2040, la esperanza promedio de vida para las mujeres será de 83 años; para Jos hombres, de 75. Debido a esto, los problemas de salud para adultos de edad avanzada en general son problemas de mujeres de la tercera edad. A medida que la población aumente de edad, se requeri· rán más recursos para cuidados de la salud con el fin de detectar y vigilar los cambios que se asocian con las afecciones crónicas y degeneralivas que caracterizan la tercera edad. Las cstadfsticas de salud nacional indican que las afecciones

ss.

HOMBRES

80-85 75-60 70-75 65-70 60-65 55-60 50·55 45-50 40-45 35-40 30-35 25-30 20·25 15·20 10-15 5·9 <5

1l

-,12~1r0~S-;S-,4-,2~~E-D-AD~-,-,-

D

1980

4 6 8 D

10 12 2o3o

Flg. 38-1. Población tola! (en millones) por grupos de edades y sexo. (Tomado de Cassel CK, Brody JA: Demography, epidemotogy and agong. En Cassel CK et al. (eds.): Geriallic Medícina 2nd 00 '

New York. Spñnger-Vertag. 1990, pp. 1s- 27.)

'

·

crónicas más frecuentes que afectan a personas de edad avanzada son artritis, hipertensión, afecciones cardiacas afecciones auditivas, cat111atas y olros padecimientos visua: les e imped~mentos ortopédicos.4 De 30 a 40% de Jos mayores de 65 anos uenen c1eno grado de pérdida auditiva. Con excepción de esta última, las mujeres presentan tasas más elevadas de enfermrdades crónicas que los hombres. Una de cada cuatro mujeres estadounidenses mayores de 65 años presenta ostcoporosis. Prua las personas de-65-añoso!M~ las principales causas de muerte son afecciones cardiacas neoplasias malignas, enfermedades cerebrovasculares, infl~enza Yncumonfa, arteriosclerosis, diabetes sacarina y lesiones relacionadas con accidentes.5

·----CAMBIOS BIOQUIMICOS

La alteración de funciones que se asoci/ con el aumento de edad y ocasiona más riesgo de que surjan problemas clínicos graves en las personas mayores en general produce cambios bioquúnicos que pueden detectarse en ellaboratorio.6 Se ha propuesto establecer valores de referencia para diversas sustancias en quúnica clínica y actualmente se está llevando a cabo un proyecto a nivel nacional para obtener datos acerca de a~ro~imadamente 200 sustancias de sangre, plasma, suc· ro, hqu1do cefalorraquldeo y orina. Sin emblllgo, la magnitud. Y con frecuencia la dirección del cambio de nivel de la sustancia analítica que se reporta en diversos estudios cllnicos en personas de la tercera edad suelen ser muy variables.1 Esto no es sorprendente, ya que la mayoría de los estudios clínicos son de corte transversal en vez de longitudinal; Jos ~tos suelen reportarse como valores medios y la variación mtragrupal es alta entre personas de edad avanzada; en las personas mayores que son saludables sólo se detecta evidencia bioquúnica de reducción de funciones cuando se encuco· tran bajo tensión.8 A menudo se comenta que las personas ma!ores son m~ heterogéneas que cualquier o1ro grupo de· fimdo cronológicamente. Una revisión de la literatura sugiere que se obse~an incrementos generales, aunque no de tipo umversal, en dtversas sustancias cn!re los individuos de edad al•anzada, las cuales incluyen nilrógeno ureico sanguíneo (BUN), crealinina. ácido úrico, fosfatasa alcalina. deshidrogenasa Iáctica, glucosa en ayunas, hemoglobina glucosada, fructosarnina, colesterol y triglicéridos. También es frecuen· te observar una reducción de los valores de triyodotironina, albúmina, ácido fólico y vitamina B12. Los efectos de las variables preanalíticas, como postura del pactente, nivel de ejercicio, costumbres nutricionales, uso de fármacos, cafeína o ingestión de alcohol, tabaquismo Y hora en que se obtiene la muestra. son de particular impar· tanc1a para valorar el significado de las observaciones de la· boratorio de este grupo de personas. Por ejemplo, las personas de edad avanzada suelen identificarse como una población sedentaria que sólo participa en actividad física mínima. Este estilo de vida afecta determinadas sustancias bioquúnicas. Se ob-

Cuadro 31·1. Interacción da ciertos 16rmocos In vivo

Agentes que se asocian con reducción del• 1lbúmlna en suero Acelanlnolén Anliconvulslvos

Calátb::os

Niacína

Esllógenos

Agentes qua se asocien con Incremento del nitrógeno urelco ungufneo ~

tfodratacina SafiCiatos

lndomeladna Levodopa

Peniciona Propranolol

Tetraáclinas

Eslreptocinasa

Agentes esoclados con un Incremento de creatlnlna en suero Acetaminolén Barbituratos

Antiácidos alcainos

Mino~

Penicilina

Eslreptocinasa

Tl3tidas

Agentes que se asocian con aumento del écldo úrico en suero Agentes anlineoplásicos Prednisona

Etanol Salíciatos

Levodopa

Niacina

Tl3cidas

Agentes que se asocian con aumento de la tosfatasa alcalina en suero Barbituratos Colquicina

serva un incremento cercano a 10% en proteínas totales cuando el individuo cambia de la posición recostada a la erecta. En consecuencia, los niveles de sustancias enlazadas con pro1eínas se ven afectados por la postura en personas no enfermas. El nivel de actividad también inOuye en los resultados de laboratorio. Se ha observado elevación de enzimas séricas como la creatincinasa (CK) de cinco a 15 horas después de hacer ejercicio cuando el individuo, aunque esté saludable, carece de acondicionamiento flsico. Entre las personas de edad es frecuente el uso de diuréticos para tratar la hipertensión. Los diuréticos a largo plazo afectan la tolerancia a la glucosa de cienos individuos. 9 La terapéutica con diuréticos incrementa el ácido úrico en suero de 1 a 1.5 mg/L y precipita o agrava la gota en algunos pacientes.9 Los diuréticos similares a las tiacidas agotan el mag_nesio y potasio del organismo.9 En el cuadro 38-1 se da un resumen de los efectos de ciertos fármacos en los resultados de laboratorio. El envejecimiento es un proceso biológico continuo de tipo dinámico. Se observa gran variabilidad por Jo que respecta a la edad en que se inician los cambios estructurales y funcionales, la velocidad a que progresan y el resultado de los mismos. No todos los tejidos y órganos envejecen a la misma velocidad. El envejecimiento de sistemas especlficos del individuo depende de la compleja interacción hereditaria y de la regulación hormonal e inmunológica, al igual que de factores ambientales como nutrición, ejercicio, uso de fármacos e infecciones. Es fundamental tener presente esta diversidad al examinar las medidas bioquímicas del funciona-

Diacepam '

Nlaclna

Eslrógenos

Prop¡nnolol

miento fisiológico. Los cambios fisiológicos que se asocian con el proceso de envejecimiento normal afectan la susceptibilidad a las enfermedades, la manera en que se manifiestan las afecciones y la capacidad del organismo para reestablecer la homeostasis. Las afecciones homeostáticas son un rasgo característico del envejecimiento fisiológico. En ausencia de estrés las modificaciones fisiológicas relacionadas con el envejecimiento, aunque pueden medirse, a menudo carecen de significado clínico. Es bastante dificil diferenciar entre afecciones patológicas y el deterioro de las funciones asociado con la edad en adultos mayores. En personas de la tercera edad, la presentación de las enfermedades con frecuencia es atípica. Las quejas inespeclficas son habituales y no se observan los síntomas de tipo clásico.5•10 Se estima que de 2 a 3'k ~ las personas mayores tiene enfermedades no detectadas que pueden diagnosticarse mediante pruebas rutinarias del laboratorio. Las más comunes son anemia. bacteriuria, hiperlipidemia, diabetes, lesiones hemorrágicas del colon, hipotiroidismo y perturbaciones de electrólitos. 3 Como los síntomas de presentación suelen ser inespeclficos y confu· sos, el re!raso del diagnóstico es bastante frecuente. Algunas de las afecciones clínicas que por lo general se presentan de manera inespecífica en personas mayores son neumonfa, afecciones de la tiroides, embolia pulmonar, infano al miocardio e intoxicación por digital (cuadro 38-2).5 Debido al aumento de edad, la composición del organismo cambia. El contenido total de agua del cuerpo se reduce de aproximadamente 60% a Jos 25 años hasta 50% a los 70.11 Se observa una disminución de la masa magra del cucr-

VAtOAACION GEiliATiliCA ENEllAil01lA100l0 36 • 663

682 • OUMCA CltiiCA

Cuodlo 38-2. Enlermtdodes con p¡esentoclón lnespecltlco en personas de edad ovonzodos Neumoola Meningitis Tuberculosis Infarto al miocardio

Embof¡a pulmonar --rmfcidad por digital Mixedema Alcoholisroo

Hipotermia Besdne RW: Clnical ap,,oacll lo !he eldelly patient In Rowe ,N/, Be!odrle RW teds.): Gtriottic Alecliále. 2nd ed. Boslon. Lit11e, Btown, 1988. pp. 23-36.

po de alrededor de 15% durante la vida del indil'iduo por atrofra del músculo esquelético y de las vísceras. Como resultado, el ' 'olumen total disponible para la distribución de fármacos y nutrientes hidrosolubles se reduce. De manera simultánea se observa un incremento de tejido adiposo de aproximadamente 15% a la edad de 25 años hasta un 30% a los 70. A medida que las mujeres envejecen tienden a aumentar de peso. Aunque la masa magra del cuerpo se reduce levemente, se observa un ligero aumento del porcentaje de grasa del organismo. Los hombres suelen mantener un peso corporal estable conforme envejecen, ya que la reducción de masa mara del cuerpo se compensa por un equivalente de grasa.' El incremento de grasa del organismo expande la capacidad de almacenamien1o de fármacos y nutrientes liposolubles e incrementa el potencial de acumulación tóxica de estas sustancias. La secreción de hormona del crecimiento de la hipófisis desciende aproximadamente a la tercera parte entre los 25 y los 65 años. La reducción de masa magra del cuerpo, la expansión del tejido adiposo y el adelgazamiento de la piel que se produce debido a la edad probablemente sean ocasionados por una disminución de In secreción de esta hormona. 11 Tanto los hombres corno las mujeres muestran una pérdida gradual de peso al p:r~ar la etapa de "adultos jóvenes" a la de "adultos de edad 3\'an7~rda" .

FUNCIONAMIENTO RENAL Se ha observado que los cambios del funcionamiento urinario se relacionan fácilmente con la edad; la alteración del funcionamiento renal es dramática y ha sido estudiada a fondon A medida que los riñones envejecen, su tamaño se reduce, la esclerosis glomerular aumenta, se producen cambios en los túb\Jlos renales y se altera el flujo sanguíneo al riñón. Se observa una reducción de masa renal de 20<;}. a los 70 años y se proyccra una pérdida de 40'k a los 90 años-'' La pérdida de tejido es de tipo cortical y parece afectar los glomérulos y el tejido de los túbulos en forma proporcional. Después de los 40 años se presenta un incremento constante e? el número de glornérulos cscleróticos_¡; En particular. d1smrnuye la longi1ud y el volumen de la porriún conwnca-

da proximal de los túbulos rcnalc5. Se r c¡K~ln un cntuu,n miento de la membrana basal, que es mrt~ frccurntc en ]o, lúbulos que en los glomérulos. Los cambios ,-n~culnrc~ rcn11· les incluyen formación de placas aneriosclcrólicns y. rr cu u~a de la esclerosis glomerular, pérdida de la rcdirccciún del flujo sangufnco en el interior de la unidad artcriol:rr eferente de los glomérulos. 14 La mayoría de las personas de edad avanzada presenta hipertensión. Sesenta y tres por ciento de los indi,•iduos de 65 a 74 años tiene hipertensión diastólica o sistólica (> 14000 mm Hg)_9.1l.l 6 Más de 30'X de las personas mayores de 75 años tiene presión arterial sistólica aislada en reposo superior a 160 mm Hg. 17 Se ha obscrl'ado que las personas mayores de raza negra presentan hipertensión más a menudo que las de raza blanca. 9•16 El magnesio y el potasio interactúan en los vasos sanguíneos y panicipan en el desarrollo de la hipertensión. Entre personas de la tercera edad es frecuente que existan deficiencias de ambos clcctrólitos.18 Los datos del estudio Framingham relacionan las tasas altas de afecciones cardiovasculares con la hipertensión sistólica en rrsonas de edad avanzada, particularmente en hombres.' Aún no se comprende a fondo el significado ~e la hipertensión en el desarrollo y progreso de las afecciones renales en personas de la tercera edad. El consumo inadecuado de sodio, su retención o ambos factores aunados a la pérdida progresiva de nefrones, parecen desempeñar cierta función en el incremento de la resistencia vascular periférica y en el aumento de la presión arterial con el envejecimiento. Se observan diversas anormalidades funcionales relacionadas en parre con los cambios anatómicos. En condiciones fisiológicas normales, la respuesta renal resulta adecuada para preservar la homeostasis. Sin embargo, cuando e.~ is te tensión. los individuos de edad avantada muestran una menor capacidad de auapración. La reducción de la tasa de frltracit)n ~lmnerular es el cambio fisiológico de mayor importancia que se nhscrva en el riñón de este grupoY El funcionamiento de los glomérulos se reduce con la edad a medida que el númem de ~lomérulos funcionales disminuye y el flujo sanguíneo renal de"icnde. El flujo sanguíneo a través de los riñones se reduce cerca de 10% por decenio en los adultos mayores. El fl ujo cortical se reduce más que el medular. 15 Después de los 40 años, la tasa de fi ltración glomcrular que se estima mediante la depuración de crcatinina se reduce 0.8 mi/minuto por 1.73 M2 o aproximadamente 1'i al año en ausencia de enfermedad clínica declarada (lig. 3 ~-2)H Un método conveniente para estimar el fun cionamiento renal es el de la depuración. La creatinina sérica se deriva del metabolismo de la crcatinina muscular. La creatinina se retira de la sanl_!rc mediante excreción urinaria, principalmente pr•r frltración y, por tanto. su concentración en sangre constituye un índice aproximado de la filtración glomerular. En adultos jóvenes se observa una correlación inversa excelente entre la creatinina plasmática y la tasa de filtrac ión glomerular. En estas personas. un solo valor de creatinina plasmática es un indicador razonable de la tasa de filtración glomerular. Sin embargo. en las personas mayores se produce pérdida de la masa magra del cuerpo (músculo) y. por tanto. se produce menos creatinina. Dehido a esto, los valores de crcatinina sérica pueden resultar confusos (fig. 38-3). Una conccntraci(ln

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Fig. 38-2. Relación entre la depuración de Cleatinina y la edad. (Tomado de Rowe JW, Andes R, lobin JO ycols.: The effect of age on Cllllltinlne dearance in men: Acmss-sectional and longitudinal sludy. J. Ge~onlol 31;1_ 55-163, ~6.:_~10 Tho Geronlofogical Sodety of Ame1lc.1.]

de crcatinina sérica que se considera refleja una lasa de filtración glomerular aceptable en un adulto joven puede indicar insuficiencia renal en individuos mayores.13 La fórmula

de Cockcroft y Gault permite calcular con rapidez In ucpumción de crealinina a partir del nivel de creatinina en plasma o suero, teniendo en cuenta la edad del paciente, el peso y el género. 19 Depuración de creatinina (en varones)= (mllmin) (140- años de edad) x peso (kg) 72 x creatinina sérica (mg/100 mi)

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Flg. ~- Relación erwe la edad y la coo:entlación de Cleatirina sérica y la depuración de creatirlna (cálcUo de CoctaoH y GaUt) en oo hombre de 50 kg. • 35 años; 65 años; 65 años. (Tomado de M~

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RB: Renal 1\Jrdioo in agi1g. J Am Geriabic Soc 37:791·600, 1989.1

Como la depuración de crealinina es aproximadamente 15% más baja en las mujeres, es necesario mulliplicar este valor por 0.85 para obtener el valor corregido para ese género. La valoración del funcionamiento renal que se realiza cuantificando el nitrógeno ureico sangufneo también es poco confiable en personas mayores. La formación de urca se relaciona con el consumo de protefnas. Los nivclcs de nitrógeno ureico sanguíneo suelen incrementarse con la edad a medida que el funcionamiento renal disminuye, pero en ocasiones la reducción del consumo de protefnas en la dieta compensa cualquier incremento debido a disminución de la filtraeión glomerular. Se reportan alteraciones de diversas fu nciones de los túbulos renales en las personas mayores, incluyendo disminución de la capacidad para preservar el agua y concentrar la orina.13 En adultos jóvenes saludables, la osmolalidad de la orina puede ser de hasta 1 200 mOsmlkg durante periodos de preservación renal máxima de agua.19 La osmolalidad urinaria máxima que se alcanza en adullos mayores es aproximadamente 850 mOsmlkg, que equivale aproximadamente a 70'>: de la concentración de las muestras que producen los

6N • QUMICA CUNICA

adullos jóvenes.20 Con frecuencia la reducción mayor de ca· pacidad de concentración se debe a afecciones o medicamen· tos de uso común en personas mayores, por ejemplo fármacos para tratar infecciones del aparato urinario, diuréticos, obstrucción o desnutrición. La incapacidad para regular el balance del agua puede deberse a una reducción de la resruu ta renal a la honnona antidiurética (ADH), relacionada cnn la edad. Asf, el individuo mayor tiene menor capacidad para afrontltr lu deshidmtación o una sobrecarga de agua. El retr11.10 de la rc!puesta de conservación del sodio, el incremento del umbral para la glucosa y la alteración de la excreción de 6cido son observaciones frecuentes en personas de la tercera edad. Las anonnalidades del sistema de renina-angiotensina probablemente expliquen la adaptación lllll lenta a la restricción de sal y la falta de regulación de la presión anerial sistémica. 1' La secreción de aldosterona se estimula principalmente como respuesta a la liberación de renina y a la generación posterior de angiotensina 11. Los niveles basales de renina plasmática son más bajos en personas mayores que en adultos jóvenes. La tendencia de estas personas a perder sal de los riñones se atribuye a los niveles inferiores de aldosterona debido a que existe deficiencia de renina en ellas 8 Las personas saludables de la tercera edad requieren hasta el doble del tiempo que los adultos jóvenes para reducir la excreción del sodio y restaurar el equilibrio cuando se les administra una dieta con bajo contenido de sal. Se han observado modificaciones relacionadas con la edad en la excreción urinaria de catecolaminas, incluyendo noradrenalina, adrenalina y doparninn.21 La L·dihidroxifcnilalanina (L-dopa) plasmática se descarboxila en el epitelio renal para dar dopamina. La excreción de sodio aumenta como respuesta al enlace de la doparnina con receptores en la vasculatura renal y los túbu· los proximales. Los adultos mayores con frecuencia muestran incapacidad para manejar cargas de sodio. Tanto los hombres como las mujeres presentan apro~imadamente un 6.5% de reducción en la síntesis de dopamina por decenio, el cual puede ser ocasionado por reducción del sustrato (L·dopa) o disminución de la actividad de la enzima descarboxilasa dopa. 21 Las personas mayores tienen más probabilidad de deshidratarse y presenlllll hipotensión como respuesta a los diuréticos, en enfermedades febriles agudas o en situaciones en que existe limitación de sal y agua.17 La hipertensión en personas de la tercera edad incrementa la posibilidad de hipotensión onostática.17 La hipotensión compromete el nujo sanguíneo cerebral y puede ocasionar inestabilidad física. Las anonnalidades del equilibrio y las perturbaciones de la marcha son frecuentes entre personas mayores e incrementan el riesgo de que sufran caídas. Se piensa que existe una deficiencia de vitamina B12 en casos de hipotensión ortoslática y a menudo se observa en adultos mayores una deficiencia de cobalamina e hipotensión ortostática.22 La reducción de la sensibilidad a los barorrcceptores también hace que estas personas estén más expuestas a la hipotensión ortostática.9 El incremento del umbral tubular renal para la glucosa y la reducción de la tasa de filtración glomerular que se presenta e~ estas personas implica que no basta con probar la ausenCia de glucosuria para excluir el diagnóstico de afecciones de la tolerancia a la glucosa o diabetes sacarina. Bajo ten-

VALORACION GERIATRICA EN EllA60RATOR10 38 • 645

sión, los adultos mayores presentan mayor dificultad para Cuadro 3&·3. CambiO$ reloclonodol con lo tdod que preservar un equilibrio acidobásico normal. Tres factores lnftllyen en lo occlón de Jos medlcamenlot contribuyen de manera fundamental a esta afección de la capacidad renal para excretar iones hidrógeno_ll.2l La disminuIncremento del pH gástrico ción de la capacidad de excreción de ácido se ha ligado a Afecciones del vaclarriento gástrico afecciones de la secreción tubular renal de amonio. La reReducción del nujo sangulnao esplácnico ducción de la síntesis de aldosterona impide la secreción de Disminución da la molilidad gastrointestinal W en los túbulos y se observa una reducción del ácido_tillh--.,- __ _- -Aedueci6n y adelgazarriento de la superticle da absordcín lable en orina debido a escaso consumo oral y en consecuen• gastrointestinal cia disminución de la excreción de fosfato, que es el princiReducción del tamaño total del cuerpo (en personas de edad pal amortiguador de la orina. avanzada) Es frecuente observar anemia en los adultos mayores. Jncramenlos relativo de la grasa total del cuerpo (hasta que se La hemoglobina tiende a reducirse con la edad en los homalcanza la edad avanzada) bres mayores de 60, aunque en las mujeres los valores no deDismlnución de los tejidos con actividad metabólica clinan hasta mediados del decenio de los 80 años. Más que Aeduccióo del agua total del cuerpo una deficiencia de micronutrientes como hierro, la deficienAeduccióo de la concentración de albUmina en plasma Aumento de la gtucoproteína ácida alfa·! (leve y variable) cia de folato o cobalamina ~arece producir el descenso de hemoglobina y hemat6crito.2 La eritropoyesis ineficaz debiReducción de la masa hepática Reducción de la actividad enzimátíca de los microsomas hepáticos do a la disminución de la liberaCión de eritropoyetina conRedistribución del flujo sanguíneo regional procedente de hlgado y fonne se pierde tejido renal reduce la capacidad del organismo riñón . para estimular la formación de eritrocitos como respuesta a Reducción de la tasa de filtración glomerular la reducción de oxigenación a los tejidos.tn personas mayores se observa una disminución de la masa de eritrocitos - - + -- -Afecciones del funcionamiento de los túWos renales que se detecta por valores de hematócrito nonnales, no altos, a pesar de la reducción de agua total del cuerpo.11 La anemia Tomado de SMI CG: OnJg thorapy.ln Palhy MSJ. Fonuune P leds.): Gttialric Madicine, PIIJbltmS and PIOC1ices.l.ondon, Splilger·Verlag. 1989. pp 299-311. de la insuficiencia renal crónica se debe a reducción de la producción de eritropoyetina. También se ha sugerido la probabilidad de que exista un defecto en la producción de eritropoyetina que sea la causa principal de la anemia en las de los adultos mayores a la incontinencia urinaria. L3 inconafecciones reumáticas crónicas.24 La síntesis de la potente tinencia afecta a 1Omillones de adultos en Estados Unidos, hormona calciotrópica, 1,25-dihidroxivitamina D, sólo se incluyendo de 15 a 30% de personas de edad avan23da que efectúa en la corteza renal. Las afecciones de los niveles de viven en sus comunidades y de 50 a 60% de los que viven en la vitamina D que producen perturbación del metabolismo asilos. Las mujeres úenen d doble de probabilidad de sufrir del calcio y pérdida de la densidad ósea, quizás se deban a la incontinencia que los hombres. Las causas significativas de pérdida progresiva de tejido renal a consecuencia de la edad. incontinencia urinaria reversible incluyen uso de fánnacos, La reducción del funcionamiento renal relacionada con delirio e infecciones. Se conocen cuatro tipos de incontinenel envejecimiento, hace que las personas corran mayor riescia. La incontinencia por tensión se observa con frecuencia go de sufrir intoxicación farmacológica.25•27 Entre los indivien mujeres que han dado a luz a muchos niños. El control duos de la tercera edad es frecuente que se consuman diversos del funcionamiento de la vejiga se ve afectado en fonna adfármacos de manera simultánea (tratamiento polifarmacológiversa por el dcbilitannicnto de los músculos pélvicos de apoco) durante periodos prolongados. A medida que el fun cionayo ocasionado por embarazos múltiples y las afecciones o miento renal se reduce, los fármacos se acumulan en los tejipérdida de la integridad del esfínter de la uretra penniten que dos a niveles superiores a la dosis terapéutica. Se prescriben se produzcan fugas cuando la presión intraabdominal auaminoglucósidos, litio, digoxina, procainannida y cimetidina menta, como ocurre al toser, estornudar o levantar objetos para afecciones médicas comunes entre personas mayores. pesados. En los casos de incontinencia de nujo, la vejiga no Estos medicannentos tienen efectos tóxicos potenciales y su se vacía nonnalmente, por lo cual experimenta exceso de retención prolongada debido a afecciones del funcionanniendistensión. Esta es ocasionada por medicamentos, problemas to renal constituye un riesgo serio para esos pacientes. Es obstructivos en las mujeres e hipertrofia de la próstata en vafundamental efectuar la vigilancia terapéutica para ajustar la rones. La incontinencia del deseo de orinar se debe a falta de dosis. El efecto acumulativo adverso por el uso de fármacos inhibición de las contracciones de la vejiga en respuesta al múltiples y la reducción de la excreción renal se comprende deseo de orinar. Las causas incluyen lesiones del sistema mejor mencionando la inhibición del metabolismo del anti· nervioso central y factores de irritación local, como infecciocoagulante warfarina, al ingerir cimetidina, que es un medines del aparato urinario. Se observa incontinencia funcional camento para la úlccra.27 En el cuadro 38-3 se indican otros cuando el funcionamiento del aparato urinario inferior está cambios fisiológicos relacionados con la edad que innuyen cognoscitivos y la inmovilidad 1 intacto. pero los trastornos en la forma en que el organismo maneja los fármacos. afectan la micción.28 La modificación del funcionamiento del aparato urina· La valoración de laboratorio de los pacientes con inconrio inferior provoca graves problemas de salud entre las pertinencia debe incluir análisis de orina, detenninación de los sonas mayores. Estos cambios incrementan la vulnerabilidad l niveles de creatini na sérica o nitrógeno ureico sanguíneo y

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del volumen residual de orina tras la micción. Otras pruebas que se sugieren son cultivo de orina, glucosa sangufnea (la poliuria se asocia en ocasiones con diabetes sacarina) y citología urinaria.

INTOLERANCIA A LA GLUCOSA La aparición de hiperglucemia en personas de edad avanzada está ampliamente documentada. La capacidad del cuerpo para preservar 1~ bomeostasis de la glucosa tras la prueba de utilización de glucosa se afecta en fonna progresiva.29.l0 La tolerancia a la glucosa se reduce con la edad, aun en ausencia de diabetes declarada, que generalmente es de tipo 11 o diabetes sacarina no dependiente de la insulina.31 Para el diagnóstico de esta enfennedad es necesario que la concentración preprandial de glucosa plasmática e~ceda 140 mg/100 mi o que la glucosa posprandial sea superior a 200 mg/1 00 mi. Es fundamental confinnar los datos obtenidos repitiendo la prueba otro día. En la prueba oral de tolerancia a la glucosa (OGTI) que confinna la diabetes sacarina no dependiente de la insulina, se observan valores de glucosa plasmática >200 mg/100 mi después de una hora y dos horas tras la ingestión de una solución que contenga 75 g de glucosa. Entre los adultos jóvenes hay una prevalencia de nproxi· madamente 5% de anonn31idades del metabolismo de In Glucosa (incluyendo diabetes y afecciones de l:ltnlcrnncill a la GIU· cosa). Se considera que el individuo tiene una 11fccci6n 1lc tolerancia a la glucosa cuando se detcmtina en cl laborull!liiJ ni· veles de glucosa plasmática en ayunas que vun ~e 115 u 140 mg/100 mi y cuando como respuesta a la OG'IT la conccntm· ción de glucosa después de una hora es superior a 200 mg/100 mi y el valor después de dos horas es de 140 a 200 mg/1 00 mi. En el cuadro 38-4 se indica la prevalencia de la diabetes Y afecciones de tolerancia a la glucosa en la población en función de la edad. Se ha reportado que una cuana pane d~ las ~rson~ de raza negra mayores de 65 años son dtabéucos. 3 Se estuna que existe cierto grado de deterioro en la tolerancia a la glucosa en 50% de los individuos de más de 60 años. 32 Entre las personas de edad avanzada, es posible que existan diversos factores que contribuyen a la intolerancia a la glucosa, e_ntre ellos se incluye reducción de la actividad física, obes1dad (un peso 40% superior al ideal), pérdida de la masa magra

CuadJo 38·4. Prevalencia de diabetes y alecciones de la33 toleroncla a la glucosa en la población de EsladO$ Unidos

Edad(años)

45·54 55·64 65·74 >75

Porcentaje del grupo de edad con Afecciones de la loleranciaala Diabetes sacarina glucosa

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7.4 9.2 25 (estimación)

VAlC:.ACION GE~IAmiCA EN EllA80RAIOiltO :l8 • 687 686 , QUIMICA CUNICA

del cuerpo. malos hábitos nutricionales y alteraciones de la actividad de la insulina. Aunque el incremento leve de la glucosa sanguínea constituye la "norma" entre adultos ma· yores, es importante recordar que dicha "normalidad" no implica que estos niveles no produzcan daños. 33 Se espera que la prevalencia de afecciones del metabolismo de la glucosa se incremente conforme la población sea cada vez de edad más avanzada. - - ---·· Los individuos que presentan afecciones de la tolerancia a la glucosa no evolucionan necesariamente a diabetes declarada. Sin embargo, presentan mayor riesgo de enfermedades cardiovasculares, incluyendo afecciones coronarias, hipertensión y enfermedades arteriales. Las complicaciones especflicas pnrn diabetes, como retinopatía, nefropatfa y neuropatfn, cn~i nunca se observan. En vista de la semejanza de los cambios estructurales y funcionales, la diabetes se consiclcrn 1111 ejemplo de aceleración del envejecimiento. l.n vnlumción del control glucémico en el laboratorio es fundnmcntnl entre personas de la tercera edad. Los niveles de glucusu en pln1ma o en sangre entera en ayunas se incrementan de 1 a 2 mg/100 mi por decenio en personas mayores de 40 aílos.31·Jl••l4 Algunos estudios sugieren un incremento más notable de hasta 5 mg!IOO mi por decenio. Aunque los valores de referencia entre varones son superiores que entre mujeres de cualquier edad, no se considera que la diferencia sea suficiente para que existan valores de referencia especffi. cos por género. En la menopausia se incrementan los niveles de glucosa en ayunas, pero el uso de anticonceptivos orales, tanto antes como después de la menopausia, también incrementa el nivel de glucosa Cl\ojllasma.31 Los niveles de gluco· sa en ayunas se ven menos infl uidos por la edad que las muestras que se toman en forma aleatoria en el curso del día. En las muestras posprandiales de una y dos horas, la glucosa aumenta en promedio 4 mg/100 mi por decenio después de los 40 años y se observan incrementos hasta de 8 a 15 rng/100 mi por decenio en cienos casos. 30~ Aparentemente, la edad afecta la capacidad del cuerpo para disponer de manera eficaz de la glucosa. El incremento del umbral renal para la glucosa y la reducción de la tasa de filtración glomerular complican la interpretación de la prueba de glucosa en orina. Como se observó, la ausencia de glucosuria no excluye el diagnóstico de diabetes o afecciones de tolerancia a la glucosa. La glucosuria renal que se identifica en adultos jóvenes puede hacerse menos pronunciada a medida que el individuo envejeceY Las alteraciones de la respuesta del organismo a la glucosa relacionadas con d envejecimiento se evidencian cuando se examinan las respuestas a la OGTI. Se observa una elevación progresiva de la curva de OGTI con la edad. El incremento promedio de los niveles que se obtienen con la prueba de carga posprandial es aproximadamente JO mg/100 mi transcurrida una hora y 5 mg/100 mi después de dos ho· ras cada decenio más allá de Jos 35 años. 32 En personas de la lercera edad, el tamaño de la dosis de carga tiene menos efecto en los niveles de glucosa sanguínea que en adultos jóvenes. Normalmeme. los niveles medíos de glucosa en la OGTI son superiores en la tarde con respecto a la mañana. Esta variación diurna se amortigua en personas mayores.31 A cualquier edad, las mujeres suelen presentar niveles de glu-

cosa superiores a los de los hombres por 1Omg/100 mi. Si la curva de OGTI se subdivide en tres fases para esiUdiarla, se observa que en la fase uno, transcurridos de 15 a 30 minutos de la administración de la carga, se obtienen datos similares para adultos jóvenes o mayores. Se cree que esto indica que la edad no afecta la absorción intestinal de glucosa.31 .l2 En la fase dos se observa una variación significativa por Jo que respecta al tiempo necesario para alcanzar los niveles máximos de glucosa, de acuerdo con la edad. En los adultos jóvenes se alcanzan niveles máximos de glucosa en aproximadamente media hora. En los mayores, no se alcanzan valores máximos sino hasta que transcurren de 60 a 75 minutos tras la administración de la carga. Se cree que esta porción de la curva de OGTI refleja el periodo crítico en el cual se deteriora el control glucémico con la edad cuando el incremento de Jos niveles de glucosa e insulina no desencadena el consumo periférico debido a la insensibilidad de Jos tejidos a la hormona. En la tercera fase de la curva se recuperan Jos valores de preabsorción de glucosa. Aparentemente, la velocidad de recuperación es similar en todos los adultos, aunque el tiempo absoluto que se requiere para ~egresar a los niveles que había antes de la carga es más prolongado en personas mayores. La hiperglucemia, aunque sea leve, no es una afección benigna. La osmolalidad plasmática se incrementa a medida que los niveles de glucosa en suero aumentan. Debido al retraso o disminución de la capacidad de los riñones que envejecen para excretar con prontitud las cantidades excesivas de glucosa, se observa incremento del riesgo de coma hiperosmolar no cetósico en personas mayores. Como respuesta a la aha osmolalidad del líquido extracelular, sale el agua de las células en las cuales la entrada de la glucosa depende de la insulina. En estos tejidos se observa deshidratación intracelular. Sin embargo, en los tejidos independientes de la insuli· na, como el cerebro. la glucosa penetra a las células. En respuesta, el agua se desplaza hacia estas últimas y produce inflamación de los tejidos cerebrales debido al edema intra· celular. A continuación se produce choque y coma, y la mortalidad de los pacientes es de 30 a 50%. Este síndrome de hi· perosmolalidad que pone en peligro la vida y es ocasionada por hiperglucemia notable se observa casi exclusivamente en adultos mayores. Los niveles de insulina son suficientes para el'itar la cetosis pero no la hiperglucemia. Las observaciones bioquímicas asociadas con el coma hiperosmolar no cetósico incluyen glucosa plasmática >600 mg!IOO mi; osmolalidad del suero >330 müsm/kg; ausencia de cetonas séricas o can· tídades mínimas de las mismas; pH de la sangre arterial >7.3; bicarbonato en suero >20 mmolll.. y niveles negativos o bajos de cetona en orina_!s · La hiperglucemia también produce cambios reversibles e irreversibles en dil'ersas proteínas. Los azúcares tipo aldosa reaccionan no cnzimáticamente con los grupos amínicos libres de las proteínas para formar proteínas glucosadas. !ni· cialmente. se forma una aldimina, que es una base de Schiff inestable. y 11anscurridas algunas semanas se lleva a cabo el reordenamiento químico para producir un producto Amadori que es estable, aunque en forma reversible (es una cetoamina). Cualquier proteína, ya sea de corta o larga duración, es sus· ceptible a reaccionar con glucosa. El grado en que se gluco·

Productos fmales de glucositaeión avanzada

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. . ti ación de complementos DepósitOS de proternas Al; V .00 de complejoS inmunitmios Engrosamiento de la Fmrnac~ res membrana baSal Danos bsula tucosilación avanzada (AGEJdo la COlágena. (Tomndo do Fig. 38-4. Atrapamiento de moléculas •espectadoras· por productos finales de ~sis o1 diabetic comptications. Ctin Chcm 32:837·041 , vtassara H, BJOwnlee M, Cerami A: Nonenzymatic glycosilation: Role 111 lhe pa t986.J

~i lan las proteínas se relaciona con el periodo de exposición

a determinada concentración de glucosa en sangre. Las pro-

teínas que tienen vida media relativamente corta como las sérícas (p. ej.. albúmina) y la hemoglobina presentan altera· ción de la actividad y cambios configuracionales que se rela· cionan con reacciones reversibles con la glucosa debido a hi· perglucemia leve a largo plazo. La valoración del control glucémíco con el transcurso del tiempo en un paciente se realiza determinando las protdnas glucosadas en suero (p. ej., la fruc1osamina sérica) y la hemoglobina glucosada. Aun en personas de edad avanzada cuyos resultados para la prueba de OGTT se encuentran dentro del rango de referencia, se reporta una elevación de los niveles de hemoglobina glucosada. Los aduhos jóvenes saludables tienen aproximadamen· te de 5 a 7\t de HbA,,; entre las personas saludables de más de 70 años hay un 9'k de hemoglobina glucosada. En prome· dio. cada cambio de 1'h de la hemoglobina glucosada repre· senta una ,·ariaciún de 25 a 35 mg/100 mi de la glucosa plas· mática. Al parecer, la r~riación de los niveles de proteína en suero en personas mayores no disminuye la utilidad del en· savo de fructosamina, siempre )' cuando la concentración de albúmina sea superior a 3 g/100 mililitros. 36 Las proteínas estructurales de l'ida l ar~a como colágena. e]a.,tina, mielina y cristalina. que es una proteína del cristali· no. experimenlan glucosílacíón irreversible no cnzimática Y dan lugar a productos finales glucosados. En ellos hay un en·

ado extenso entre las proteínas y sus derivados. 01ros lace cruz "fi . . cambios que se asocian con esta mod1 Jcac1on postraos1ac1~ínas incluyen mcremento de la ng¡dez de los teJI· na)de prOle . . · b" 1 d Iteración de la respuesta mmunnana y cam lOS en a osd, a ·ón nerviosa. La formación de productos glucosados con UCCI . • roteicos genera grupos reacuvos que atrapan mole~_ulas so· fubles cercanas que ~e encuentran en la matnzdel ICJI~O con· ·untivo (fig. 38-4).3' Se ha propuesto que la mmol'1hzac1ón ~e lipoprotcinas de baja densidad (LDL) sobre protcfnas gl~d s de Jarea duración en las paredes de los vasos sangu1· ~~~: :avorece.la acumulación de lípidos en forma de placas , Quizás éste es el fundamento de la relac1ón entre la fib 1 rosa. · · de ~ dndes hi ·r Jucenüa y el incremento de1 nesgo en ennc pe gvasculares Además, dicho modelo se ha empleado macro · . bas 1 enal plícar el engrosamiento de la membrana a r. . para exquedan atrapadas en ella inmunoglobulinas YalbumJ· porqdube·do al producto de glucosilación avanzada, colágena. na e 1 .• • • y el •os a Jos teJidos. la actJvaclón de complemeniOS Los dm1 · 1 otdnas . mento del reconocimiento y consumo de as pr bo continua· 1ncre modificadas por los macrófagos se lleva a ca a · ción. . . . · · cremen· Los niveles de msuhna sénca posprand1a1se ID . d. h niveles son E 1 tan en adultos mayc>res. n as muJeres. 1c os . rinsu· ríorcs en todo momen1o durante la OGTI. La hlpell de s,urcnia conlribuye en forma independiente al dcsarro \rmeJ .. . d esgo de en•' aterc•sckn>sis. hipcrtenSIOn e mcrcm~n1o ~ n .

688 • QUIMICA CUNICA

medades coronarias_ll..l8..l9 La hipertensión se ha relacionado en forma significativa con el incrememo de los niveles de in~ulina. Estos también se asocian con aumento de lriglicéridos y reducción del colesterol de lipoproteínas de alta densidad (HDL). Se cree que la asociación insulina-andrógeno constituye la base de la diferencia de la respuesta en mujeres y hombres no diabéticos a la glucosa y la insulina dentro del rango normai.
LIPIDOS Lru: factores de riesgo coronario en adultos de edad avanzada induycn hipencnsión sistólica o diastólica. hipercolesterolemia, niveles bajos de colesterol HDL en suero. aumento de la relación de colesterol total con respecto a colesterol IIDL en suero, hipenrigliceridemia, diabetes sacarina, obesidad y tabaquismo. Las enfermedades coronarias producen más de la mitad de las muenes entre personas de la tercera edad.'2 Teniendo en cuenta lo anterior, se han criticado divel'lios estudios de corte transversal de personas de edad avanzada, ya que se considera que los sujetos evaluados son "supervivientes" y no representan al grupo más amplio de personas de edad a1·anzada. Inclusive los estudios longitudinales son difíciles de interpretar si se consideran las modificaciones recientes en la nutrición y el ejercicio que caracterizan el estilo de vida actual de muchas personas de la tercera edad. El colesterol total en plasma y los triglicéridos se incrementan con el envejecimiento. Durante el periodo premenopáusico las mujeres suelen presentar niveles inferiores de colesterol total que los hombres. Otro dato más significativo es el valor superior de colesterol HDL en las mujeres. De los 50 a los 60 años, éstas muestran un incremento definido de c?lesterol tOial que coineidc con una reducción de la producCIÓn de estrógeno por la menopausia. Los niveles de coleste· rol total continúan aumentando hasta los 70 años y las mujeres suelen presentar valores más altos que los hombres a medida que son mayores. Algunos reportes que se basan en los datos obtenidos en el estudio Framingham (Massachusetts) sugieren que el aumento de colesterol en suero ocasiona menor riesgo para enfermedades coronarias emre varones de edad avanzada, aunque se asocia significativamente con este ltpo de enfermedades en mujeres mayores. Otros estudiOs epidemiológicos prospectii'OS ,que se realizan con res-

VALOAACION GERIATlltCA EN El lABORATO!ltO 38 • 669

pecto a enfermedades coronarias e infanos entre hombres de raza japonesa que viven en Hawai suponen que el nivel de colesterol en suero permite predecir las enfermedades coronarias de manera independiente aún entre hombres mayores de 65 años. En estas investigaciones se continúa relacionando la hipercolcsterolemia con las enfermedades coronarias en personas de edad a1•anzada y también en hombres de edad intermedia.42 Según los datos del estudio Framjngham~sc observa un leve incremento en los niveles medios de colesterol HDL de los 60 a los 80 años de edad. Sin embargo, los de colesterol LDL descendieron casi un 9%.43 En el grupo de Honolulú, los niveles medios de colesterol HDL también aumentaron en forma leve, pero los niveles de colesterol LDL sólo cambiaron un 1% en el mismo rango de edades. Los triglicéridos plasmáticos aumentan en forma notable con la edad. En los hombres, el incremento se hace significativo desde los 40 años y los l'alores alcanzan una meseta de los 50 a los 60 e inclusive declinan conforme la edad aumenta. En las mujeres, los niveles se incrementan significativamente de los 50 a los 60 años y alcanzan una meseta o se reducen posteriormente. La reducción de la 1ftividad de la lipasa de lipoproteínas que se reporta con la edad puede explicar en pane las modificaciones de los niveles de triglicéridos en plasma. La relación entre la hipenrigliceridemia y las enfermedades coronarias entre la población general aún provoca controversias. Sin embargo, los datos del estudio Frarningham indican que la llipenrigliceridemia en mujeres, en especial tras la menopausia, constituye un factor de riesgo altamente significativo e independiente para enfermedades coronarias.

GASES SANGUINEOS lnclusil'e en adultos jóvenes saludables, el funcionamiento pulmonar comienza a declinar después de los 25 años.~ La capacidad pulmonar de un hombre de 45 años es aproximadamente 80% de la que tenía a los 25. A los 65, la capacidad pulmonar ha declinado a 60% y a los 90, puede declinar hasta la mitad del valor que tenía con respecto a los 25 años. Esta reducción se liga a cambios adversos y acumulativos en el sistema respiratorio, incluyendo pulmones, tórax, músculos respiratorios y el centro de control cerebral. En adultos que guardan cama se ha observado una reducción continua aunque pequeña de la pO¡ anerial, de aproximadamente 4 mm Hg por decenio. 45 La configuración de las vías respira· tonas y los pulmones varía durante el envejecimiento y el efecto neto es una reducción del áiea superficial para inter· cambio gaseoso. En parle, como resultado de la pérdida de las unidades capilares alveolares y el incremento de fibrosis en la zona íntima de los capilares pulmonares se observa una reducción progresiva de la ventilación e irrigación pulmonar. Esto contribuye a la hipoxia relacionada con la edad (reducción de la pO¡). El control de la ventilación se lle1·a a cabo mediante un sistema complejo de censores, efectores y un quimiorreceptor central en la médula. Este controlador central del tallo cerebral coordina la alimentación procedeme de quimiorrcccptores periféricos ubicados en el cuerpo de la carótida y la aona, en el cuello, y ajusta la actividad de los músculos respiratorios. La alteración de la respuesta vemilatoria a la

hipercapoia (incremento de pC()¡) en personas de edad puede deberse a que el controlador central funciona con menor actividad.45 No existe consenso general con respecto a si el envejecimiento provoca retención de CO¡ y, en consecuencia, modificación de la pC()¡ y del pH. Las respuestas a hipercapnia e bipoxia se reducen 50% en adultos de edad avanzada en comparación con personas jóvenes.44 Los problemas pulmonares frecuentes en personas de la tercera edad incluyen neumonía, enfermedad pulmonar obstructiva cróni· ca, tuberculosis, cáncer pulmonar y trombocmbolia pulmonar. Con frecuencia se dificulta el diagnóstico de la neumonía en adultos de edad avanzada por su presentación atípica. A menudo los rasgos característicos de fiebre, tos, dolor en el tórax y producción de esputo no se observan. Lo más eomún es que el paciente se queje de letargo y pérdida del apetito, pero sin toser. Es común que se presenten confusión y deshidratación. La neumonía en personas de la tercera edad suele tener origen bacteriano y es la causa principal de muerte por enfermedad infecciosa. El patógeno más frecuente es Strtptococcus pnewnoniae. Sin embargo, en aproximadamente la tercera pane de los casos de neumonía en pacientes mayores de 70 años, los agentes etiológicos son bacilos gramnegativos. Inclusive la aspiración leve de saliva durante el sueño puede producir colonización del aparato respiratorio con estos organismos e incremento de la susceptibilidad a la neumonía bactcriana.46 Las enfermedades pulmonares obstructivas de tipo crónico en general se presentan en pacientes con obstrucción de vías respiratorias (como casos de asma y bronquitis), pérdida de la recuperación elástica (como en ca· sos de enfisema) o una combinación de ambos. En pcr~ona~ mayores las causas frecuentes de deterioro repentino del flujo respiratorio ya deficiente induyen 1) infecciones respiratorias, 2) infano al miocardio, 3) uso de scdames, 4) contaminación ambiental y 5) enfermedades sistémicas, incluyendo sepsis o insuficiencia de algún otro sistema.

PROTEINAS Además de su fundón fundamental para preservar el cquili· brio del agua en el organismo y la rt'sistencia a las enfermedades, las prOieínas son muy imrortantes para el enlace y transporte de dil'ersas molé,"Uias que incluyen nutrientes, mctabolitos, hormonas y f:irmac1lS. Las concentraciones totales de proteína en suero varían poco ron la edad. La gluco· protdna ácida alfa-1 se incrementa ron la edad; especialmente en varones de edad al'anzada se obscn•a un aumento de globulinas. Sin embargo. tanto en hombres como en mujeres ocurre una reducción de albúroina en suero relacionada con la cdadJ 1 Si el incremento de ~lobulinas o glucoproteína ácida alfa-! compensa la reducción de albúmina, los valores totales de proteína en suero permanecen prácticamente sin cambio. Aun en personas bien nutridas de edad avanzada se hace aparente una reducción de albúmina sérica después de los 50 años. De los 30 a los 80, la albúmina en suero se reduce de 10 a 15%; recientemente, se rer,nó una reducción de algo más de 0.5 gJL por dccenio.~ 1·' Las proteínas enlazantes de fármacos más importantes en la sangre son la albúmina y la glucoprotcína ácida alfa-l. Si se reduce la albúmina. se ob·

serva mayor porcentaje de fármacos enlazados con proteínas en el organismo en su forma libre o bioactiva. En los pacientes de la tercera edad es necesario reducir la dosis de fenitoí· na, warfarina, salicilatos, sulfonamidas, tiroxina y antidcprcsivos tricfclicos para alcanzar determinado nivel de fánnaco libre, ya que por lo menos 90% de cada uno de estos medica· mentos se enlaza con las proteínas en suero. La albúmina también se liga con 50 a 90% del calcio enlazado con protef· nas. La reducción de albúmina en suero relacionada con el envejecimiento conlribuye a la disminución del calcio total que se observa en personas mayores.31 ·~ 9 Puede producirse una elevación modesta de calcio en suero en casos de hiperalbuminemia o deshidratación, que son frecuentes en personas mayores. La reducción de los niveles de protel'na por desnulrición proteico-calórica se presenta en todos los individuos, sin importar la edad. Para mejorar la utilidad diagnóstica es preciso corregir los niveles de calcio total en suero teniendo en cuenta los cambios de albúmina superiores o inferiores a 4 g/100 mi. Una fórmu la simple que se emplea para obtener el calcio ajustado según la albúmina es: 50 Ca ajustado(mg/100 mi) =Ca tOial(mg/100 mi) - albúmina (g/100 mi)+ 4.0 Se observan variaciones circadianas (diurnas) y estacionales en las pi'Í>teínas totales en plasma, que no estilo relacionadas exclusivamente con los ritmos circadianos de volumen sangu(neo en sujetos saludables tanto jóvenes como de edad mayor.51 Las concentraciones medias de 24 horas de protef· nas plasm~t icas muestran una variación mayor scg~n la esta· ción en los grupos de personas mayores (7 a 8 giL) que en hombres jóvenes (2 a 5 giL). Los cambios estacionales de las proteínas plasmáticas fueron más notables en personas mayores. El máximo según la estación se produjo en octubre y el mínimo en el periodo de marzo a junio. La media anual (± SEM) de las pr01eínas plasmáticas fue de 67.4 ± 1.3 giL en hombres mayores, aproximadamente 4 giL menos que en hombres jóvenes (7 1.7 ± 0.5 giL). Especialmente en adultos mayores, estos cambios de las proteínas plasmáticas afectan de manera significativa el enlace de los fármacos y su transpone. También se observan modificaciones de los niveles de proteínas en circulación asociadas con la respuesta inmunitaria. Las alteraciones de las defensas del huésped con la edad con frecuencia se relacionan con el número y actividad de las subpoblaciones de linfocitos T. Las obser~aciones interesantes incluyen 1) reducción de la masa del timo con la edad, sin que cambie prácticamente el número de linfocitos en circulación, 2) incremento de la incidencia de anergia tras los 60 años, aun en personas saludables. 3) reducción de la proliferación de linfocitos en respuesta a antígenos y mitóge· nos, y 4) reducción de la producción de interleucina-2 (IL-2) por células T estimuladas con antígenos junto con un:• reducción de la densidad de receptores IL-2 en la membrana cclular.l2 La prostaglandina E2 (PGE¡) producida por los monocitos actúa como inhibidor de retroalimentación de la prolifera· ci6n de células T y suprime la producción de IL-2. En las personas de edad avanzada se produce una cantidad significativamente mayor de PGE2 en las células mononuclearcs

690 • OOWICA CUNICA

VAlORACION GErl!AIIliCA EN EllASOAATORIO 3a • 69t

periftricas y las células T de éstos son más sensibles a la inhibición.52 Los cambios de inmunidad humoral con frecuencia son secundarios a cambios en el funcionamiento de las células T. Las observaciones son contradictorias, pero se asocia una pérdida progresiva de la inmunocompetencia con la senectud del sistema inmunitario. También se producen leves cambios en la inmunidad humoral. Se observa una reducció_n d~ la producción de anticuerpos como respuesta a la mmum23Ct6n, con valores máximos en suero inferiores y una aceleractón de la descomposición del título de anticuerpos con el transcurso del tiempo. Sin embargo, también se ha detectado un incremento de autoanticuerpos en circulaCIÓn. Con la edad, las concentraciones séricas totales de inmunoglobulinas tienden a estabilizarse o a aumentar. Se ha obscn·ado de manera congruente una tendencia hacia el incremento de los niveles de lgA. 31 En las personas de edad muy avanzada (>80 años), algunos estudios mostraron una reducción de IgG o lgM. 53.S4 La incidencia de autoanticuerpos se incrementa con la edad, ya sea en presencia de enfermedades sintomáticas o en ausencia de las mismas. Las discrasias de células plasmáticas son más frecuentes en personas mayores. Las afecciones de células B que se caracterizan por eleí·ación de los niveles de proteína en suero incluyen gammopatías asintomáticas, mieloma múltiple y macroglobulinemta de Waldenstrom. Se presenta una reducción progresiva de los anticuerpos de tipo natural como isoaglutininas ABQ3l.lJ Sin importar la edad, los individuos con infección o inflamación presentan elevación de los niveles de reactivos en fase aguda. La concentración de glucoproteína ácida alfa-1 aumenta durante enfermedades agudas o tras la intervención quirúrgica y altera las fracciones enlazadas y libres de varios f~acos importantes incluyendo lidocafna, amidepresi\'os trictchcos, propranolol y quinidina2 l

FUNCIONAMIENTO HEPATICO El peso del hígado se reduce de aproximadamente 3% del peso del cuerpo en un adulto joven hasta 2~ en personas may?res_. Aunque después de los 50 años el tamaño del órgano dtsmmuye, la reserva hepática extensa evita la pérdida de funciones ~itales. En personas mayores saludables, las pruebas runnanas del funcionamiento hepático no indican diferencias significativas entre individuos de 50 a 69 años y de 7~ a 80 años.55 Sin embargo, se observan algunas modificaCIOnes de estructura y del funcionamiento enzimático. El número y morfología de organelos intracelulares cambia. El aparato de Golgi disminuye de tamaño, las mitocondrias se reducen en número pero aumentan de tamaño y aparentemente hay más hsosomas. El flujo de sangre al hígado se reduce aproximadamente 1'*al año, lo que da lugar a una pérdida ~i 50% en el flujo sanguíneo de la madurez a la etapa semi. Por tanto, la depuractón de verde de indocianina se reduce, ya que la circulación hepática es menor. Existen reportes conflictivos con respecto al efecto del en\'ejecimiento en el consumo y excreción de bromosulftaleína (BSP). .La variación de la depuración bepática de fármacos espectficos de alta extracción se reduce probablemente debido a_ la dtsmmuctón de la irrigación a los hepatocitos. La mayona de los medicamentos se administra por vía oral y se ab-

sorbe en el intestino delgado. Algunos fármacos se retiran 0 extraen de la circulación de la porta y experimentan metabolismo presistémico significativo en el hígado. Este proceso inmediato se denomina efecto de primer paso. Cuando la actividad metabólica se reduce, hay una disminución del efecto de primer paso y un incremento de la biodisponibilidad de estos fármacos de alta extracción. En personas de edad avanzada los niveles bioactivos o de fármaco libre elevados de medi~entos tan potentes como metildopa, propranolol, verapaDlll, destpramina, meperidina y lidocaína están relacionados con una reducción de la depuración de primer paso. 2l La destoxificación hepática ocurre por dos tipos de procesos metabólicos: 1) oxidación en los microsomas, reducción o hidr~lisis y 2) conjugación con ácido glucurónico, sulfato, ghcma y otros grupos. La actividad de las enzimas microsómicas o de la fase 1 que produce metabolitos hidrosolubles más polares y con frecuencia inacti\'OS parece rcduc~rse con el e~vejecimiento. La eliminación prolongada de ctertas benzodtacepmas, antidepresivos tricíclicos, teofilina Yvanos fármacos antiinflamatorios no estcroides es resultado de la reducción del metabolismo hcJático relacionado con la edad.2l·27 Específicamente, las modificaciones de la actividad enzimática de fase 1reducen el metabolismo de antipirina, diacepam, imipramina, amitriptilina y fenitoína.ll Los efectos acumulativos de fármacos psicoactivos incluyendo benzodiacepinas, que se deben a las afecciones del metabolismo y el retraso en la eliminación, con frecuencia se asocian con caídas que producen fracturas de cadera en personas mayores?'' Las actividades de conjugación o las enzimas de fase 11 cuya acción produce derivados hidrosolubles de los fármacos como los glucurónidos para excreción renal aparentemente no se modifica con la edad. El incremento de la hepatotoxtctdad de f~acos_ como isoniacida y acetarninofén puede produCJr hepatuts crómca en pacientes de edad avanzada.l'6 El _hígado de un adulto mayor tiene menor capacidad para mtctar las transformaciones metabólicas catalizadoras por enzimas como respuesta a desequilibrios o deficiencias en la nutrición. Las reservas de glucógeno se reducen v la capacidad de efectuar gluconeogénesis disminuye. La hiroalbummemta es frecuente. Las afecciones de la síntesis de diversos factores de coagulación contribuyen al desarrollo de anemia. El hígado es el principal sitio en que se metaboliza el alcohol v con la edad esta sustancia se hace más hcpatotóxica. · La producción de bilis es una de las principales funci one~ hepáticas. Los constituyentes de la bilis incluyen agua, áctdos o sales y ptgmentos biliares (principalmente bilirrubina), coles_tcrol y diversas sales inorgánicas. La precipitación del matenal presente en la bilis produce cálculos. En Estados Unidos se detectan principalmente cálculos de colesterol en la población. Se ha sugerido que el incremento de colelitiasis en personas de edad avanzada se debe a que la bilis se sobresatura como resultado del aumento de la secreción hepática de colesterol. De manera simultánea, se observa una reducción en la síntesis de mucosidad y ácidos biliares.48 Los cálculos biliares afectan 15 a 20% de los adultos de todas las edades y de 30 a 50% de las personas de 75 años. De los SO a los 89 años se encuentran cálculos en 229< de los hombres y en 38% de las mujeres. En personas de más de 90, la prevalenm aumenta a 31% en hombres. JI> A cualquier edad, las

mujeres 1ienen el doble de probabilidad de presentar cálculos. La mayoría de éstos son asintomáticos. Los niveles de bilirrubina permanecen inalterados en las personas mayores saludables.

ENZIMAS

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Se han realizado intentos para discernir un patrón en los cambios enzimáticos que se cree están asociados con el proceso de envejecimiento normal. Los hallazgos contradictorios de diversos estudios dificultan la interpretación y correlación de los resultados. Aparentemente, la actividad de síntesis general de enzimas hepáticas no se afecta de manera considerable por el envejecimiento. Con base en diversos modelos animales se han sugerido alteraciones en los niveles enzimáticos y de las propiedades cinéticas, así como desplazamientos en los patrones isoenzimáticos. Existen bastantes datos con respecto a modificaciones en la deshidrogenasa láctica (LO), transaminasa asp:\rtica (AST), alaninaminotransferasa (ALn, fosfatasa alcalina (ALP) y cre3lincinasa (CK) y sus isoenzimas. Aún no se aclara si estas alteraciones se deben al envejecimiento normal. a cambios patológicos subyacentes u ocurren en respuesta al uso de fármacos. Las alteraciones de la masa muscular, la síntesis hepática y el funcionamiento renal contribuyen a que se modifiquen los niveles enzimáticos. Por ejemplo, la transfcrasa de gammaglutamilo sérica (GGT) del hígado alcanza ni,·eles más altos en personas mayores. El incremento puede deberse a que ciertos fármacos actúan como iml uctorc~ de la enzima. incluyendo el etanol. Los anticonvulsi\'Os pro1ocan un incremento notable de GGT sérica. Se ha reportado la inducción de enzimas hepáticas por fármacos anticpiléllli.:os como fenobarbital y fenitoína en varones de edad avanzada..1' Aunque se sabe que los niveles de LD pre;entan un inmmento moderado en personas mayores, en general los resultados no indican que sea necesario ajustar los valurcs de refe rencia para esta enzima. La AST sérica es 10% más alta en varones adultos de cualquier edad que en mujeres adultas. La mayoría de los estudios indica que se produce un incremento enzimático en las mujeres relacionado con la edad, aunque el grado de elevación es poco claro. Los niveles de mujeres de edad avanzada exceden los de mujcr~s jóvenes por cifras que van de 25 a 50%.31 Los hombres de 70 años o más tienen valores promedio de ASTen suero que son un 10% superiores a los de varones adultos jóvenes. El hígado es la principal fuente de ALT. En hombres de edad avanzada los ni\'eles de ALT son JO a 15% más altos que en mujeres mayores. En ellas, lo~ niveles de ALT tienden a permanecer bastante constantes con el envejccimiemo. pero los hombres muestran una reducción de la enzima que se relaciona con la cdad. 31 Es poco claro si el patrón se asocia con modificación de la fisiología hepática o se debe a exposición diferencial al alcohol y otras hcpatotoxinas. La ALP en suero es una sustancia muy importante en la química geriátrica Con frecuencia se utiliza como marcador sérico del funcionamiento de los osteoblastos. Sin embargo, la enzima puede originarse en el hígado. el aparato digestivo, los riñones y en 01ras fuentes. Aunque es posible emplear nuevos procedimientos de ensayo inmunoquímico para diferenciar las isocnzimas ALP, la

actividad total de ALP sérica se detennina de manera rutinaria para valorar el estado del esqueleto58 Tanto el género como la edad influyen en Jos niveles de ALP en suero. En adultos jóvenes, estos niveles son de JO a 15% más altos que' en hombres. En personas de edad avanzada, las diferencias de las enzimas en relación con el género desaparecen, debido a que se produce una n01able elevación progresiva de ALP - en las·mojeres~ que se. asocia con la edad. Se piensa que el incremento significativo de ALP en suero que se observa en la menopausia está relacionado con la aceleración de la pérdida de huesos conforme descienden los niveles de estrógcnos.31En casos de osteoporosis aparentemente los niveles de ALP no varían, pero en casos de osteomalacia la ALP aumenta. En general, se observa un incremento de niveles de ALP con el envejecimiento. En mujeres mayores, los niveles medios de ALP en suero son un 40% más altos que en adultos jóvenes. Los hombres de edad avanzada tienen niveles de ALP en suero inferiores a un 10% de los adultos jóvenes. Se sugiere establecer intervalos de referencia distintos para la ALP para personas de edad mayor, especialmente mujeres. En personas mayores, la actividad de ALP es inducida por _ fá[ma~os antiepilépticos ~r lo menos en el mismo nivel que en personas masjilvenes. - La actividad total de CK sérica v la isoenzima MB se emplean de manera rutinaria para el-diagnóstico de infarto agudo al miocardio. La presentación del mismo con frecuencia es atípica en personas mayores en comparación con personas más jó,·enes. Entre las personas de la tercera edad, la disnea intensa, el síncope y la debilidad son quejas comunes. En casos de dolor en el tórax, el patrón de distribución a menudo es atípico. Los cambios electrocardiográficos tienen menor probabilidad de ser significativos. Debido a estas diferencias de presentación no se considera que exista un infarto agudo al miocardio en las primeras 24 horas tras el inicio de los síntomas hasta en un 50% de las personas mayores. Las pruebas de laboratorio indican elevación de la CK-MB en suero con CK total normal con el doble de frecuencia entre los pacientes de 70 años o más con respecto a los adultos jóvenes.59 La reducción de la masa muscular en personas mayores provoca una disminución progresiva de niveles de CK. Por esto, los niveles totales de CK permanecen dentro de los valores de referencia a pesar de que se presenta infarto agudo al miocardio en los pacientes mayores, especialmente si llevan vida sedentaria y su talla es pequeña. Sin embargo, la CK-MB, que se encuentra principalmente en el corazón, constituye un mayor porcentaje del valor de CK total tras el infarto aun en personas mayores. Los niveles de amilasa en suero se incrementan levemente en personas mayores saludables que tienen más de 60 años y se aproximan a Jos límites superiores con respecto a los valores de adultos jóvenes.'" El incremento del nivel de amilasa sérica se atribuye en parte a que el organismo retiene esta enzima a causa de la disminución del funcionamiento renal.

FUNCIONAMIENTO TIROIDEO El tamaño de la glándula tiroides disminuye en muchas personas mayores y la patología de la misma es frecuente. Se estima que cerca de 4% de los hombres de edad avanzada Y

VAtOAACKlN GERIATiliCA EN EllASORATO!liO 38 • 693

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8% de las mujeres son hipotiroideos; el hipeniroidismo se observa en cerca de 7 a 12% de las personas mayores.60 El diagnóstico de las disfunciones tiroideas en estas personas con frecuencia se retrasa ya que muchas de las manifestaciones clínicas son inespccfficas o alipicas o se interpreta en forma errónea las modificaciones metabólicas y del comportamiento como pane del proceso de envejecimiento norma1.30 Entre personas mayores, suele observarse resequcdad de la piel, cabello áspero, estreñimiento, pérdida de la memoria y falta de atención inclusive en individuos eutiroideos. Las quejas inespecfficas como fatiga, sensibilidad al frío, debilidad y letargo sugieren con mayor probabilidad hipotiroidismo en personas jóvenes que en adultos mayores. Estos pacientes tienen más probabilidades que los más jóvenes de presentar síntomas del sistema nervioso central, que incluyen pérdidas auditivas, parestesias, manifestaciones psiquiátricas y coma, o anormalidades cardiovascularcs. Se reporta - insuficiencia cardiaca congestiva o angina en 25 a 50% de los pacientes hipotiroideos geriátricos. También se observan cambios elcctrocardiográfi cos y elevación de los niveles de AST, LD y CK. Los individuos mayores con hipotiroidismo presentan pérdida de peso en vez de aumento del mismo, COfl\0 ocurre en los adultos jóvenes. La pérdida progresiva del tejido glandular funcional por el envejecimiento se aconlpaña de reducción del consumo de yodo y cambios en la biosíntesis hormonal. Después de los 55 años se reduce gradualmente la concentración sérica de triyodotironina (T¡). También ocurre una reducción correspondiente en la secreción de tiroxina (T.}. Sin emb:~rgo. la disminución de la transformación perifüica de T• a T¡ da como resultado que el nivel de T. permanezca casi normal en suero o descienda tan sólfl un poco. La concentración sérica de T¡ disminuye con In edad.bl En personas de edad avanzada, se reduce la relad ón de T. con respecto a T¡ que libera la tiroides. Las concentraciones bajas de T¡ en personas mayores quizás se deben a una reducción del enlace de la hormona con la globulina enlazantc de tiroxina (TBG). Esto es poco probable ya que los niveles de TBG en suero aumentan con la edad. Aunque los niveles de T¡ desciendan al l'alor hipotiroideo, sólo se observa una elevación leve de tirotropina sérica o de hormona estimulante de la tiroides (TSH).38 El aumento del nivel de TSH acompañado por un incremento del título de anticuerpos antitiroideos sugiere que existe tiroiditis autoinmunitaria con hipotiroidismo subclínico. La respuesta a la administración de TSH aparentemente no difiere en adultos jóvenes y de edad avanzada. En éstos, la respuesta de la TSH a la honnona liberadora de tirotropina (TRH) se reduce entre los hombres, pero no en las mujeres. Con frecuencia se proporciona tratamiento tiroideo a las personas mayores. La prevalencia general de uso de hormonas tiroideas en adultos mayores es de 7'*'.62 El tratamiento inadecuado de la tiroides provoca diversos riesgos en las personas mayores ya que puede empeorar las manifestaciones de cardiopatía coronaria. El hipeniroidismo es frecuente en adultos mayores. En ciertos estudios se dctenninó que la cuarta p:~rte y en otros estudios que la mitad de los casos de hipeniroidismo se pro· ducen en personas mayores de 60 años_;o.J¡ La producción excesiva de T¡, T. , o ambas en un nódulo de la tiroides pue·

de provocar tirotoxicosis en esas personas. Los cambios anaCuadro 38·5. Cambios en los niveles de hormonCI$ en c~culoclón que se observan con el envejecimiento tómicos de fibrosis y atrofia que se asocian con el envejecimiento de la glándula dificultan la detección de nódulos por Horrrona palpación. El síntoma más frecuente de hipeniroidismo en personas mayores es la pérdida de peso.32 La anorexia~ el Relacionadas con la hipófisis estreñimiento son síntomas gastrointestinales comunes. A No! Hormona del crecimiento menudo se observa desaparición drannática de la muscularura Jrolaclina N y debilidad. Sólo cerca de 50% de los f¡acientés mayor-es- ! Somatomedina e presentan los signos visuales clásicos. 2 Los temblores. Arginina vasopresina l cuando se observan, pueden atribuirse a senilidad o a parkin· sonismo. Los síntomas cardiovasculares son comunes e inTiroideas cluyen fibri lación auricular, insuficiencia cardiaca congestiTiroxina va, angina y edema pulmonar.32 Sin embargo, como estos Triyodotironina problemas ocurren con relativa frecuencia en personas mayores es probable que el médico no sospeche el diagnóstico Suprarrenales de tirotoxicosis. El hipcrtiroidismo que se observa en persoCortisol N nas mayores se denomina "tirotoxicosis apática" 11ya que Jos Deshidroepiandrosterona ! rasgos habituales incluyen estado de confusión, depresión y Aldosterona ! falta de ánimo. Los resultados de laboratorio son diffciles de Ranina ! interpretar ya que en ocasiones se observan valores normales Noradrenalina f de T¡ y T4 en suero y consumo normal.de yodo radiactivo. l Adrenalina N Es probable que la reducción de la respuesta.cclular.JLlas --+-- ·---· -hormonas tiroideas relacionada con la edad sea el principal Gastrointestinales y pancreáticas factor etiológico. Se requiere utilizar valores de referencia Insulina t ajustados para la edad con el fin de detectar en etapa tempraGh.o:agon t na las disfunciones tiroideas de las personas mayores y diagPéptido inhibidor gástrico N nosticarlas. En el cuadro 38-5 se presenta uo resumen de los Polipéplido pancreático l cambios de los niveles hormonales en circulación que se producen con el envejecimiento. Gonadales

J.

l

__.,_______ __ ESTADO NUTRICIONAL

Se observan variaciones de los requerimientos de nutrientes, del consumo y del metabolismo entre personas mayores que viven en instituciones y las que viven de manera inde· pendiente en la comunidad. Casi la mitad de los problemas de salud de las personas mayores se relacionan con mala nutrición.63 Inclusive en adultos mayores saludables se identifi· can diversos cambios de fisiología y metabolismo que afectan las necesidades nutricionales. Por ello, se considera conveniente establecer valores dietéticos recomendados de tipo geriátrico para nutrientes específieos.64·65 Datos limitados indican que las mujeres que se encuentran a fines del dece· ni o de los 70 comparadas con las que se encuentran a principios del mismo presentan reducción del consumo de calorías de 19%, de proteínas de 24\\, de hierro de 29% y de vitami· na C de 31'k .M Otros estudios indican que un alto porcentaje de personas mayores tienen un consumo marginal o inadecuado de diversos nutrientes incluyendo tiamina, niacina, vitaminas B6, B¡¡, C y A, calcio. hierro, zinc y proteínas.23•6i-69 Los factores que ejercen efectos importantes en el estado nutricional de las pcrsonus mayores son diversos. Se clasifican en 1res ca1egorías principales: 1) cambios fisiológicos, 2) afecciones patol
Teslosterona (hombles) Hormona luleinizanle HOITilOila lo!culoslimulanle Reguladores del calcio Parathormona Calcilonina 1,25-dihidroxivitamina D

t ! !

N= sin cambio. 1 • disminuye, 1 = aumenta,

Tomado ele~ JE. Korenman SG: lvjr9. 1n 8agdade JO. el al, (eds): 1he Year BookoiEncb:tinobgy. Chicago, Year !lool< Medical Publshe!S. t967, p. 107.

ambientales incluyendo variables ffsicas, biológicas. psicoló· gicas, cuhuralcs y socioeconómicas. El agua es un nutrienle fundamental. Sin embargo. la hipodipsia es habitual en pcr· sonas mayores. En cienos casos la incontinencia urinaria ocasiona que las personas mayores restrinjan su consumo de líquidos. Se ahera la respuesta de sed y la regulación de la temperatura es menos eficaz. La deshidratación es la causa más frecuente de perturbaciones de líquidos y electrólitos en personas mayores.13 Cuando se consumen diuréticos y la temperatura ambiente es alta (esto es común en las residencias para personas mayores) el problema se agral'a. Se cree que la deshidratación crónica desempeña cierta función en la elevada incidencia de formación de cálculos urinarios en estas personas. Los medicamentos y los factores de la dicta que predisponen a la formación de cálculos urinarios incluyen inhihidores de la anhidrasa carbónica, complementos de

vitamina D y calcio, los cuales contribuyen a la hipercalciuria y exceso del consumo de materiales con alto contenido de oxalatos, como té, o megadosis de vitamina C. Se observa anorexia entre las personas mayores. El sentido del gusto cannbia con la cdad.ll Las papilas gustativas que se encuentran a los lados de la lengua y detectan los sabores dulce y salado disminuyen en número. Sin embargo, las que se encuentran en el centro y detectan los sabores amargo y agrio se conservan. El sentido del olfato pierde su agudeza. Diversos fármacos afectan en forma adversa el apetito, el sentido del gusto y del olfato. Por tanto, no sorprende que las personas mayores obtengan menos placer de la alimentación. La mala dentición, la reducción en la producción de saliva y la dificultad para masticar y deglutir tannbién afectan la ingestión. La capacidad de las células parietales para secretar HCI se reduce con la edad. La disminución de secreción de ácido en la mucosa gástrica y del área superficial de dicha mucosa que se relacionan con la Cdad pueden provocar una reducción de la absorción de nutrientes. En general la anemia se debe a malabsorción de hierro y vitamina B12- Las deficiencias de lactasa, que son bastante frecuentes en personas de raza negra y asiática de edad avanzada, oca· sionan mala digestión de carbohidratos.10 Las afecciones agudas o crónicas del aparato digestivo también interfieren con el consuljlo de nutrientes. Las tensiones fisiológicas y psicológicas alteran las necesidades de nutrientes del orga· nismo. Los fármacos ejercen un efecto imponante en el esta· do nutricional e inducen deficiencias.10 Los utudios de l:1 dicta de estadounidenses de edad avanzada sugieren que el consumo inadecuado de calorías y de calcio es bastante fre· cuenten De 15 a 20% de las personas m~ores de 60 años consumen menos de 1 000 calorías diarias. 3 Cuando el con· sumo de calorías es inferior a 1 200 keal, es probable que no se ingieran vitaminas y minerales en las cantidades que corresponden a los niveles diettticos recomendados. Se tiene cierta evidencia de que es conveniente incrementar el consumo de proteínas por kilogramo de peso del cuerpo en personas mayores de 70 años para evitar un balance negativo de nitrógcnoM El consumo diario no debe ser inferior a 12 o 14% del consumo calórico normal. 71 En general, las persO· nas mayores toman un porcentaje más alto de calorías en forma de grasa de lo que es recomendable.23 La desnutrición proteico-calórica. el consumo inadecuado de calorías y proteínas suficiemes para cubrir las necesidades calóricas a expensas de una dieta con alto contenido de &arbohidratos Y baja en proteínas suelen ocurrir cuando se efectúan restricciones de la die1a debido a afecciones médicas o factores sociales.10·68 Se pierde tejido adiposo y masa magra del cuerpo · aunque el edema enmascare la reducción de peso. La desnutrición proteico-calórica es la forma de desnutrición más frecuente en personas mayores.68 La hipoproteinemia con valores de albúmina sérica inferiores a 3 g/100 mi es común en pacientes con desnutrición a largo plazo. . . Los individuos desnutridos son susceptibles a mfeccloncs y muestran una disminución de la inmunidad celular Y humoral. Se observa depresión de la hipersensibilidad cutá· nca de tipo retrasado y anergia. El recambio ráp~do _de prealbúmina proteica (conocida también como t ranstrr~u na Yque tiene vida media de 1.9 dfas) es un indicador sensible del es-

VAl OilACION GEiliAl lliCA EN El \ABOllATORIO 38 • 695

69.1 • QUIMICA CUNICA

tado de proteínas del organismo y de la respuesta a la terapéutica nutricional y es de gran utilidad. Transporta cerca de la tercera parte de T• en sangre y también la proteína enlazante de retino! (RBP). La vitamina A también es transponada por la RBP que forma un complejo con la prealbúmina. El nivel de prealbúmina no se afecta significalivamente por modificaciones del estado de hidratación. Su valor sérico nonnal es de 16 a 40 mg/100-ml y aumenta a una tasa diaria de 1 mg/100 mi cuando se recupera un buen estado nutricional.n La RBP es otro marcador de proteínas que tiene vida media metabólica corta y es útil para determinar el estado de desnutrición proteico-calórica. La determinación de prealbúmina es m:ls conveniente desde el punto de vista clínico, ya que su concentración en suero es de cuatro a cinco veces m:ls alta que la de RBP. Además, esta última se excreta en la orina y por tanto es sensible a afecciones del funcionamiento renal. También se ve afectada por deficiencia de vitamina A.13 Existe controversia con respecto a si los requerimientos de vitaminas y trazas de minerales varían con la edad en ausencia de tensión, malabsorción o enfermedades. El National Research Council publicó recientemente niveles dietéticos recomendados para adultos-divididos e11.dos grupos:. de 23 (o 25) a 50 y mayores de 50 años. Estos niveles no establecieron una diferenciación de requerimientos nutricionales para individuos de edad madura y de edad avanzada. En 1989 el comité llegó a la conclusión de que en ese año los datos no fueron suficientes para establecer niveles dietéticos distintos para individuos mayores de 70 años, aunque hay ciena e'•idencia de que estas personas presentan alteración de los requerimientos de cienos nutrientes por variaciones de la masa magra del organismo, alteración de la actividad física y reducción de la absorción intestinal. Se han formulado críticas bastante fuenes con respecto a la decisión del consejo de no elevar la cantidad recomendable de calcio para adultos mayores a pesar de que la evidencia apoya una reducción de la pérdida de masa ósea y una disminución del riesgo de osteoporosis en las mujeres posmenopáusicas cuando se incrementa el consumo de calcio a 1 200 o 1 500 mg/día. También se indica la conveniencia de incrementar el consumo de vitaminas A y C.68 Se observan cambios relacionados con la edad por lo que respecta a la nutrición y el metabolismo de los elementos traza que incluyen hierro, zinc y cobre. 23•66•74 Aparentemente, cxis1e un potencial considerable para desnutrición de elementos traza en tos adultos mayores por los mismos mmivos que provocan incremenlo del riesgo de desnutrición entre lru; personas de edad avanzada en general. La reducción del consumo olimenticio a medida que disminuye el gasto total de energía, las restricciones de la dieta debido a pobreza Yoportunidades limitadas para adquirir alimentos a consecuencia de incapacidades físicas, así como la mayor incidencia de enfermedades que incrementan las necesidades del organismo respecto a cienos elementos !raza o interfieren con .su ulilización ~on factores que contribuyen afeclan la nutnc1ón de esos elementos en adultos mayores. La vitamina C mejora la absorción del hierro no hemático. Por tanto. la hipovilanJinosis e puede afectar el estado del hierro. La absorción de hierro no hcm:llico se reduce en presencia de fosfato de calcJo, fitalos, salvado, polifcnoles del 1~ y antiácidos.

J

Existen repones contravenidos con respecto a la prevalencia de defiCiencia de hierro en personas de edad avanzada. El consumo de ¡:inc de muchos adultos mayores es de 1ipo marginal o inferior al nivel dietético recomendado de 15 mgldía, por tanto· estos individuos tienen mayor riesgo de sufrir deficiencias de dicho metal.15 Algunos estudios, aunque no todos, indican que la edad produce una reducción de los niveles plasmáticos de zinc.23 La carne es una fuente particularmente rica de ese elemento y las dietas de las personas mayores con frecuencia son deficientes en proteína animal. La disponibilidad del zinc se afecta de manera ad,·ersa por concentraciones altas de fitatos v fibra en la dieta. En un estudio reciente de personas de 6Ó a 89 años que vivían en una comunidad, se observó que lo inges1ión de zinc era inferior al nivel dietético recomendado en 90% de los sujetos. Aproximadamente 15% de las personas de este grupo tuvo niveles plasmáticos de zinc iguales o menores de 70 ~ gil 00 mi (ellúnite inferior del valor normal sin ayuno). La deficiencia de zinc se asocia con cicatrización lenta de las heridas, disminución de la inmunocompetencia (deficiencias en la hipersensibilidad dérmica retrasada e insuf.ciencia de la respuesta de los linfocitos T a la estimulación), reducción de la agudeza del sentido del gusto y anorexia. 23·66•75

------ESTADO DE VITAMINAS

Los adultos de edad avanzada están cada vez más conscienles del beneficio tanto personal como fin anciero de permanecer en buen estado de salud y vivir de manera independiente todo el tiempo posible. El público considera que el consumo de vitaminas es un método para retrasar el delerioro func ional y la incapacidad física que se asocia con el envejecimiento y constiluye una protección contra el cáncer. El uso de suplementos es popular y por lo menos 40% de la población estadounidense toma vitaminas en fonna regular. Entre las personas mayores con recursos el porcentaje se incre· mema casi a 70'7r. El manejo de micronutrien1es y fármacos en general se altera con la edad debido a factores como modificación de la composición del cuerpo, afecciones del funcionamiento renal y reducción de la depuración hepática. La valoración del estado vitamínico es de suma importancia en la medicina preventiva, en especial en grupos de alto riesgo corno personas mayores. El uso excesivo de vitaminas constituye un riesgo para la salud y actualmente se considera que la toxicidad es un problema grave, como lo era an1es la deficiencia de vitaminas. En un estudio reciente de residentes de un asilo para ancianos en California, se observó que 3'* del grupo de esJUdio consumía cantidades potencialmente tóxicas de vitamina A y cerca de la cuarta parte del grupo ingería dosis 1Oveces s~eriore s al nivel dietético recomendado de vitaminas C y E.' El uso múltiple de productos farmacéuticos es frecueme entre adultos de edad avanzada. Doce por ciento de la pobla-

ción, que está constituida por personas de edad avanzada. consume cerca de 30% de los fármacos que se adquieren con recetas en Estados Unidos.25 Los fármacos y los nutrientes con frecuencia interactúan y como resultado se produce una deficiencia vitamínica por disponibilidad, m:ls que porque la dieta sea inadecuada. Las deficiencias de vitaminas B se observan m:ls a menudo que las de otras vitaminas hidrosolubles_ Por ejemplo, los antibióticos afectan la disponibilidad de biotina, folato y vitamina B12. así como de la vitamina K liposoluble.70 La fenotiacina y los antidepresivos tridclicos interfieren con la acción y aceleran la excreción de la vitamina B¡, ribofl avina. El uso de antiácidos a largo plazo puede orieinar deficiencias de tiamina.11 • Diversas afecciones clínicas que son habituales entre los adultos de edad avanzada hacen necesario valorar el estado vitamínico (cuadro 38-6). Es probable que existan afecciones de ingestión, digestión y absorción. Los cambios en las prácticas nutricionales y los métodos de preparación de alimentos. la reducción del ácido gástrico, de las secreciones pancreáticas e intestinales y el uso excesivo de laxantes son sólo algunos de los factores que pueden afectar el estado vitamínico de las personas mayores. La reducción del funcionamiento renal que se asocia con el envejecimiento conduce a retención prolongada de las vitaminas hidrosolubles y por tanto el individuo tiene mayor riesgo de desarrollar efectos secundarios adversos por su ingestión. El incremento de tejido adiposo y la reducción de masa magra del organismo expande el potencial de acumulación de las vitaminas liposolubles, que entonces pueden acumularse hasta alcanzar niveles tóxicos. En ambos casos, el incremento considerable del consumo ''itamínico puede tener consecuencias graves. Además de presentar deficiencias declaradas de micronulricntcs, muchas personas de edad avanzada corren el riesgo de sufrir deficiencias subclínicas o marginales de vitaminas y elementos traza. Con frecuencia se detectan nivdes inferiores al óptimo de vitamina C, tiamina, vitamina B1 2. folato, piridoxina, vitamina D y zinc.68 Los niveles de vitamina C en sangre emera, plasma y leucocitos se reducen con el envejecimiento. Los niveles de vitamina C en el plasma de las mujeres son más altos que en el de los hombres, aunque reciban la misma dieta controlada. Esto aumenta la posibilidad de que los hombres corran mayor riesgo de desarrollar deficiencias de vitamina e aunque consuman el nivel dietético recomendado de 60 mg/día. Se han reportado deficiencias de la vitamina induddas por fármacos entre personas que son fumadoras o que utilizan esteroides anticonceptivos por vía oral. La aspirina y los barbituratos favorecen la excreción urinaria de ácido ascórbico y por tanto reducen sus niveles en el organismo. Los niveles bajos de vitamina e provocan dolor en las aniculaciones. susceptibilidad a la formación de equimosis, fatiga y afecciones del conocimiento. Estos problemas pueden considerarse simplemente como una consecuencia natural del envejecimiento. Diversos investigadores han puesto en duda la verdadera incidencia y prevalencia de la hipovítaminosis C. La evidencia sugiere que una porción considerable de las personas mayores presentan niveles de vitamina e inferiores al óptimo.78 Se piensa que la deficiencia subelínica de vitamina C constituye la base de la pérdida de la capacidad para

la reparación de los tejidos, de la disminución de la integridad del tejido conjuntivo y del retraso en la cicatrización que se observa en adultos de edad avanzada. La vitamina C funciona como un polente agente reductor y es de swna imponancia para la síntesis de colágena y noradrcnalina; panicipa además en la activación de diversas hormonas y factores de liberación que incluyen calcitonina, factores de liberación de hormona del crecimiento, conicotropina y tirotropina; además, reduce los radicales libres. Las funci ones anticarcinógenas de la vitamina C se relacionan con sus propiedades antioxidantes en la fase acuosa celular. Diversos esJUdios epidemiológicos reponan una reducción del riesgo de contraer cáncer cuando se incrementa el consumo de vitamina C. Los niveles altos de esta vitamina disminuyen el riesgo de cataralas porque protegen la proteína del cristalino contra la oxidación. Otras funciones de la vitamina incluyen mejoría de la respuesta inmunológica y descenso de los niveles de colesterol en cienas personas. En un estudio preliminar se relacionó el uso diario de complementos de vitamina C y E con un retraso de la progresión de la enfermedad de Parkinson en vinud de la reducción eficaz o eliminación de los radicales libres en el tejido cerebral.19 También se sugirió que la vitamina C desempeña ciena función en la prolongación de la vida. Nueva evidencia sugiere que el consumo de vitamina C en cantidades mayores del ni,•el dietético recomendado hace descender en forma considerabl~ la tasa de muene por afecciones coronarias además de reducir las muenes por otras causas. Esta relación inversa entre el consumo de vitamina C y la monalidad es particularmente notable en los hombres. La mavoña de las vitaminas funciuna como cofactores en reaccio~es catalizadas por enzimas. Las vitaminas de complejo B, tiamina, riboflavina, vitamina B6. B12 y folato son muy imponantes para la síntesis de neurotransmisores, incluyendo noradrenalina, dopamina, serotonina, ácido aminobutúico gamma (GABA) y acetilcolina. Además, la tiamina, riboflavina, fola10 y vitamina Bt2 funcionan como coenzimas de las vías de metilación para la síntesis de 5-metiltetrahidrofolato y S-adenosilmetionina, y ambas sustancias tienen una actividad antidepresora notable. Se ha reponado una correlación significativa entre el estado de tiamina y el funcionamiento neuropsicológico que se valora por el desempeño cognoscitivo y la electrofisiología cerebral. 80 En conjunto, estas observaciones sugieren que las vitaminas B participan de manera vital en el desarrollo y tratamiento de afecciones del funcionam iento afectivo y cognoscitivo que se presentan en muchos adultos de edad avanzada." Aún no s'e aclara el significado de las deficiencias vitamínicas marginales o subelfnicas con respecto a la integridad del funcionamiento cerebral Y por tanto con respecto a la vida diaria.80 Los individuos en los que se identifican deficiencias marginales presentan anorexia. pérdida de peso, perturbación del sueño, malestar g:neral. irritabilidad, mala memoria, depresión y mala coordinación. Se considera conveniente valorar el estado de la tiamina en casos de depresión y afecciones del sueño en personas de edad avanzada antes de recetarles sedantes htpnótlcos. 8~

La vitamina B6 (piridoxina) funciona en dive:sas reac. ciones que se relacionan con el metabolismo de ammoác~do~ y proteínas. los niveles séricos de la cocnzima con acuv¡da

696 • QUIMICA CUNICA

VALORACION GERIAIRtCA EN EL lABORATORIO 38 • 697

Cuadro 38-6. Síntomas y signos de deftclenclos nutrlclonoles en peqonos de edad avanzodo Deanutrlclón prottlco-c.wlórlca Peso corporal balo Rlduc:dón de la grasa subcutánea PaJ'Idez y fatiga Desgaste temporal Dannatilis Afecciones lrvnulilarias con at.mento del riesgo de infecciones Hipoproteinemia y edema Oeflclencla de vitamina

Daflclencla dt vltamlrn~ (continúa)

e

Pérdida de ene1gfa Fonnación espontánea de equimosis

Mialgia Gingivitis Encías sangrantes

Anorexia Malastar general Debilidad en las piernas Sensación de piquetes ycosquilleo (sfndrome de sensación quemante en los pies) Reflejos lentos o ausentes Palpitaciones Insuficiencia cardiaca Encefalopatía

Eh Oueilosis Estomatitis angular Visión borrosa con sensación quemante en los ojos Síndrome orogenital Pérdida excesiva del cabello ~

Oop10sión ycambios del estado de ánimo Irritabilidad y mala memoria Neuropalla parH6rica Alteración de los reflejos Ataxia espinal Anemia Faligarse con facilidad

Folato Ancrexla Irritabilidad, mala memoria, comportamiento paranoico Anemia

Malabsorción

¡-

o Dolores en los huesos Marcha tambaleante Fracturas espontáneas Pérdida acelerada de la estalula vertical Pérdida de la movilidad

Bt

1

Debilidad muscular

l 1

j

A Mala visión noci\Jma Dermatitis

Btz

•

Anemia megaloblástica Glosilis Daño neurológico Malabsorción . Deficiencias dt minerales

Calcio, fósf010 Dolores

Osteoporosls Fraci\Jras mpetldas

Z'lllC Pérdida del sentido del gusto y del olfato Pérárda excesiva del cabelo Proslatismo Mala visión noci\Jma Mala cicatrización de heridas Anorexia Yodo

Bocio FIIJOruro -Caries dental Cobre Anemia microcftica hipocrómica Neutropenia Anormalidades óseas Cromo Intolerancia a la glucosa Selenio Caldiomiopatía Miosílis Anemia hemolitica

;omodo de Gupta Kl. Dwooin B, Gamben SR: Convnon outntionallisor!lert in tr.e elderlf: Alypical maniestations. Geriatrics 43: 1!7·97, t988.

l j

metabólica de la vitamina, el piridoxal-5'-fosfalo, se reducen con la edad a lo largo de toda la etapa adulta. Los patrones nutricionales y los medicamentos suelen ocasionar la hipovitaminosis. Las personas de edad avanzada corren mayor riesgo de sufrir deficiencias de vitamina Bt.. Diversos estudios indican que 50% de las personas mayores sólo consume las tres cuartas partes o menos del nivel dietético recomendado para esta vitamina La deficiencia de vitamina B6 afecta la producción de IL-2 y la proliferación de linfocitos en adultos mayores.13 En casos de deficiencia declarada, pueden ocurrir cambios de la personalidad, irritabilidad, depresión y ~rdi­ da del sentido de responsabilidad. También se obsma depresión de la inmunidad humoral y mediada por células que se hace evidente por reducción de la síntesis de DNA en los linfocitos como respuesta a los mitógenos de células T y B.8l.l4 Un estudio reciente demostró que la deficiencia de vitamina B6 reduce el número total de linfocitos periféricos, las respuestas mitógenas de las células T y B, y la producción de IL-2 en adultos mayores saludables. La inmunocompetencia se mejora administrando complementos. Sin embargo, es necesario tener precaución ya que la ingestión prolongada de megadosis de vitamina B6 puede producir neuropatfa periférica con falta de coordinación muscular y disfunción sensorial grave. La síntesis del DNA y la división celular dependen de la disponibilidad de cobalamina, vitamina B ¡¡.i.l Esta vitamina también se requiere para la síntesis de metionina y participa en el metabolismo de grasa y carbohidratos. Conforme las personas envejecen, los niveles de vitamina B12 en suero se reducen. Las personas saludables que tienen 70 años sólo presentan de 60 a 80% de los niveles en circulación con respecto a los adultos jóvenes. Diversos estudios reportan que de 15 a 50% de las personas mayores presenta niveles séricos iguales o inferiores a 150 pg/ml, y que los valores de referencia son de 200 a 900 pg/ml. La causa más frecuente de falta de vitamina B12 es una carencia de factor intrfnseco, que en general se atribuye a auofia gástrica o a gastrectomfa parcial o total. La prevalencia de la bacteria, Htlicobacttr pylori se incrementa con la edad de aproximadamente 10% en adultos jóvenes hasta más de 60% en individuos de 60 años de edad o más.16 H. pylori es la causa más común de gastritis y su r,esencia se correlaciona con la gastritis aguda y crónica.48•1 La prevalencia de gastritis atrófica crónica aumenta con la edad. La secreción anormalmente baja de ácido gástrico acompaña a la gastritis atrófica crónica. La aclorhidria, que reduce la absorción de vitamina Bn, se presenta en 20 a 40% de los adultos mayores de 70 años dependiendo de los criterios de diagnóstico que se aplican y de la población bajo estudio.17 Al interrumpirse el mecanismo normal de retroalimentación para la liberación gástrica, los niveles de gastrina en suero se elevan en la mayoría de los individuos con aclorhidria. La reducción de las secreciones gástricas disminuye la disponibilidad de factor intrfnseco y por tanto hace descender la absorción de cobalamina y da lugar a anemia perniciosa. La malabsorción generalizada por ileítis regional, la enfermedad de Crohn o las resecciones intestinales también afectan el consumo de cobalamina. La ~rdida de autotolerancia inmunitaria entre personas de edad avanzada probablemente permita el desarrollo de autoanticuerpos a las

células gástricas parietales o al factor intrínseco. El resultado es gastritis al!Ófica y aclorhidria, que conduce al desarrollo de deficiencia de cobalamina y en ocasiones de folato en estas personas. Se sabe que algunas sustancias afectan adversamente los niveles de cobalamina, incluyendo colestiramina, agentes hipoglucémicos orales del grupo de las biguanidinas, neomicina y el fármaco antirreurnatoide colquicina. El etanol interfiere con la absorción de vitaminas. Se estima que de 2 a 10% de las personas mayores de 60 años son alcohólicas.11 Enue las personas de edad avanzada que ingresan a asilos y salas de hospitales generales se ha observado que de 15 a 20% son alcohólicas cr6nicas.88 La presentación clásica de deficiencia de vitamina B 12 incluye manifestaciones hematológicas y neurológicas. Sin embargo, en las personas mayores es probable que la única indicación sea alguna anormalidad neuropsiquiátrica; en ciertos casos no se desarrolla anemia megaloblástica ni se eleva el valor celular medio {~1 1 O11).89 En ausencia de evidencia hematológica de deficiencias de cobalamina, es necesario valorar los niveles séricos de ácido metilmalónico y la homocisteína total en suero. La deficiencia se detecta cuando los valores en suero de estas sustancias son superiores a 950 nmoi/L (\'aJores de referencia de 110 a 950 nmoi/L) y superiores a 20 Jlmoi/L (valores de referencia de 6 a 20 nmol/L), respectivamente. Los sínto· mas de deficiencia {niveles séricos de cobalaminn <150 pmoi/L) en pe'rsonas mayores incluyen afecciones sc n ~ut'in· les y de la memoria, pérdida de la coordinación y untllt113ll dades de la marcha y cambios de estado de ánimo o de Jltl sonalidad. Algunas evidencias sugieren <JUC cstu vittunina desempeña cierta función en el me1abolismo óseo. Si es correcto lo anterior, la reducción de los ni\'clcs de cobalaminu por el envejecimiento probablemente contribuya al desarrollo de osteopenia entre personas de edad avanzada. La deficiencia de folato es una de las deficiencias vitamínicas más frecuentes en Estados Unidos.90 Las personas de la tercera edad con bajos recursos úenen mayor probabilic!ad de desarrollarla que las de mejor nivel sociocconómico. Hasta 60% de los adultos de edad avanzada que se encuentran en la parte inferi or de la escala sociocconómica presentan deficiencias de folato en comparación con 6% de los que tienen mayores recursos. Las fuentes de folato en la dieta incluyen verduras verdes y con hojas, cienas frutas y carne. La elección de alimentos depende directamente de los ingresos y de la disponibilidad según la estación. Las frutas frescas y las verduras en ocasiones resultan demasiado caras para las personas mayores que reciben ingresos fijos. Además, otro hecho que contribuye al potencial de deficiencia de folato es que esta vitamina es sensible al calor y se inactiva por la cocción prolongada. Las cocnzimas de folato participan en diversas reacciones, incluso síntesis de ácidos nucleicos y aminoácidos. El consumo de esta vitamina resulta adecuado cuando el individuo de edad avanzada no experimenta tensión. Sin embargo, cuando las necesidades se incrementan, por ejemplo en casos de leucemia aguda, anemia hemolítica inmunitaria o inducida por fármacos, cáncer metastático, mieloma múltiple o hemodiálisis, es probable que el consumo en la dicta resulte inadecuado. Además, los fármacos como fenitoína, cicloseri· na y diversos agentes quim iotera~uticos {p. ej., metotrexa-

VAlOAACKlN GUM tRICA [NELlABOAA1000 38 • 699

to) Inducen JcficicnciM de folnto. 1.:1amplio uso de antiácidos y cimetidin3 cn1re l:u person:u mayores puede provocar desequilibrios en el sistema de lronsporle de folatos que es muy sensible al pH al elevar el pH intestinal. 18 La presentación clínica de esta deficiencia incluye anemia megaloblástica y algunas disfunciones mentales como pérdida de la memoria y confusión. La forma hormonal de viwnina D o calciuiol (1 ,25-dihidroxiviwnina D),-~s fuñdl!ñ!Cnlrupara preservar el balance de calcio del organismo. El precursor de esta potente hormona calciotrópica es la proviwnina D, el 7-deshidrocolesterol, que se encuentra en la piel y se transforma en previwnina D por exposición a la luz ultravioleta. Con la edad no sólo se reduce el espesor de la piel sino que wnbién disminuye la concentración epidérmica de provitamina D. Los adultos jóvenes poseen por lo menos el doble de capacidad para formar previtamina D que las personas mayores. 91 La previtamina D se transforma en vitamina D y después de dos reacciones de hidroxilación (primero en el hígado y después en los riñones), se forma la 1,25-dihidroxivitamina D. La reacción hepática de la hidroxilasa da como resultado la síntesis de 25-hidroxivitamina D que wnbién se llama calcidiol. La deficiencia de vitamina D en personas mayores surge por falla de exposición a la luz solar (las personas que se encuentran en su hogar o están en instituciones corren este riesgo en panicular), por evitar productos lácteos debido a deficiencia de lactasa, bajos ingresos o malabsorción intestinal y recientemente por el uso crónico de filtros solares en adultos mayores que padecen cáncer de la pie1.92 La reducción de la masa hepática y renal acompañada por la disminución de la actividad de hidrox\lasa también contribuye a que Jns personas mayores tengan niveles séricos inferiores de calcidiol y calcitriol. El nivel de 25 -dihidroxivit~mina Den J!CISIIIIM de cd~d :ivanzada en ocasiones equivale tan sólo a !11 nutad del 1111t presentan los ~duhos jóvenes, por lo cual se uh,crvn ,JchcicnciA de 1.25-dihidrox iviwmina D. El calcilrlul nct1ln subte lO\ principales órganos blanco, huesos. riMn y el npntnlo diRestivo 11arn favorecer el consumo y ret r rwl~n •le t•nldu. Algunus nu~ lcl os animales sugieren que el r·nvrjccluricnlu reduce el número de receptores intestinales y CMJUd~ticu' del calcitriol. Los niveles de calcio en suero y la intcutidnd ("ca dependen de que el aporte de vitamin~ D sea adccuudt). La 1,25-dihidroxivitamina D p.v ticipa en la regulación del funcion:unicnlo de los osteoblastos.93 En las personas mayores con fractura de la cadera se ha observado que el adelgaz.-uniento del hueso cortical es producido por hiperparatiroidismo secundario a deficiencias de la vitamina o.'~-~ Se ha propuesto que el calciuiol desempeña ciena función en la rcspues1a inmunitaria, ya que esta \itamina actúa como regulador para deprimir la proliferación de células T v la síntesis de inmunoglobulina. Según este modelo, la aut~inmunidad se suprime reponiendo la 1,25-dihidroxivitamina D.9J Los cambios de niveles de vitamina K o el metabolismo relacionados con la edad se detectan por el incremente de la sensibilidad a la warfarina entre las personas de edad a\·anzada que no presentan daño hepático.91 Se cree que esto se
de factor coagulante o se agotan las reservas de vitamina K con el envejecimiento. La vitamina E (alfa tocoferol) ac1úa anulando los radicales libres y peróxidos en la fase lípida de la célula y de esta forma protege la membrana celular de daños por oxidación. Para que la estructura neurológica sea normal y funcione bien, se requieren reservas adecuadas de vitamina E, igual que para la integridad de los eritrocitos y la agregación plaquetaria. Aunque los niveles plasmáticos de vitamina E no se alteran con la edad, los niveles de plaqueta sf disminuyen aun en personas saludables de edad avanzada.96 Hace poco se rcponó que la suplementación a cono plazo (30 días) con una dosis equivalente a 100 veces el nivel dielético recomendado de la viwnina E produjo mejoría en la respuesta inmunitaria de personas saludables de edad avanzada. Se demostró que la inmunidad mediada por células aumentó mediante 1) incremento de la respuesta de DTI-1, 2) incremento de la producción de IL-2, 3) incremento de la proliferación de células T como respuesta a cienos milógenos y 4) reducción de la síntesis de PGEz y peróxidos de lípidos en plasma. 96 Es evidente la imponancia de realizar investigaciones más amplias acerca de un buen aporte vietJnínico y los posibles méritos de los complementos de viwninas en relación con los cambios funcionales y fisiológicos producidos por el envejecimiento.

--f------

espere que la población de individuos de 100 años o más experimente un desarrollo explosivo.91 Las proyecciones de baja mortolidod del Census Dureau indican que en el año 20.10 más de un millón de estadounidenses serán mayores de 1()() años.z A menos que se efectúe un progreso considerable en la prevención, detección temprana y tratamiento de af~cciones _ que provocan gran incapacidad y requieren de cu•dados a largo plazo, las personas de edad avanzada de la población experimentarán consecuencias catastróficas debido al sistema de cuidados para la salud. Los datos de laboratorio son de gran u1ilidad para que el médtco valore dos afecciOnes dependientes de la edad que son muy costosas: la demencia y la fractura de cadera.2.4

~ 1· 1 1

1

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DEMENCIA Debido a la atención que han concedido los medios de comunicación a la enfermedad de Alzhcimer, el público en general está consciente de las consecuencias devastadoras de la misma. Esta enfermedad es un tipo de demencia frecuente: actualmente afecta casi a cuatro millones de estadounidenscs4 (fi~ . 38-5). Las anormalidades que se denominan macizos neurofibrilares y las placas seniles en el tejido cerebral son lesiones que se asocian con la destrucción de neuronas que se obserYa en esta afección degenerativa. En la actualidad no se dispone de una prueba bioquímica rutinaria para diagnosticar la enfermedad de Alzheimer. El cromosoma 21

lleva el gen para una proteína, que al romperse enri?Játicamente origina un fragmento de proteína beta am•lotde. La acumulación de ésta en cantidades excesivas en el cerebro da 98 lugar a la enfermedad de Alzheimer. . Sin embargo, la disminución de la capactdad mental en las personas de edad avanzada no puede atribuirse exclusivamente a la en~ermedad_de A~zhet_me~. Elaste~ dtversos pro&lemas que ongman demtmla:_ termmo ampho que se refiere a la pérdida orgánica de funcJOnamt~nlo mtelectu~l que se caracteriza por afecciones de la memona y penurbac10ne~ de las funciones conicales_ surriores como ~so de lenguaJe _o destreza vtsual y espac~al. La prevalenCia de la demeneta se incrementa con rapidez conforme aumenta la edud. Es probable que 10% de las personas mayorc~ de 65 nno~ ten¡·~ alguna afección del tipo de la demenein.too En h" pohl11rtn• nes formadas por personas de edad av:m1ndn. nl~unl''' dntlll sugieren que hasta 20\l- de los imJi,•iduos de 7S n M nn1" Y cerca de la mitad de las pcrsonns
APLICACIONES CLINICAS

En 1990, se gastaron cerca de $671 ()()()millones de dólares, poco más de 12% del producto nacional bruto, en cuidados para la salud.2 Más de 30% de todos Jos costos en el campo de la salud se asociaron con el cuidado de aproximadamente 30 millones de adultos de edad avan7.ada en Estados Unidos.2 A medida que se incremema la probabilidad de supervivencia del individuo con enfermedades o incapacidades que antes eran monales, es evidente que más personas de edad avanzada requieren de lrntamiento médico continuo y de servicios de apoyos especializados 1anto en el hogar como en instalaciones para cuidado a largo plazo. Las proyecciones recientes del Depanment of Health and Human Services (HHS) son que en el año 2000 más de 16% del producto nacional bruto se gastará en cuidados para la salud. Si son correctas, al comenzar el siglo es probable que se gasten SJ.6 billones de dólares en cuidados para la salud. Conforme se acerca el siguiente siglo, la pirámide de población tradicional, que tiene una amplia base de individuos jóvenes, se distorsionará, ya que las personas nacidas después de la Segunda Guerra Mundial se desplazan progresivamente hacia la parte superior. Inclusive en la actualidad, las personas de mayor edad (individuos de 85 años o más) aumentan a una tasa equivalente al triple o al cuádruple con respecto a cualquier otro segmento de la población. Se espera que este grupo sea siete ,-eces más grande a mediados del siguieme siglo en comparación con la actualidad.3 Es sorprendente que se

265

Proyección de mortalidad • Alta

65-74

O Intermedia

o Baja

75·84

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6

eo t en miles de miOoneS de dólareS

so, ,;van end ara personas de edad avanzada. que e.n<JU Fig. 38-5. Casos reales yproyectados de demencia ycoslode los cuidadoS por grupos_de 00:. ~se tomaron de daiOS de la U. S. instituciones o en 1a comunidad. Los costos se expresan en dólares de 1985. Las supt>SíCIOOOS ts Jf>JM 263: 2335-2340, 1990-) of lile Census. (Tomado de Schneider EL. Guralnil< JM: The agingof Amenea.lmpacton healttl carecos · Casos de demencia, en millones

700 • Q\JIMICA CUNICA

VALOAACION GERIATiliCA EN El lABORATORIO

mcncia moderada a gravc.2•4·98 El costo para que el sistema de cuidados de la salud propon:ione atención a eslaS personnt probablemente sería cerca de SlOO 000 millones (en dó19tc< tlll 19RS). Ln1afecciones adquiridas de tipo cognoscitivo tltn~n urlwcncs nlctabólicos, tóxicos, infecciosos o neoplási~~~~ y, n dtlrtencla de In enfermedad de Alzheimcr, pueden m t~VNjlhlr< 101 (cuatho 38-7). 1.~ c~lntlit>S cllnkos rcporl:ln que el porcenrajc de las dcmcnrl"~ flUtcnciAhncnle reven lblcs va desde un mfnimo de S%hfi113 un mi\ximu de 30%de acuerdo con la población que se cxamine.97 Divmos f4nnacos, determinadas deficiencias vitamlnicas, la intoxiención con metales pesados y las infecciones intracraneales son algunas de las posibles causas de afecciones del tipo de la demencia_ Las endocrinopatlas de la paratiroidcs y de las tiroides y los estados de deficiencia de tiamina, cobalamina, folato y quizá de vitamina e se observan con frecuencia en los adultos de edad avanzada y sue1cn relacionarse con afecciones cognoscitivas. En un estudio reciente de personas saludables mayores de 60 años se co-

municaron diversas correlaciones entre los índices electroeneefalográficos del funcionamiento neuropsicológico y los indicadores del estado de tiamina. riboflavina y hierro_50 Cada vez se cuenta con más evidencia de que los pacientes con enfermedades afectivas presentan deficiencias de vitaminas B12 YB6, y los que sufren depresión psicótica tienen niveles bajos de vitamina B12. El funcionamiento afectivo y el cognos,__ citivo mejoran cuando se suministran complementos de cier- las vitaminas B.81 Se ha reportado una reducción de las actividades de las enzimas dependientes de la tiamina en el tejido cerebral y perif~rico de pacientes con enfermedad de Alzheimer. 102 Las recomendaciones del Consensus Panel de los Nationallnstitutes of Health acen:a de la manera de efectuar el diagnóstico diferencial de enfermedades de demencia en el laboratorio incluyen biometrla hemática completa, diferencial, l a.~a de sedimentación de eritrocitos, batería de pruebas de electrólitos, nitrógeno ureico sangufneo, crcatinina, glucosa sangufnea, niveles de calcio y fósforo, pruebas de funcionamiento hepático, pruebas de funcionamiento de

• Cuodto 38-7. EHologios polenelolmenle teversibles de lo demenelo99 Metabólicas, tóxicas o sistémicas Anemia perniciosa Deshidratación Hiperealecmia Hlperlipldomla Hlpoxomla, onoxi3, embOlia pulmonat Hipot o hlpoliroidismo Slndromo de Cushing Farmecos Alcohol Agontos pslcotrópicos Noutolépticos Anlidep¡osivos Anslollticos, sedantes, hipnóticos Estimulantes Agentes antiparkinsonianos Anlicolinérgicos Amantadina levodopa Bromocriplina

Anlihistamínicos Agentes cardiovasculares Agentes hipoglucémicos Anticonvulsivos Analgésicos Otros Cimetidina Meloelopramida CorticosteiOides Monóxido de carbono AnlimlctObianos Organoloslatos Intoxicación pot metates pesados (plomo, mercurio, talio, manganeso)

lnlecclones lntracraneales Meningitis criplocócica Neurosifilis, goma sifiHiiea Enlermedad de Whipple SIDA, loxoptasmosis Inmunológicas Angiilis granulomalosa Encelalitis tímbica Otras enfermedades lntracraneales Hematoma subdural Neoplasia Hidroeelalia con p¡esión normal Convulsiones "Seudodemencla" psiquiátrica Diversos Psicosis ps lmpactación fecal

la tiroides (incluyendo TSH), uiglicéridos y colesterol, ni\'eles de vitamina B12 y folato, análisis de orina (que puede incluir determinación de conisol libre en una muestra de orina de 24 horas, metales pesados en orina y detección de fármacos) y serología para detectar sífilis. La determinación de gases anerialcs sangufneos. la eleclroforesis de proteínas séricas y el electrocardiograma también aponan información útil - en-cienos casos. Mediante estas pruebas se detecta la presencia de afecciones médicas coexistentes como infecciones del aparato urinario, hipotiroidismo o evidencia de efectos secundarios producidos por medicamentos. En estos casos, el tratamiento del problema médico oculto con frecuencia reduce la incapacidad asociada con la demencia.

FRACTURA DE LA CADERA

Las lesiones son una de las causas principales de muerte en personas mayores de 65 años y la ma~orfa de las lesiones de tipo mortal se relaciona con caídas 10 (fig. 38-6). Entre los ¡ adultos de edad avanzada que viven en comunidad, la inci-~encia anual de cafdas se incrementa de 25% a los 70 años 1 hasta 35% después de los 75. 103 Aunque no todas las caídas j ocasionan fracturas, más de 90% de las fracturas de cadera J son resultado de alguna caída. Las lesiones de tipo no mona! \ incluyen daños gra\'cs a los tejidos blandos y huesos rotos_HfJ

l

38 •

70t

El riesgo de sufrir fractura de cadera se incrementa de manera exponencial con la edad. Comenzando a principios del decenio de los 40, la frecuencia de las fracturas se incrementa en forma constante y su incidencia se duplica aproximadamente cada cinco años.l4 En mujeres de raza blanca de más de 85 años, la incidencia de fractura de la cadera es cercana a 2% anual. Entre mujeres mayores, aproximadamente 20% no sobrevive el• primer año Iras la fractura y otro 20% adicional no logra \'Oiver a caminar de nuevo sin ayuda. Los niveles de hormona paratiroidea intacta en circulación se incrementan hasta 80% de los 30 a los 80 años. Las concentraciones de todos los metabolilos de vitamina D en suero se reducen v la absorción intestinal de calcio disminuye con el envejeéimiento. Además, se sabe que la producción de estrógenos cesa en la menopausia, lo que produce pérdidas óseas aceleradas_En conjunto, estos eventos se reflejan en una reducción de la integridad esquelética. La fuerza de los huesos depende de su constitución y composición.'~ Las modificaciones del recambio óseo, la masa y la mineralización incremenmn el riesgo de osteomalacia y osteoporosis en personas de edad avan7.ada. E.11a ultima nfección es la enfermedad metabólico ósea má1 común."' !.11 consecuencia mils gr.~ ve de la misma es la fruciUJQde cadcm. La ident i fi~ación en el laboratotio de lt" imlividuu' cun afecciones del equilibrio de cnlcio, hace po!i~lc pw¡wndn narles tralami"ento agresivo para prevenir o rtltMAt r ltlrtc rioro del esqueleto. Otros factores de tit$UUpata cnf¡l¡,~ 1111

900

Proyección de mortalidad

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Fig_38-6. Fracturas reales yprobables de la cadera y costo de los cuidados (únicamente hospitalización en casos agudos y honQraiiOS del el· rujano). los costos se reportan en dólares de 1987. la mortatidad probable se tomó de datos de la U. S. Bureau ol the Census. (Tomndo do Schneidcr El, Guralnik JM: The aging ol Ametica. tmpact on heallh ca re cosls. JAMA 263: 2335·2340, 1990.)

VALCXlACION GERIATRICA EN EL lABORATORIO 311 • 703

702 • Q\JIMICA CLINICA

se identifican cuando menos en forma parcial mediante la valoración de laboratorio incluyen demencia, hipotensión postura) y deficiencias bioquímicas que modifican el funcionamiento neurológico y musculosquelético y por tanto afectan el equilibrio y la marcha.

---~------RESUMEN

El porcentaje de población de personas de edad avanzada se incrementa a una velocidad sorprendente. El reto tanto actual como futuro que esto constituye para el sistema de suministro de cuidados para la salud y los recursos necesarios no tiene precedentes. Para mantener a los adultos de edad avanzada en estado saludable e incorporados a la comunidad durante el máximo de tiempo es necesario contar con más conocimientos acerca d~.lal modi.(icaciones funcionales y estructurales que se asocian con el enrejectml eriiO.c l mayor reto para las personas que estudian a individuos de edad avanzada es diferenciar los parámetros que se modifican debido a las alteraciones fisiológicas y bioquímicas que se producen con el transcurso del tiempo de los cambios que se atribuyen a procesos de enfermedad y a efectos de medicamento. Es fundamental establecer valores de referencia relacionados con la edad para los niveles de alfunas sustancias en personas saludables de edad avanzada. 10 Aún es necesario estudiar mjs a fondo el significado clínico de los cambios bioquímicos que se observan en las personas mayores. Las observaciones de laboratorio-son de panicular utilidad para que el médico identifique a las personas de edad avanzada que tienen mayor riesgo de sufrir diversas afecciones asociadas con su edad.

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6

VAlORACION GERIATRICA EN El lA5QAAlOiliO 38 ' 705 70t • QU'.MICA CUNICA

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706 • QUIMICA CUNICA

APUCACION DE CONCEPTOS 38-1 Durante un examen ffsico anual rutinario se detectó que un hombre saludable de 68 años presentaba incremento del colesterol total en suero (CI). Tras ayuno de toda la noche, se observó que su CT fue 286 mg/100 mi y la fracción HDL-C fue de 28 mg/100 mi. Los triglicéridos se encontraron dentro del valor de referencia. Al revisar los antecedentes médicos del paciente se observó que durante cinco años recibió tratamiento para gastriti' aguda a.1ocindo con el consumo de grandes cantidades de IISpirina pilra aliviar el dolor que le provocaban los cambios rutr fticos en la rodilla i1.quierda debidos a una lesión deportiva Se indicó ni ¡>Jciente que dejara de usar aspirina y se le suministró un f~rm nco antiinOammorio no esteroide (NSAID) pnrn aliviar el dulor de la articulación. El paciente no tenfa antecedentes de enfermedades cardiacas o angina. Al repetir las prueba.1 de 13boratorio 'e confirmó la hipercolesterolemia. Los triglicéridos (TG) presentaron valores normales. El médico recomendó modificación de In dicta y un programa regular de ejercicio. El paciente recibió instrucciones para llevar a cabo la dieta del Paso 1de la American Heart Association y se le dijo que regresara para un examen de seguimiento a los dos meses. Al efectuar el examen de seguimiento se observó que el CT en suero en ayunas era de 273 mg/100 mi; no se detectaron camhios en el HDL-C o el TG. Se inició el tratamiento con colestirarnina y se dio instrucciones al paciente para continuar la dicta y el régimen de ejercicio. Un mes después las pruebas de laboratorio indicaron que el CT del paciente era 243 mg/100 mi y que tenía HDLC de 30 mg/100 mi. Con base en esta mcjorfa, el médico continuó la terapéutica con colcstiramina e indicó al enfermo que regresilfa tres meses después. Durante los nueve meses siguientes el paciente siguió lOmando el fármaco y ohedeció la dicta y d régimen de ej~r­ ciciu, pero no regresó para la visita de seguimiento según las instrucciones que recibió. En el momento en que se sometió ni siguiente examen ffsico anual, el individuo reponó al médico que aum1ue continuaba usando la colestiramina y "vigilnndn su dicta" le resultaba muy difícil llevar a cabo el programa de ejercicio. Se quejó de debilidad en las piernas, de una 'ensación inexplicable de fatiga y de la sensación de "pinchazos o calambres" que le resultaba tan desagradable que le impedía la caminata diaria de 4.5 km que inicialmente le proporcionaba tanto vigor. Comentó que experimentaba difi-

cultad para la coordinación y que en ocasiones se sentía "lejano" de su cuerpo. Su lesión en la rodilla le provocaba problemas y su marcha era tan torpe que había vuelto a tomar aspirina, ya que los fármacos antiinnamatorios no esteroides eran "ridículamente costosos". Con excepción de las agruras recurrentes para las cuales tomaba antiácidos, no reponó ningún efecto nocivo por la aspirina. Además, comentó que su esposa le había indicado que su estado de ánimo era muy variable y que cada vez estaba más distraído. La biometría hemática y el perfil químico no revelaron anormalidades. Aunque el paciente se quejó de fatiga, no se detectó anemia ni elevación del volumen celular medio (MCV). Se indicó al paciente que dejara de tomar aspirina y moderara su actividad fís ica. En los siguientes tres meses el paciente regresó en forma regular para someterse a pruebas. ~us quejas de fatiga e irritabilidad continuaron pero no se observó modificación en los parámetros hematológicos o químicos. Cinco meses después del primer repone de fatiga e irritabilidad, la biometría hemática indicó anemia con elevación del volumen corpuscular medio y neutrófilos hipcrsegmentados. El médico ordenó entonces análisis de los niveles de falato, cobalarnina, ácido metilmalónico y homocisteína tOla! en suero. El nivel de folatos se encontró dentro de los valer res de referencia, pero la cobalamina dio una cifra de 73 pg/ml (170 a 700 pg/ 100 m!); el valor del ácido metilmalónico fue 1 050 nmol/L (la cifra >950 nmol/L indica deficiencias) y la homocisteína sérica total fue de 33 )lmoi/L (6 a 29 ¡.tmol/L). l . Con base en los datos de laboratorio, clasifique la deficiencia.

l Describa las dos posibles etiologías de la defi ciencia de cobalarnina de este paciente. 3. ¿Qué síntomas clínicos del paciente se asocian en panicular con la deficiencia de cobalamina? 4. Enumere los cambios hcmatológicos que se presentan en deficiencias de cobalarnina. S. Liste las pruebas bioquímicas que es conveniente efectuar para confirmar la deficiencia de vitamina B12.

l 1l

o

RESPUESTAS A LOS PROBLEMAS DEL CAPITULO 2 d. 0.2M

1. 25 )IL

0.25 L 1.5 x lo-'mg 3cm 0.2ml l 15 g 3. 396.4 g H¡O . . 4. Añadir 10 mi de etanol absoluto al matraz y drlutr hasta un volumen total de 200 mi con H20. S. 2.04M 6. 48 g 7. 1 200mmol 8. 63.4 mi 9. 98 g 10. 0.11 N 11. a. 0.04~ w/v (peso/volumen) b. 0.01 N c. 1.96% w/v (peso/volumen)

c. 14.7% w/v (peso/volumen) f. 3N g. 0.15M h. 0.15 N 12. 327.8 g 13. 320 g 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22.

61 125 mi 0.5 M 44.6 g 322.9 mi 18M, 36 N 3.89 mmoi/L 2.5 mmoi/L 538.5~!moi/L

707

APENO!CE • 709

701 • APENO!CE

RESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 6·1 l. 1'" RIA lC emplean pnra cuantificar factores de coagul•dcln. l.uc tnultados del análisis del factor VID indi' 1n ljUCl MID lnfrli01u a los normales en S%. La hemofi11• A M) ruiiCttlita purc1uc In proteína del factor VIII es ln~~lt\ u11l1 du de d punto de vi MI funcional. Al paciente .e le din un• tiiMfu,ión con ctioprecipitado de factor VIII, Ju nh•cl de factor VIII en pla11111 se elevó a más de 10'~ de lo normal, y MI desaparecieron en forma gradual los d ntomns de IQrcKiilla. 2. El RIA se basa en el principio de enlace competitivo. Un antígeno marcado radiactivamente compite con un antígeno no marcado en el suero del paciente por los sitios de enlace en el anticuerpo. El antígeno no enlazado se separa de las fracciones enlazadas y se cuantifica la radiactividad de la fracción enlazada. A medida que la concentración de antfgeno del paciente es mayor, la fracción marcada radiactivamente es menor. Por tanto, existe una relación inversa entre la concentración de amígeno y la radiactividad.

3. La separación se lleva a cabo p0r métodos distintos. En la vinculación en fase sólida, el amicuerpo se une a tu-

bos de poliestireno 0 perlas. Cuando se utiliza carbón activado, el antígeno se adsorbe sobre él. Si se efectúa precipitación, se forman complejos antígenO:.anticúerpo -que se precipitan con sulfato de amonio saturado o se utiliza un segundo anticuerpo que se enlaza con el compiejo antfgeno-anticuerpo. 4. Los rayos gamma se detectan con contador de centelleos. Estos rayos gamma que se emiten chocan contra un detector que contiene un cristal de yoduro de sodio activado con trazas de talio. A medida que los rayos gamma chocan contra el cristal se produce un breve destello luminoso que se denomina centelleo. Los centelleos los detecta por un tubo fotomultiplieador y son proporcionales a la cantidad de radiactividad en la muestra.

2. La prueba de Western blot 3. Los sistemas EMIT se han empleado como pruebas de detección para fármacos terapéuticos y drogas de abuso o sus metabolitos. La única observación significativa en este paciente es la presencia de metadona en suero. No se encontraron opiáceos, cocaína ni barbituratos. 4. La cromatografía de líquidos de alta resolución y la cromatografía de gases son los métodos de preferencia para confirmar una prueba positiva de fármacos o drogas en Clrina. S. La. prueba SLFIA se empleó para identificar los amicuerpos lgG e lgM al Toxoplasma gondii. Se obtuvieron resultados positivos en suero y en líquido cefalorraquídeo para anticuerpos de lgG e IgM, Io que indica una infecció? recieme. El paciente ingresó al hospital y se le admtmstró terapéutica intravenosa con antibióticos. 6. En las técnicas ELISA de fase sólida se emplea un antígeno o amicuerpo marcado con una enzima. El ligando

l

hemólisis, lipemia o ictericia producen resultados erróneos. De preferencia se utilizan muestras de orina recién obtenidas y deben almacenarse a temperatura de conge· !ación si no se analizan en las 72 horas siguientes. De· ben encontrarse a temperatura ambiente antes de efcc· tuar la prueba. Es conveniente utilizar muestras de sangre obtcni· das cuando el paciente está en ayunas para realizar los análisis de nuorescencia y evitar así la nuoreseencia inespccífica producida por llpidos.

RESPUESTA A LA APLICACION DE CONCEPTOS 8·1

t. Suena como un candidato excelente para la base de da. tos, y en realidad lo es. Tras examinar los principales tiS. Los radioisótopos tienen una vid<~tffiedia corta de uno a pos de software aplicables, se determina que las únicas dos meses. Es necesario contar con instalaciones-ade- - · - -- -- - -posibilidades son la hoja de desglose (spreadsheet) y la cuadas para el desecho de los desperdicios. Además, es preciso vigilar el riesgo de exposición de los seres humanos a las partículas radiactivas.

base de datos. En realidad, puede emplearse cualquiera de ellas; sin embargo, la base de datos y su controlador (manager) constituyen la vía más fácil y directa.

RESPUESTA A LA APLICACION DE CONCEPTOS 8-2

RESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 6-2 J. Durante el último decenio, los ensayos ELISA en fase sólida han sido el método estándar para la detección del HIV.

ción de enlace competitivo entre el antígeno nuorigénico y el antfgeno no marcado de la muestra por sitios de enlace con el anticuerpo. El anúgeno nuorigénico enlazado pierde su capacidad para actuar conio sustrato enzimático. El sustrato enzimático que se agrega sólo se enlaza con el antíge· no nuorigénico libre para producir nuoresccncia. La cantidad de nuorcscencia es directamente proporcional a la _ F--- cantidad de antígeno presente en la muestra. 1 . l 7. Las muestras de suero o plasma deben congelarse st no l se analizan en las 48 horas siguientes. Las muestras con

marcado enzimáticamente se une con un antígeno o un anticuerpo adsorbido sobre un soporte sólido. Tras el paso de separación para retirar el ligando no enlazado y marcado con enzima, se agrega un sustrato enzimático que reacciona con el ligando enlazado con la enzima marcada y se transforma en un producto colorido. La cantidad de producto que se forma es dircctameme proporcional a la concentración de antígeno o anticuerpo en la muestra. En los ensayos EMIT también se emplea un marcador enzimático, pero se basan en una reacción de enlace competitivo. El antígeno marcado con la enzima y el antígeno presente en la muestra compiten por los sitios de enlace en el amicuerpo que se agrega a la mezcla de reacción. El amígeno enlazado marcado enzimáticameme pierde su actividad catalítica y el antígeno no enlazado marcado enzimáticamente cataliza la transformación del sustrato que se agrega para dar lugar a producto. No se requieren pasos de separación. La cantidad de producto que se forma es directamente proporcional a la cantidad de antígeno presente en la muestra. El análisis SLFIA es un ensayo enzimático el cual no requiere de separación y emplea un sustrato enzimático nuorigénico como marcador. Se basa en una rcac-

l. Con frecuencia la documentación que se \'ende (vcndor's documentation) se encuentra un poco retrasada con respecto a la versión de software que se instala en el campo. Por tanto, es probable que un programa que se base en la documentación no logre extraer la información que se desea. El método más conveniente es utili· zar una impresora en serie que tenga la capacidad de im· primir todos Jos caracteres, incluyendo los de control. Esta impresora se une al puerto seriado (serial port) del ins-

trumento y se emplea para obtener datos mientras se co· rren pruebas con las muestras. A continuación, el pro· gramador cuenta los caracteres de la corriente de datos y determina la posición correcta de los bytes de datos que se desea. En este ejemplo, se insertó un cancter adicio· nal no documentado en la corriente de datos antes del campo de resultados y por ello el nuevo programa no re· gistra el dfgito final del resultado.

RESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 9-1 t. Na, K, Cl, HC03, nitrógeno ureico sanguíneo, osmolalidad sérica, pH. pC02• glucosa en suero. glucosa en ori· . na, acetona en suero, hematócrito, hemoglobina, recuento de leucocitos y recuento de eritrocitos.

6. El hígado acelera la lipólisis para aportar energía a las células del organismo incrementando los niveles de áci· dos grasos. A su vez. el exceso de ácidos grasos libres se transforma en cetonas.

2. a. Tipo 1

7. Disminuido. La falta de insulina ocasiona que la glucnsa no se utilice bien en la mayorfa de los tejidos, lo cu;tl provoca hiperglucemia.

3. Acetona en suero 4. a. Acido acetoacético c. Acido hidroxibutírico beta d. Acetona S. a. Acido acetoacético

8. Reducción de los niveles de Na y Cl e incremento dd recuento de eritrocitos, hematócrito, hemoglobina y ni· trógeno ureico sangufneo. El incremento de s.lucosa. en sangre provoca diuresis osmótica, lo que ocasiOna dtfu·

APENDICE • 711

710 • APENDIC¡

sión de agua al lfquido extracelular. Por tanto, los niveles de sodio y cloro se diluyen, lo que provoca hiponatremia e hipocloremia. Si se produce deshidratación, se observa hemoconcentración, lo que produce elevación del recuento de eritrocitos, el hematócrito, la hemoglobina y el nitrógeno ureico sanguíneo.

9. b. Acidosis metabólica. 10. Para compensar la acidosis metabólica. el sistema respiratorio desprende más C02, lo que hace que el contenido de C02 sea bajo y que se produzcan pérdidas de bicarbonato. 11. No, los niveles de potasio en suero no reflejan el estado intracelular. Un nivel nonnal o bajo de potasio indica

que la deficiencia intracelular es grave, pero si el paciente tiene acidosis, los ion~s hidrógeno se desplazan al interior de la c~lula y los iones potasio al exterior para preservar la neutralidad cUctrica. Esto eleva ligeramenta el nivel de potasio. 11 Los riñones resorben glucosa hasta detenninado punto (160 a 180 mg/100 mi); una vez que se alcanza este umbral, la glucosa se derrama a la orina.

Paciente B Vida sedentaria Antecedentes familiares (sobrepeso e hipertensión) HDL bajo Paciente C Exceso de peso Antecedentes familiares (enfennedades de coronaria)

del consumo de aminoácidos y de la síntesis de proteínas. La descomposición de los tejidos puede provocar un equilibrio de nitrógeno negativo general. 14. d. hemoglobina glucosada.

• l c. GIT de 5 horas

4. Niveles de insulina ~.

Ln ylucusn es nnonn11lrnentc baja. El nivel de insulina se cncucrllm dentro de ICls valores de referencia pero está ln~!lcCiliwJnrn ente nito considernndo la glucosa baja. El cwllsul est~ 111to.

(;, Con ftccucncln los niveles de cortisol se solicitan junto cun lt;s niveles de Hlucosn p:tra descartar otras anonnalidrttlcs cml ocrinn~ . El nivel de cortisol se incrementa corno respuesto n un nivel bajo de glucosa. Su acción cunsiste en aumentar los niveles de glucosa por glucon eug~nesis.

7. c. Hipoglucemia en ayunas, porque se observan valores bajos de glucosa y síntomas clínicos relacionados con la duración del ayuno.

8. Tumores, hipoglucemia facticia, fármacos, alcohol 9. Péptido C. El nivel de ~ptido C se eleva en casos de insulinoma por el exceso de actividad secretoria del páncreas. El nivel de péptido C debe ser bajo en hipoglucemia facticia debido a la administración exógena de insulina que suprime la actividad de secreción del páncreas.

1O. Los síntomas de debilidad y temblores son de tipo adrcnérgico y se deben al incremento de producción de adre· nalina en un intento de elevar los niveles de glucosa. Los síntomas neurológicos de confusión mental se deben a neuroglucopenia. ya que las células del sistema nervioso central sufren a consecuencia de los ni veles bajos de glucosa. Se realizó una laparotomía exploratoria el séptimo día de la hospitalización. Se detectó una pequeña masa nodular redonda en la región distal del páncreas. El examen con microscopio electrónico reveló que las células epiteliales contenían un número moderado de gránulos de células beta. Se diagnosticó al paciente un adenoma de los islotes de Langerhans.

~UESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 10-1 l. Paciente A Sexo masculino Exceso de peso Tabaquismo

3. Los triglictridos, que a su vez afectan el LDL que se calcula.

RESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 10-2

l Trazas de glucosa Trazas de proteínas

RESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 9-2

3. La glucosa en ayunas se encuentra dentro de los límites bajos pero no es anonnalmente baja. Los valores obtenidos a la media hora y a la hora no indican un máximo de absorción de glucosa que sugiera metabolismo rápido. Los resultados a las cuatro y cinco horas comienzan a indicar una cola de hipoglucemia, pero no se observan valores anonnalmentc bajos. La interpretación es confusa.

l El paciente debe ayunar durante 12 a 14 horas antes de obtener la muestra.

)3. Debido a la falta de insulina se observa una disminución

l. El recuento de leucocitos está alto.

l . Glucosa

LDL alto Colesterol bajo

3. El nitrógeno ureico sanguíneo está ligeramente alto . La glucosa está ligeramente alta, pero es necesario saber si el paciente estaba en ayunas La AST está ligeramente alta. 4. El colesterol está alto El HDL está bajo

S. b. El suero debe tener apariencia transparente, ya que la cifra de triglicéridos se encuentra en los valores de referencia (50 a 150 mg/100 mi).

6. LDL-C = CT - (HDL-C) - triglicéridos/5 LDL-C = 400- 19- (15015) LDL-C=400- 19- 30 LDL-C = 351 7. Alto (valores de referencia <130 mg/100 mi)

8. b, e, e. Los triglicéridos están bajos y el colesterol y el LDL pueden elevarse de manera transitoria. 9. a, d, f. Los triglicéridos están altos y es probable que el colesterol y el LDL estén bajos. 10. b, d. El LDL y el HDL puede estar gravemente bajos. 11. Sí, no hay indicación de infano al miocardio.

12. Corno se asocian diversas variaciones al muestreo del paciente (p. ej., ~rdida de peso y enfennedad), las ob-

13. a. Quilomicrones. c. VLDI. onmb(IJ 14. Quilomicroncmia: tipo 1 Elevación de VLDI .: ti¡¡o IV Mixta: tipo V

15. a, C. La hipenrigliccridctnin gra\'t I\IIJCi:xh! llJIIIIIIIIH:IIIIIti41 los niveles de quilornicroncs en niilos puede debcM 1 dcfl ciencia familiar de lipasa de lipoprotcfnas o apolipoprottfMs C-0. que es el cofactor de la lipasa de lipoprote(nas.

16. b, c. Es probable que estos pacientes sean heterocigotos u homocigotos para una isofonna de apolipoproteína E (E4) poco común y que tengan un aumento de C-Ill. 17. b, d. Elevación de los niveles de LDL o, con menor frecuencia. de los niveles de HDL.

18. LDL alto: tipo 11, HDL alto: no corresponde a ninguna clasificación 19. LDL y VLDL altos: tipo llbo IV VLDL sumamente alto: tipo IV Remanentes altos: tipo IIJ

20. b, c. En la forma familiar de disbetalipoproteincmia ~t observa una anonnalidad genética en una de l:L~ isoror· mas de la apoprote(na E y la ausencia de enlnce con re· ceptores de esta isofonna. 21. Hipercolestcrolcmia aislada debido a LDL alto (tipo 11,)

LRESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 10-3 l. El hematócrito está alto.

Colesterol alto HDLbajo LDLalto

servaciones anonnalcs deben confimtrusc peor lo ut•·nt" en dos ocasiones subsecuentes (con tHfrtcnclP tlo tlu~ ~ cuatro scntan:t.~).

l Proteína 3•

De cero a dos cilindros granulares finos por campo

3. El nitrógeno ureico sanguíneo está alto. La proteína total es baja La albúmina total es baja El ácido úrico está alto

712 • AP!:NDICE

AP!:NDICE • 713

La creatinina está alta F.l calcio es bujo El fe\!; furo está alto

4. ('•' ' cnrre¡ido •

C•2•total-

16. Muy bajos 17. Muy bajos

nivel de albúmina

+4.0

• 7.3 - 3.0 +4.0 • 8.3 ~-

ApnA·I

6. 1.1 banda alfa 7. El nivel de colesterol HDL. Los niveles de HDL en heterocigoros son inferiores a los normales en un 50%, mienlras que en los homocigotos se observa una deficiencia más notable de HDL-C. 8. Niveles altos 9. Niveles bajos de LDL 10. Niveles normales

11. Esteres de colesterol 12. Incapacidad para sintetizar B-1 00 y B-48 13. Muy bajos 14. Bajos

RESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 11-2

18. Acantocitosis 19. La enfermedad es provocada por el almacenamiento de un glucolípido (trihexósido de ceramida) que se debe a reducción de actividad de galactosidasa alfa.

- - -

20. Ligado a X

21. Sí, los ponadores pueden sufrir de episodios de vénigo, pérdidas visuales, problemas para anicular las palabras y parálisis.

22.0

24. A 25.

2. c. Se observa en cienos casos, >0.1%

3. c. La lgE es la menos frecuente d. La lgO es la más frecuente

4. Todas las que se mencionan se asocian con incremento delgM.

23. B

e

26. De Fabry

1. Recuenlo de eritrocitos bajo Hemoglobina baja Aumento de proteínas totales Albúmina baja

•

27. Valor de 3+ en las proteínas en el análisis de orina Incremento del nitrógeno urcico sanguíneo, ácido úrico, creatinina, fósforo, reducción de proteínas totales, albúmina y calcio

15. No, los nutrientes que no son grasas se absorben en forma normal.

a Mieloma múltiple Aproximadamente 2% de las paraproteincmias lgM se asocia con mieloma múltiple b. Gammopatía monoclonal benigna Cerca de 10% de las parapro1einemias lgM aparentemente son benignas. c. Macroglobulinemia de Waldenstrtim Alrededor de 50% de las paraproteinemias lgM se asocia con la macroglobulinemia de Waldenstrtim d. Linfoma Aproximadamente 25% de las paraproteincmias lgM se asocia con linfoma. S. b. Ocurre en personas mayores de 40 años

g. Destrucción de los huesos i. Anormalidades renales j. No se observan anormalidades renales

RESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 11-1 l. Recuento de eritrocitos alto Hemoglobina alta Hematócrito alto Proteínas totales altas p02 baja pC02 alta pH bajo 2. Acidosis respiratoria

6. AAT 7. Enfisema pulmonar o cirrosis juvenil hepática 8. Nefelometría o RID 9. La AA T inactiva proteasas como la elas tasa y la colagenasa, y así evita la descomposición de los tejidos.

10. Cirrosis (etapa tardía), ya que se observa el pueme betagamma

3. La reducción de la te.nsión de 0 2 provoca una respuesta en el organismo, que produce más erilrocitos.

11. Valores normales de albúmina, bilirrubina, AST y ALP

4. b.

12. Síndrome nefrótico

5. TBO Transconina AAO AAT Lipoproteínas

13. Valores normales de protelnas totales, albúmina y nitrógeno ureico sanguíneo

6. c. Anemia normocítica. norrnocrómica d. Recuento de leucocitos bajo e. Recuento nonnal de plaquetas 7. b. Aproximadamente 50% de los pacientes con mieloma múltiple tiene hipcrcalcemia e bipercalciuria. d. Las lesiones en los huesos son de tipo osteolítico más que osteoblástico. g. El fósforo en suero generalmente es normal, excepto cuando la proteinuria de Bence Jones provoca insuficiencia renal.

8. b. El máximo de incidencia de la enfermedad es de Jos 60 a los 70 años. c. Aproximadamente las dos terceras panes de los pacientes con esta enfermedad son de sexo masculino.

f. El tejido linfático extramedular es el que resulta más afectado. g. La epistaxis es la manifestación hemorr:igica más frecuente aÚnque también suele observarse hemorragia del aparato digestivo y púrpura dependiente. j . Casi nunca se observan lesiones óseas de tipo osteolfúco. k. La visión borrosa o la reducción de la agudeza visual se asocia con las manifestaciones iniciales de la macroglobulinemia en cerca de 37% de los pacientes. m. El dolor de los huesos no es uno de los principales síntomas. o. La presentación neurológica más frecuente es una disfunción cerebral aguda que se asemeja a hemorragia intracerebral. Es probable que se desarrolle confusión que progrese a coma, que se denomina coma paraprotein~mico.

9. a. b. c. d. c.

Proteínas totnlcs alias Albúmina en MICrOhnjn CalcicJ'Cn suero hnjo Fótforo en ~uc r o nho si hay IMullcrrni'IAu·nal Fosfatnsn Plculinn en suero nnrrnnl r. Nitrógeno urcicu sunguínco nito ,1\ln I'IIIIIICIII hny afecciones renales g. Crcarinina sérica ahn ~61o c unn~o h.1y arcccloncs 1c· nales h. LDL normal i. Bilirrubina tOial normal j. Acido úrico al!o debido a proliferación celular, afecciones renales, o ambos facrores k. lgG baja l. lgM alta m. Sodio bajo: las paraproteínas monoclonales se comportan como cationes. n. Potasio normal o. Cloruros altos p. Bicarbonato alto

JO. Brecha de aniones reducida = Na• + K• - (CI· + HCOj) 11. c. Macroglobulinemia de Waldenstrtim

RESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 12·1 l. pH bajo pC02 baja

Crearinina aha BicarbonaiO bajo

(9-16)

APENDICE • 715

7t4 • APENDICE

Glucosa en orina y proteínas Tasa de filtración glomerular baja 2. 138-(103+ 12)=23

La brecha de aniones es alta.

e. Fosfaturia f. Acidosis 6. b. Cistinosis

3. d. Riñones

7. a Cistinuria b. Síndrome de Hartnup

4. e. Síndrome de Fanconi

8. a Cistina. lisina. arginina y omitina

S. a. Hipopotasemia

9. a. Enfermedad de la orina color maple

b. Poliuria d. Aminoaciduria generalizada

10. b. Disfunción de la resorción en los túbulos renales

RESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 13-1 J. a. Nivel de complementos en suero bajo (C 2• C3 y C4) b. Bilirrubina total Cuando es alta, el paciente sufre de anemia hemolítica. La bilirrubina total fue 2.0 mgJIOO mi y la bilirrubina indirecta es la fracción que provoca el incremento del total. c. LD Alto. El proceso hemolítico provoca el aumento. d. Anticuerpo anlinuclear Esta es solamente una prueba de detección; sin embargo, el patrón de fluorescencia con frecuencia se asocia al tipo de and~uerpo presente. 2. b. Anticuerpo anti-DNA

3. b. Anticuerpo ENA

4. c. Anticuerpo de desoxirribonucleoproteína S. a. Anticuerpo de RNA nuclcolar

6. b. Anti-DNA de doble cadena presente en 60 a 70% de los pacientes c. Anti-Sm, presente en cerca de 3b'il: de los pacientes

7. a. Complejos inmunitarios en los glomérulos 8. a. Este paciente presentó anemia hemolílica autoinmunitaria. La elevación del recuento de leucocitos se debe al incremento de la hematopoyesis y la tensión. La elevación del volumen corpuscular medio refleja un aumento de la población de rcticulocitos. Todas las opciones provocan anemia en casos de lupus eritematoso sistémico, pero la anemia de enfermedades crónicas es la causa más frecuente.

2. a. No puede descartarse la apendicitis aguda con base

en los datos. Elegir de nuevo. b. la coledocolitiasis es un caso de obstrucción biliar extrahepática ocasionada por un cálculo en el conducto biliar común. No puede descanarse con base en estos datos. La AlP >2 a 3 x UlN y la bilirrubina alta ayuda a diferenciar la obstrucción biliar extrahepática de otras afecciones intraabdominales. Elegir de nuevo.

3. a. La apendicitis aguda se excluye con base en el recuento de leucocitos que sólo está ligeramente alto y la combinación de valores enzimáticos altos. Elegir de nuevo. b. La pancrealilis aguda es la causa más probable de los síntomas del paciente con base en las elevaciones de AMS yLPS. Continuar con el problema. c. La coledocolitiasis se excluye debido a que el aumento de ALP y bilirrubina es poco. Elegir de nuevo. d. La elevación combinada de AMS y LPS da mayor especificidad diagnóstica para pancreatitis aguda aunque la hiperamilasemia se presenta en otras afecciones intraabdominales, incluyendo úlcera péptica perforada. Elegir de nuevo. e. Se excluye la insuficiencia renal aguda con base en que el análisis de orina es relativamente normal. Elegir de nuevo.

4. La sensibilidad diagnóstica de las diversas pruebas que se emplean para diagnosticar pancreatitis aguda ha sido estudiada a fondo. Las sensibilidades que se reportan muestran variaciones considerables porque en pane refl ejan las diversas metodologías disponibles y el momento en que se obtuvo la muestra. Por tanto, es difícil postular un parámetro como el más sensible. Las sensibilidades que se reportan son:

9. b. Alopecia y c. Erupción en forma de mariposa

JO. c. Enfermedad renal 11. a. Infecciones o c. Enfermedad renal

RESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 14-1 l. Nitrógeno urcico sanguíneo, creatinina, AST, ALT, AMS

embargo, la hiperarnilasemia y el aumento de transaminasas no son observaciones características de la insuficiencia renal aguda. Continuar con el problema.

c. la pancreatitis aguda generalmente provoca elevación de ami lasa. Sin embargo, la hiperamilasemia no es específica para pancrcatitis aguda. Elegir nuevamente. d. Estas observaciones se detectan en casos de úlcera péptica perforada. Elegir nuevamente. e. Dada la ligera elevación de glucosa. la cetoacidosis diabética no es muy probable aunque otros datos parecen indicar que existe. Elegir de nuevo. f. El aumento de creatinina y nitrógeno ureico sanguíneo indica la posibilidad de afecciones renales. Sin

a. Ami lasa en suero b. Lipasa en suero c. Ami lasa en orina d. Relación 'de depuración de arnilasa/creatinina e. Isoenzimas de antilasa

de 70 a 76% de 70 a 86% de 80 a 90% de 80 a97% 92%

--6:-a:-ta-:pancreatitis crónica se caracteriza por lesiones irreversibles al páncreas. El paciente experimenta dolor persistente o evidencia de insuficiencia endocrina o exocrina. La hiperarnilasemia se observa sólo en ciertos casos. Elegir de nuevo. b. El carcinoma pancreático puede o no producir hiperamilasemia y casi nunca es asintomático. los indicios de adenocarcinoma son dolor epigástrico persistente, anorexia y pérdida de peso. Elegir de nuevo. c. Aparentemente la macroamilasemia es una afección asintomática de hiperarnilasemia que se observa en cerca de l a 2% de la población. La macroamilasc-_ miase debe a que las moléculas de amilasa se combinanc oñ.las iñiñünoglobulinas y forman un complejo de tamaño demasiado grande para filtrarse a través del glomérulo, lo que provoca un aumento de los nivetes de arnilasa en suero. Continuar con el problema. d. La hiperamilasemia se presenta en traumatismos pancreáticos, como traumatismos abdominales con objetos romos. En estos casos se observan también otros síntomas. Elegir de nuevo.

7. a. La ami lasa en suero se eleva en todos los tipos de hia. Amilasa en suero b. Lipasa en suero c. Amilasa en orina d. Relación de depuración de arnilasa/creatinina e. lsoenzimas de antilasa

de 70 a 98% de 75 a 100% de 80 a 98% de 93 a 100% 100%

S. La especificidad de estas pruebas muestra considerable variación, lo mismo que su sensibilidad. A panir de los siguientes datos se deduce que la amilasa en suero puede ser menos específica para pancreatitis aguda, aunque es la prueba que se solicita con mayor frecuencia. Se produce hiperamilasemia en diversas afecciones intraabdominales.

perarnilasemia. Elegir de nuevo. b. La lipasa en suero no se eleva en la macroarnilasemia pero también puede permanecer normal en otras afecciones de hiperamilasemia. Elegir de nuevo. c. La reducción de In relación es <1%. la relación de depuración de amilasa/creatinina en general disminuye en casos de macroamila.1emia porque la amilasa en suero aumenta mientras que la amilasa en orina disminuye debido a la incapacidad del glornérulo para filtrar el complejo de amilasll'inmunoglobulina. Fin del problema.

RESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 15-1 J. Ninguno

4. GGT alta

2. Ninguno

S. b. Hígado

3. ALP y AST altas

6. b. Membrana

APENDICE • 717

716 • APENDICE

7.

e!. 5'-NT

8. El colesterol y los uiglicéridos están altos. 9. c. Lipoprotcfna X 10. b. Arca beta 11. El nivel de lgM es alto 12. La AMA es inespec!fica y puede relacionarse con todas las enfeiD!edades mencionadas.

14. d. Cirrosis biliar primaria 15. Nivel de ceruloplasmina porque se reduce en casos de enfermedad de Wilson. 16. ALP, colesterol y uiglicéridos. Todos los valores están altos. Aunque la AMA aparece en ambas enfermedades, sus títulos son más altos en cirrosis biliar primaria. 17. c. Colangitis destructiva crónica no supurativa.

13. c. EnfeiD!edad de Wilson d. Cirrosis biliar primaria

RESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 15-2 l. El hematócrito y la hemoglobina son bajos

2. Bilirrubina 1+, urobilinógeno 1 E.U., proteína 1+, 2 a 3 eritrocitos por campo de alto poder y 1 a 2 cilindros granulares finos por campo de bajo poder 3. Albúmina baja Bilirrubina alta ALPalta AST alta 4. El Yr y eii'IT están prolongados 5. La lgG está alta CJy C4 bajas 6. d. Los niveles de complemento se reducen en las enfermedades del complejo inmunitario 7. c. Ensayo de células Raji 8. Los complejos inmunitarios pueden haber dañado !o5 glomérulos renales, por lo cual hay fugas de albúmina a la orina. 9. b. Hígado 10. a Citosol y mitocondria 11. d. Hepatitis l l b. Hepatitis activa de tipo crónico

d. Hepatitis persistente de tipo crónico

13. a. Los niveles de AST son superiores seis veces a los valores normales • d. Nivel normal de albúmina f. Las observaciones de la biopsia hepática son normales h. Enfermedad hepática benigna

14. Virus de hepatitis 8 Virus de hepatitis no-A, no-B Fármacos Alcohol ldiopática (autoinmunitaria) Herencia 15. Enfermedad de Wilson deficiencia de AT alfa1 16. El nivel de ceruloplasmina en la enfermedad de Wilson es bajo. La elcctroforesis de proteínas séricas indicaría ausencia del máximo alfa1 en deficiencia de AT alfa, 17. Preparación de células de lupus eritematoso ANA Anti-DNA de doble cadena 18. HB,Ag Anti-HB, Anti-HB, 19. CAH debida a lupus eritematoso

3. Receptores de estrógeno Receptores de progesterona Receptor de larninina Factor de crecimiento epid~rmico 4. Los receptores de estrógeno y progesterona se detenninan para saber qué pacientes con cáncer de mama res· ponderán a terapéutica endocrina. Cuando existen receptores de estrógeno y progesterona hay una posibilidad de 80% de que el tumor responda a la terapéutica endocrina. El tamoxifén, un producto antiestrogénico, se recetó para limitar el desarrollo del tumor.

de tumores es para vigilar el tratamiento en pacientes a quienes se ha diagnosticado un tumor maligno. 2. Enzimas

S. CEA, CAl 5-3, CA549, BCM, catepsina D, MCA, ferri· tina, CK-BB 6. El tumor del paciente ha vuelto a desarrollarse. Los valores comienzan a disminuir cuando se inicia el tratamiento, pero después empiezan a aumentar. 7. a. Cáncer del colon: CEA, CA 19-9, CK-BB b. Carcinoma broncógeno: CEA, CK-BB, AFP, CA72-4, ADH, enolasa especffica de neuronas c. Cáncer pancreático: CAI9-9, CA195, CEA, POA d. Adenocarcinoma de la próstata: PSA, PAP, ACP, CEA, CK-BB, TPA e. Cáncer del ovario: CAI25, OCA, AFP, CEA, HCG. CA72-4, ácido siálico f. Cáncer uterino: SCC, TPA, ácido siálico. histaminasa

· - -1-RESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 17-1 l. a. Los valores de TJ y T4 son normales. b. La ADH es alta. c. L3 prueba de Watson-Schwartz es positiva. d. La detección de elementos traza es negativa. e. La lletección de fármacos y drogas es negativa. l a. Se descana la tirotoxicosis porque los niveles de T, y

T4 son normales. • b. El incremento de niveles de ADH que produce SIADH es secundario a la afección del paciente. El incremento de los niveles de ADH conuibuye a la anormalidad de los electrólitos. c. La prueba positiva de Wat5on-Schwartz que indica la presencia de porfobilínógeno constituye evidencia preliminar de alguna de las porfirias hereditarias. d. La detección negativa de elementos traza pennite descartar la intoxicación por plomo que podría producir Jos síntomas neurológicos y el dolor abdominal agudo. La prueba de Watson-Schwartz es negativa para intoxicación por plomo. e. Todas las pruebas de fármacos y drogas son negati· vas, por lo cual se descarta la intoxicación farmacológica. 3. c. El urobilinógeno es la sustancia que interfiere con . mayor frecuencia porque reacciona con el aldehído que se emplea como reactivo de Ehrlich.

RESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 16-1 l. Los marcadores de tumores tienen aplicación limitada para el diagnóstico. Algunos marcadores ayudan a efectuarlo o conlinnarlo. Otros a determinar el pronóstico. Sm embargo, la aplicación principal de los marcadores

Hormonas, neurotransmisores y metabolitos Receptores Proteínas en suero DNA Virus

4. d. El PBG es soluble en disolventes acuosos pero inso· luble en disolventes orgánicos. S. c. La prueba positiva de Watson-Schwartz se confinna mediante un análisis cuantitativo de niveles de PBG

para valorar los posibles resultados falsos positivos. Con frecuencia se determinan los niveles totales de porlirina en orina junto con el PilO cuantitativo. En este paciente los niveles totales de porfirina en orina proporcionan poca información diagnóstica adicional. 6. Síntomas ncurológicos y gastrointestinales 7. Formas ncurológicas: porfiria intermitente aguda, porfi· ria variegata, coproporfiria Fonnas cutáneas: porfiria cutánea tardía, porfiria congénita eritropoyética, protoporfiria 8. a. La identificación de una deficiencia enzimática específica permite determinar el tipo de porfiria. Sin embargo, las pruebas enzimáticas de eritrocitos no se realizan de manera rutinaria en el laboratorio clínico. Este paciente presenta menor actividad de la sintetasa de uroporfirinógeno l. b. En pacientes con estos síntomas y niveles de PGB aJ. tos, el tipo de porfiria generalmente se diferencta según la separación e identificación ,de las porfirinas f~­ les. Este paciente tiene niveles normales de porfinnas fecales. c. Los niveles de porfirina de eritrocitos no ayudan a diferenciar este grupo de porfirias. d. Los niveles de d-ALA en general se incrementan e_n este grupo de porfirias. Sin embargo, no ayudan a dt· ferenciarlas. 9. c. Este paciente tiene síntomas debidos a la porliria aguda intermitente.

APENOICE • 719

718 • APENOICE

RESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 18-1 d. Prostaglandinas: arterias renales; vasodilatadores e. Renina: no tiene un sitio de acción específico; transforma el angiotensinógeno en angiotensina 1 en sangre f. Eritropoyetina; no tiene un sitio renal específico de acción

l. a Potasio o urca b. para potasio Porasio Procao

Mteanismo

Sirio

Fihración Resorción

Filtración Difusión simple facilitada y difusión simple a las uniones firmes

Glomérulo Túbulo contorneado proximal y miembro ascendente del asa de Henle Túbulo contorneado distal y miembro descendente del asa de Henle y conducl!L recolector conical

Secreción

Trampone primario acti1•o de los capilares y el espacio intersticial hacia la célula

-· ----

Difusión simple de la célula hacia la luz Urt a Proc~Jo

Mccanümo

Sitio

Filuación Resorción

Fihración Difusión simple

Secreción

Difusión simple

Glomérulo Túbulo contorneado proximal y miembro ascendente del asa de Henlc Túbulo contorneado distal y miembro descendente del asa de Henle y conducto recolector medular

2. El desplazamiento de potasio se ve afectado por la secreción hormonal; la urea no se modifica. El potasio es afectado por la aldosterona, que provoca incremento de la secreción.

3. a. Aldosterona: pane final del túbulo contorneado distal y conducto recolector; aumenta la resorción de sodio y la secreción de potasio b. ADH: panc final del túbulo contorneado distal y conducto re.:olector; aumenta la resorción de agua c. Angiotensina Il: arteriolas renales v túbulos renales· no regula ninguna sustancia '

4. a La presión oncótica plasmática se incrementa debido a la deshidratación por pérdidas de agua y a la concentración subsecuente de proteínas en suero que contribuyen a la presión oncótica. b. Las pérdidas de sodio y agua provocan reducción del volumen sanguíneo que llega al aparato yuxtaglomerular renal. Las células perciben esto como un estí· mulo para secreción de rcnina y aldosterona con el fin de incrementar la resorción de sodio y agua. c. Se secreta ADH en respuesta a cambios de la osmolalidad plasmática. Si la osmolalidad indica que el plasma está más concentrado 3ebido a pérdidas del agua, se secreta ADH para mejorar la resorción renal de agua y restaurar la osmolalidad plasmática a valores normales. d. La osmolalidad de la orina se incrementa, lo que indica que el riñón está excretando orina más concentrada con el fin de preservar agua. e. La tasa de filtración glomerular se reduce debido a la disminución del volumen S3llguíneo en circulación a tral'és de los glomérulos. f. La excreción de sodio en orina se reduce ya que el ri· ñón intenta compensar las pérdidas gastrointestinales de sodio reduciendo las pérdidas renales de sodio. 5. Los p.!ptidos natriuréticos auriculares incrementan la tasa de filtración glomerular dilatando los capilares glomerulares y constrifiendo la aneriola eferente. Los p.!ptidos natriuréticos auriculares también contrarrestan los efectos de la ADH en el conducto recolector inhibiendo la resorción de agua y sodio. Los efectos combinados de incremento de la tasa de filtración glomerular y reducción de la resorción de Na provocan diuresis y natriuresis. 6. La médula está afectada debido a la enfermedad de células falciformes y el paciente ha perdido la capacidad de concentración de la orina. 7. El mecanismo de contracorriente se lleva a cabo en el

asa de Henle. Se establece un gradiente de concentración cuando el NaCI y la urea salen del miembro ascendente y penetran al tejido circundante. Como el tejido está más concentrado que el filtrado en el asa de Hente, el gradiente de concentración permite que el agua salga del miembro descendente del asa de Henle en donde las células son permeables al agua para igualar las diferencias osmóticas. Posteriormente, el agua penetra a los vasos rectos y regresa a la circulación general.

RESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 19·1 1. Nitrógeno urcieo sanguíneo, creatinina, análisis de orina

6. Depwación de creatinina o depuración de inulina

2. Nitrógeno ureico sanguíneo:crealinina =7:1 La relación normal de nitrógeno ureico sanguíneo.crez tininaesde 10:1 a 15:1. Esta relación tiene valor bajo.

1

3. La relación de nitrógeno ureico sanguíneo:crcatinina !e incrementa a 20:1 a 30:1 cuando la tasa de filtración glomerular se reduce por causas prerrenales como deshidratación o hemorragia intestinal grave. El nitrógeno urcico sanguíneo aumenta en mayor grado que la creatinina debido a que la resorción tubular se eleva. Se observa reducción de la relación de nitrógeno ureico sangufneo:creatinina durante diálisis renal porque la urea se dializa más fácilmente que la crealinina. La dicta con bajo contenido de proteínas también contribuye a la reducción de esta relación. 4. a. Filtración glomerular S. La creatinina sérica es la menos útil para detectar afecciones lel'eS de la tasa de filtración glomerular. En general sus valores no exceden el límite superior normal hasta que se pierde de la mitad a las dos terceras panes del funcionamiento.

uaxV

•---¡;;;- X

'¡67mg/100ml T 6.1 mg/100 mi

X

750 mi

1 440 minutos

X ]

=5.21_2!!,[_ mmutos La depuración de creatinina tiene valor bajo.

8. El nivel de ácido úrico se incrementaría. La insuficien cia renal crónica avanzada conduce a un incremento progresivo de los niveles de ácido úrico por la reducción de la depuración renal. 9. a. La depuración de PAH se emplea para establecer las tasas de flujo sanguíneo renal. b. El PSP es una sustancia exógena que se emplea para valorar el funcionamiento secretorio de los túbulos.

10. El análisis citodiagnóstico de orina es una t6cnica más especializada que el análisis de orina rutinario y permite valorar en forma más precisa los constituyentes microscópicos de la muestra de orina.

RESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 20-1 l. Na+, ct·, HCO¡, osmolalidad

2. Sodio bajo 3. Las causas de hiponatremia incluyen: De agotamiento: diuréticos, hipoaldosteronismo, p.!rdidas gastrointestinales y cutáneas Dilucional: SIADH, insuficiencia cardiaca congestiva, cinosis, síndrome nefrótico, hiperglucemia Falsa: hiperlipidemia, hiperproteincmia

4. 114 - (85 + 18) = 11. Es normal. S. Aldostcrona, ADH, rcnina, angiotensina 6. El sodio en suero produce aproximadamente 50'* del valor de osmolalidad sérica.

7. La excreción de sodio en orina no es congruente con el valor de sodio en suero. Cuando el l'alor de sodio en suero baja. el riñón intenta presen·ar el sodio reduciendo la excreción a tral'és de la orina. En este caso se observa desperdicio ~ sodio en orina.

8. La osmolalidad de la orina no es congruente con la osmolalidad del suero. La baja osmolalidad del suero indica una estado de dilución. Normalmente el riñón responde excretando el exceso de agua para que la osmolalidad sérica regrese a la normalidad. Sin embargo, la osmolalidad de la orina indica que no se está excretando orina diluida.

9. a. En el aldosteronismo primario el falor del sodio aumenta yel del potasio disminuye. Elegir de ~uevo. b. En la insuficiencia suprarrenal primaria. deb1do a que la aldosterona es insuficiente el sodio tiene valores bajos pero el potasio es alto d~bido a la relación recíproca. Elegir de nuevo. c. La diabetes insfpida es una afección enurél~ que se ~ ·di ucay 1os n duce la producción de hormona anU · .. -. · as de agua, 1o que · ñones excretan cantidades exces1V -· i'educ produce aumento de la osmolalidad en su:;bioqu~ · . · ción de la osmolalidad en orina..~ ADH-·me8iJ: , mteas md1can un aumento del n¡ve ... . .· . · .de nuevo.

r

720 • Al'ENDICE

APENDICE • 721

d. Este es un caso de SIADH. El nivel de ADH es alto, Jo que provoca retención de agua. El incremento de la resorción de agua da Jugar a hiponatremia dilucional y se observa reducción del sodio y de la osmolalidad séricos. c. La seudohiponatremia se debe a que Jos niveles de glucosa o los de lípidos son excesivamente altos. Como no se trata de un verdadero agotamiento de sodio, el nivel de osmolalidad del suero permanece igual y los resultados de endocrinología son normales. Elegir de nuevo.

10. Los síntomas de confusión y desorientación del paciente se relacionan con el desequilibrio de electrólitos. 11. La ADH se secreta en la glándula hipófisis posterior como respuesta a modificaciones del nivel de osmolalidad en suero. Actúa principalmente en las células de los conductos recolectores del nefrón incrementando la resorción de agua. El exceso de ADH provoca retención de agua y un descenso subsecuente de JonraJorentnu=dio en suero y la osmolalidad.

RESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 21-1 l. Los valores de referencia de los siguientes elementos son: Sodio 136 a 146 mrnoiiL. Potasio 3.5 a 5.1 mmoiJL. Cloruros 98 a 106 mrnoi/L. Dióxido de carbono 22 a 29 mrnoJJL. pH 7.35 a 7.45. pC02 35 a 45 mm Hg. p02 80 a 90 mm Hg. El valor de potasio para este paciente es alto y puede tener consecuencias graves en el tejido del miocardio y provocar arritmias. Verificar si la muestra de suero tiene hemólisis. La muestra hemolizada produce hiperpotascmia falsa. Si la muestra no está hemoiizada, repetir el análisis para verificar su precisión. 2. La brecha de aniones es útil para el control de calidad de Jos resultados de laboratorio. Si se calcula un incremento o una reducción de la brecha de aniones para un conjunto de electrólitos en un individuo no enfermo, es probable que uno o más de los resultados de laboratorio sean erróneos.

_...._-- --

Brechade aniones =Na· - (CJ· + CO:) = 135 - (99 + 1O) = 26 [HCO¡]

3. pH = pK + log [HiCO¡) H:CO¡ = 0.03 X pCO¡ H- 61 1 JO P - · + og (0.03 x 21) pH = 6.1 + 1.2 = 7.3 4. La reducción de pC01 puede ser un mecanismo de compensación.

S. a. Alcalosis respiratoria Alcalosis es el término que se emplea para describir un estado fisiológico alte~do que produce alcalcmia. Esta última se define como un pH sanguíneo superior a 7.45. Como el paciente no tiene pH superior a 7.45, esta alternativa es incorrecta. Elija otra alternativa. b. Acidosis respiratoria Existe estado de acidosis ya que el valor del pH es inferior a 7.35; pero en la acidosis respiratoria se esperaría un incremento de pC0 2. Como este paciente tiene reducción de pC01, elija otra alternativa. c. Alcalosis metabólica El término alcalosis se emplea para describir una alteración del estado fisiológico que produce alcalemia. Esta última se define como un pH sanguíneo superior a 7.45. Como el paciente no tiene un pH superior a 7.45, esta alternativa es incorrecta. Elija de nuevo. d. Acidosis metabólica Todos los resultados de laboratorio indican acidosis metabólica. El pH está disminuido, al igual que el co2 total, el cuerpo compensa reduciendo la pC02, el K• se eleva en forma secundaria al incremento de H• en el espacio extracelular y los cloruros en suero son normales o ligeramente bajos.

6. a. Diarrea Las pérdidas de bicarbonato a través del aparato digestivo provocan realmente acidosis metabólica, pero dan lugar a un incremento de cloruros en suero y por tanto la brecha de aniones es normal. Este.paciente tiene cloruros normales e incremento de la brecha de aniones. Elija otra alternativa. b. Insuficiencia renal crónica La insuficiencia renal crónica es una de las causas más frecuentes de acidosis metabólica crónica estable. Se desarrolla la brecha de aniones cuando hay insuficiencia renal prolongada. Esta afección generalmente no se asocia con un aumento de la osmolalidad del suero. En estos pacientes el nitrógeno urcico

sanguíneo sería superior a 40 mg/100 mi y la creatinina sérica excedería 4.0 mg/100 mi. Elija otra alternativa. c. Cetoacidosis diabética Si el paciente tuviera cetoacidosis, la orina daría prueba positiva de cetonas ya que el incremento de la brecha de aniones se debería principalmente al ácido acetoacético. Elija otra alternativa. d. Acidosis láctica Se realizó un análisis de ácido láctico arterial. Se encontró un valor de 8 mg/100 mililitros. Debe emplearse sangre arterial para determinar el lactato ya que la contracción de los músculos puede provocar un incremento de sangre venosa. Elija otra alternativa. e. Intoxicación con etilenglicol El etilenglicol es el principal ingrediente de los anticongelantes. La intoxicación con etilenglicol produce incremento de la osmolalidad del suero y de la brecha de aniones. El metabolismo del etilenglicol da Jugar a ácido glicólico, ácido glíoxOico y ácido oxálico que produ-

cen acidosis. Los cristales de oxalato e hipurato se detectan en el sistema recolector renal, lo que da lugar a insuficiencia renal aguda y aparición de cristales en la orina. El etilenglicol provocó el problema de este paciente. El laboratorio puede ser muy importante para efectuar el diagnóstico. f. Intoxicaci
RESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 22-1 l. Broncodilatadores

2. El estado estable es el nivel que alcanza el fármaco cuando la cantidad del mismo que se absorbe y se distribuye es igual a la cantidad que se metaboliza y se excreta. El estado estable se alcanza cuando la cantidad de fármaco que penetra al cuerpo es igual a la cantidad que sale. 3. Cuando no se alcanzan las concentraciones de estado estable, no se observa todo el efecto terapéutico del fármaco.

4. Cuando la eliminación del fármaco se realiza mediante cinética de primer orden se alcanzan los niveles de estado estable transcurridas de cinco a siete vidas medias. S. Sí. La vida media de la teofilina es 30 horas. El paciente ha tomado el fármaco durante ocho días que equivalen aproximadamente a 6.4 vidas medias. Los niveles de estado estable se alcanzaron antes de realizar la medición.

6. b. Máximo: el nivel mínimo mide si el nivel de fármaco ha alcanzado la concentración mínima eficaz mientras que el máximo determina si el fármaco ha excedido a la concentración tóxica mínima. Como el paciente presenta síntomas de intoxicación, el nivel máximo es de mayor interés.

7. Los niveles mínimos del fármaco se obtienen inmediata-

mente antes de que se administre la dosis siguiente. Los niveles máximos se determinan aproximadamente una hora después de la administración intramuscular u oral de la última dosis.

8. El uso simultáneo de teofilina con eritromicina, clindamicina, Jincomicina y troleandomicina puede incrementar los niveles de teofílina en suero. Datos obtenidos recientemente acerca del nivel de eritromicina indican que el uso de eritromicina en pacientes que reciben dosis altas de teofilina se asocian con un incremento de Jos niveles de teofilina en suero y con posible intoxicación por esta sustancia. En casos de intoxicación por teofilina, aumento del nivel de teofilina en suero o ambos, es necesario reducir la dosis de esta sll$1ancia mientras el paciente está recibiendo tratamiento simultáneo con eritromicina. Los signos de intoxicación por teofilina incluven náusea, vómito, dolor de :abeza, diarrea, irritabilid~d. insomnio y problemas cardiacos y alenan al médico, que debe proceder a corregir la posible interacción entre uno y otro fármacos.

APENDICE • 723

722 • APENDICE

RESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 23-1 l. 39. Este es un aumento de la brecha de aniones. 2. Acidosis mcUtbólica---3. a. No. La intoxicación con monóxido de carbono no

provoca acidosis metabólica grave. · b. La intoxicación con etilenglicol produce acidosis metabólica grave con aumento de la brecha de aniones. c. No. La intoxicación con plomo no provoca estos síntomas o resultados. d. La intoxicación con salicilatos provoca una acidosis metabólica grave e incremento de la brecha de aniones. e. No. Los síntomas y los datos de laboratorio no son congruentes con la concentración de acetaminofén.

I.B 6 (N u' ) = Glu + BUN 18 2.8 1.86 (145) + ~ = l!. 18 2.8

Brecha osmolal = osmolalidad medida - osmolalidad calculada. 287 - 285 2 Brecha osmolal 2. Este valor es nonnal. Cuando la brecha osmolal es nonnal se descarta la posibilidad de intoxicación con etilenglicol.

=

=

5. La intoxicación por salicilato se detennina graficando el nivel de salicilatos en suero contra el tiempo de ingestión. En general, el nivel de salicilatos superior a 40 mg/1 00 ml seis horas después de la ingestión indica intoxicación.

6. La intoxicación por salicilatos provoca al inicio alcalosis respiratoria debido a la estimulación del centro respiratorio. Posterionnente, se desarrolla acidosis metabólica debido a la acumulación de ácidos orgánicos. Además, la acumulación de ácido láctico•y ácidos de otro tipo provoca aumento de la brecha de aniones.

RESPUESTAS A~ APLICACION DE CONCEPTOS 25-1 l. Los valores de sodio, glucosa, hemoglobina, hematócri-

to y T4 son bajos. 2. Todos los valores son bajos. Los valores de referencia aproximados son: sTSH LH FSH ACTH

(0.5-S.OmU/ml) (20-70 mUllml) para mujeres posmenopáusicas (20- 100 mUI!ml) para mujeres posmenopáusicas (25-100 pg/ml) a las 8:00 horas

3. f. ADH 4. Panhipopituitarismo

hipóftsis se destruye, generalmente como resultado de tumores no funcionales que comprimen o invaden la hipófisis. Síndrome de Sheehan: este síndrome es un hipopituitarismo de posparto que se debe a la necrosis isquémica de la hipófisis ocasionada por choque debido a la hemorragia que se presenta en el momento del parto. 6. Síndrome de Sheehan

7. Sodio:ACTH Glucosa:HGH Hemoglobina y hematócrito:LH, FSH (control de la producción de andrógenos) y probablemente TSH

Si el incremento de THBR se debiera sólo al tra· tamiento con anticonvulsivos, el valor de T4 proba· blcrnentc sería bajo y la Ff41 se encontraría dentro del rango de referencia. d. THBR Los anticonvulsivos como fenitoína inhiben el enlace de T4 por lo cual la THBR aumenta. 2. c. Con un T4, de 14.2!!g/100 mi, THBR de 1.33 y FT41 de 18.9, el paciente se clasificaría como hipertiroideo.

3. a. T1 total

· La T¡ total es de gran valor en pacientes con sín· 10mas de hipertiroidismo, pero valores normales de r. total. b. sTSH Esta prueba es útil para el diagnóstico de hipotiroidismo primario cuando la sTSH está alta. El nivel de sTSH del paciente es 0.1 ¡¡U/mi. El desarrollo de esta prueba ha pennitido detectar concentraciones sumamente bajas que hacen posible distinguir el hipertiroidismo del eutiroidismo. c. Prueba de supresión con T3 Debido a las limitaciones de esta prueba y al riesgo significativo para el paciente ya no se realiza; ha sido sustituida por la prueba de estimulación con TRH. d. Anticuerpos tiroideos La presencia de anticuerpos tiroideos en el soero del paciente confinna la naturaleza autoinmunitaria de la enfermedad.

4. Enfennedad de Graves: TMAb (85%), TgAb (30%), TRAb. Tiroiditis de Hashimoto: TMAb (90%), TgAb (60%).

Se encontró TMAb, TgAb y TRAben el suero de la paciente.

5. a. Tumor hipofisario El incremento de la secreción de TSH por un adenoma de la hipófisis puede provocar hipcrtiroidis· mo. Sin embargo, el valor de sTSH de esta paciente fue O. 1 mU/mililitro. Elija otra opción. b. Tiroiditis de Hashimoto

- ·6-:- 3. Bajo; generalmente a la mitad del nivel normal. b. Alto, debido a recambio óseo. c. Alto, debido a recambio óseo. d. Bajo, debido a un aumento de la movilización de grasas que produce un incremento de Jos ácidos grasos libres, reducción de colesterol en suero y tendencia a la cetosis. e. Alto. Las hormonas tiroideas aumentan la absorción gástrica de glucosa e incrementan la glucogenólisis. f. Bajo, debido a una disminución relativa de neutrófilos. g. Bajo, con frecuencia se observa anemia nonnocítica/nonnocrómica. Sin embargo, el aumento del recambio de hierro plasmático y en eritrocitos y el aumento de volumen plasmático puede producir hematócrito normal. h. Alto. debido a una demanda excesiva de oxígeno. 7. Enfermedad uc Graves. 8. La trfada cl:hica de sfnlllmns r¡ue se ob1crvnn en In en· fcrmeuad ue Graves es un aumcuto tlifuso ut tmnnnu dr la tiroiucs, uftahnopatía y mimlcmn prctibial.

8. sTSH. En hipotiroidismo primario el nivel de sTSH aumenta

S. Enfennedad de Simmonds: el nombre de esta enfenne-

RESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 26-2

dad es sinónimo de panhipopituitarismo. El tejido de la

1. El hematócrito, la hemoglobina y el recuento de eritro-

RESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 26-1

citos arrojan valores bajos. Se trata de anemia normocíticalnormocrómica. 2. Ninguno

l. b. Ff41 El Ff41se calcula como sigue:

Un porcentaje bajo de pacientes con tiroiditis de Hashimoto son hipertiroideos. Es probable que el aumento de hormonas tiroideas se deba a fugas por .daños en las células de la tiroides. La presencia de TRAb en el suero de este paciente eliminaría esta causa de hipertiroidismo. Elija otra opción. - c.-Bocio tó'xico nodular El bocio tóxico puede provocar hipertiroidismo. La detección tiroidea es una herramienta valiosa para el diagnóstico. En el bocio multinodular se observa un consumo de isótopo en forma de parches en toda la glándula tiroides. Los nódulos únicos se clasifican como calientes, tibios o fríos según su consumo de isótopos. La detección tiroidea de esta paciente reveló un patrón difuso sin evidencia de áreas de concen· tración de isótopos. Elija otra opción. d. Enfermedad de Graves La prueba positiva de TRAb que se obtuvo para la paciente indica que no tiene enfennedad de Graves.

T. x THBR 14.2 X 1.33 = 18.9

3. La AST, la LD y la CK están altas. /

4. La T4. la sTSH y la THBR indican un estado hipotiroideo

S. FT,l = T, x THBR Ff, J = 2.2 X 0.4 = O.SS ( 1.13-3 .8~1 6. a. Alto. Las dosis altas de salicilatos compiten con la T, por los sitios de enlace en las globulinas enlazantes de la

APENDICE • 725 7:U • APENDICE

tiroides. La ingestión de aspirina puede provocar que los valores aumenten. 7. b o c. La causa puede ser hipotiroidismo secundario o terciario. 8. Hipotiroidismo terciario 9. Normal o alta 10. Alta: la velocidad de degradación y excreción se reduce más que la tasa de síntesis.

H. La curva de GTI es plana debido a la reducción de la absorción intestinal.

12. Tipo 11, o tipo !lb 13. El incremento de liberación de enzimas se debe a un au· mento de la permeabilidad de la membrana muscular o a una reducción del catabolismo de las enzimas en circu-- - ---= !ación. 14. La anemia generalmente es normocrómicaloormocítica debido a que la producción se reduce.

1· RESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 27-1 J. a. Fósforo en suero

Existe una relación reciproca entre los niveles de calcio y fósforo en suero. Se observan mayores nive· les de fósforo en los niños y éstos se asocian con un aumento de los niveles de hormona del crecimiento. Los niveles de fósforo en suero deben determinarse en muestras obtenidas en ayunas. ya que Jos valores son inferiores despu~s de ingerir alimentos. Aunque es prohable que se detecte un aumento del ni\•el de fósforo y un descenso del nivel de calcio. éste es de tipo ~ecund111io y no es necesario clasificar al paciente corno hipocalc~mico. f:lija otra alternativa. h. AlhúmiM en suero Esto es correcto, generalmente en el laboratorio se corrige el calcio total medido teniendo en cuenta la variación de la concentración de albúmina en suero. Una fórmula para corregir el calcio en suero es: Calcio ajustado = calcio en suero - albúmina en suero+ 4.0 Continúe. c. Calcio en orina El nivel de calcio de orina reneja el nivel de cal· cio en suero. El nivel de calcio en la orina de este paciente es bajo. Elija otra alternativa. d. Fósforo en orina El nivel de fósforo en orina no sólo reneja el ni· ve! de fósforo en suero sino también el de PTII. En esta paciente el nivel de fósforo en orina es bajo. Elija otra alternativa. 2. a. Insuficiencia renal y osteodistrofia renal Cuando se produce la insuficiencia renal se retienen los fosfatos y la elevada concentración de fós foro en suero ocasiona reducción del cakio en suero. Sólo se filtra una pequeña cantidad de fósforo y calcio a travé; del glornérulo de manera que los valores de calcio y fós· furo en orina son bajos. La reducción de los niveles de calcio en suero oca· siona un incremento del nivel de PTH qu~ actúa en los

huesos provocando estimulación de los osteoclastos y resorción excesiva de calcio y fósforo.• _ __ __ A medida que la enfermedad avanza, el esqueleto se desestabiliza. En un intento de reparar el hueso des· truido, se produce un aumento de actividad en los osteoblastos que se detecta como un incremento del nivel de fosfatasa alcalina en suero. Esta afección tambi~n se denomina hiperparaliroidismo secundario. Como los niveles de nitrógeno ureico y creatinina son normales, se descarta la insuficiencia renal crónica. Elija otra alternativa. b. Hipoparatiroidismo Esta afección en general se debe a eliminación de las glándulas paratiroideas o daño a las mismas durante la tiroidectomfa. También puede tener origen idiopático, en general por destrucción autoinmunita· ria del tejido paratiroideo. Como la secreción de P1ll es baja, se reduce la absorción de calcio a nivel intestinal. No se moviliza el calcio de los huesos y la absorción renal de fósforo alcanza un máximo. Las observaciones de laboratorio en esta afección incluyen: Reducción de calcio en suero Aumento de fósforo en suero Reducción de calcio en orina Reducción de fósforo en orina Fosfatasa alcalina en suero normal P1ll en suero baja Como la fosfatasa alcalina en suero es alta y el P1ll del paciente tarnbi~n lo es, se elimina la posibt· lidad de hipoparatiroidisrno. Elija otra alternativa. c. Seudohipoparatiroidismo Esta afección se asemeja al hipoparatiroidi;mo idiopático. La cnfcnncdad se transmite como un ras· go dominante ligado a X. En estos pacientes. las cé· lulas del tú bulo renal son resistentes a la acción de la

PTH y se retiene fósforo. Por el incremento del nivel de fósforo en suero se observa una reducción de calcio en suero. Las glándulas paratiroideas responden produ· ciendo más PTit. Las manifestaciones clfnicas en estos pacientes incluyen estatura baja, manos y pies cortos, obesidad moderada y facies redonda caracteristica. Las observaciones de laboratorio incluyen: Valores bajos de calcio en suero Valores altos de fósforo en suero Reducción de calcio en orina Reducción de fósforo en orina Niveles normales o altos de fosfatasa alcalina en suero Incremento de P1ll en suero Las observaciones de laboratorio del paciente concuerdan con los valores clfnicos y de laboratorio de las personas con seudohipoparatiroidismo. Final del problema. d. Seudoseudohipoparatiroidismo

Los pacientes con seudoscudohipop.U:Utiroidismo . caracteristicas anatórrucas que los muestran 1as ous~as . .. etabolismo de que tienen scudohipoparallrotdtsmo. El m , calcio y fósforo es normal Ylas c8ulas de los robu¿~ renales responden a la PTit. Este síndrome es tan s 0 un caso extraño y no proc!uce s!ntomas en sf. Elija otra alternativa. e. TratarnientO'con dilantina . La reducción del nivel de calcto en suero se asDcia con el uso de anticonvulsivos a larg~ plazo. Tanto la difenilhidantoína como el fenob~ttal. provocan . . .ó d 1 nivel del calcio mductendo a las una dtsmmuct n e . e incremen· enzimas de los microsomas hepáucos. qu . . tan el catabolismo de calciferol, 25-btdroxtcalctferol y 125-dihidroxicolecalciferol. ' Los niveles de fósforo en suero generalmente se encuentran dentro del rango normal. , f Este paciente presentó incremento qe "6~ or~ en . que es tm · posible exphcar umsuero y rasgos clímcos camente mediante este mecan1smo. Elija otra alternativa.

RESPUESTAS A LA APUCACION DE CONCEPTOS 28-1 1. d. Acido 3-metoxi-4-hid roximan~lico (VMA} en una muestra de orina de 24 horas El VMA se encontró dentro de límites normales. El incremento de VMA indica que existe feocromDcitoma, un tumor de la médula suprarrenal. Este tipo de tumor provoca hipenensión, que es de tipo inter· mitente. 2. a. Glucosa El nivel de glucosa fue de 130 mg/100 mi. b. Sodio en suero El sodio en suero tuvo un valor de 155 mmoi/L. c. Calcio en suero El calcio en suero tuvo un valor de 8.9 mg/100 mi. d. 17-cetosteroides en muestra de orina de 24 horas La determinación de 17-cetosteroides en la muestra de orina de 24 horas arrojó un valor de 75 mg/100 mi. Los valores de referencia para 17-cetosteroides en mujeres adultas son de 5 a 15 mg/24 horas. Esta prueba mide la producción de andrógenos. e. Aldosterona en suero Se observó un incremento de la aldosterona en suero. f. Actividad de renina plasmática Se observó una disminución de la actividad de renina plasmática. g. pH sanguíneo El pH de la sangre fue de 7.52. h. pH de la orina El pH de la orina fue 4.8. i. VMA en muestra de orina de 24 horas /

El VMa en la muestra de orina de 24 hora.~ se encontró dentro de lúnites normales. 3. a. Síndrome de Cushing. . d presentarse Aunque el síndrome de Cushmg pue e con hipenensión los 17-cetosteroides estarfan aumentad. '. d be a un mcremento e dos. La hipenenstón puede .e . rse rinci al mente ¡¡. la secreción de mineralocontcotdes, P P desoxiconicosterona. Elija otra opción. b. Síndrome de Conn d Se observó que el paciente ten(a un a ~noma en la su rarrenal del lado derecho. Las afeCCiones que prov~an alta producción de aldoste~on; ~e~tdo a un tumor adrenoconical cuando la acUvl a e renma ,. b. lasifican como aldosteromsmo pl~ma_uca e~ ~¡a se :e Conn Los síntomas incluyen pnmartO ?ÓS n Jomeb eS do!~ muscular intermitente, h1penenst n, ca am r , debilidad y nocturia. Continúe. c. Aldosteronismo secundario . . En el aldosteronismo secundano el pactente pre. to de aldostcrona y un aumento de senta un mcremen . Ja actividad de la renina plasmáuca. Elija otra alternativa. d. Insuficiencia suprarrenal . En la insuficiencia suprarrenal. se reduce el mvel de sodio en suero, el pH baja, el mvel de. aldosterona disminuye y los 17-cctostcroides en onna d~smmuycn. El paciente presenta debilidad. pérdtda de peso, hipotensión, náusea, vómito Ycalambres musculares.

726 • APfND!CE APENOICE • 727

Elija otra ahernativa. 4. a. Acidosis metabólica El aldosteronismo primario no produce acidosis · metabólica. Elija otra ahernativa. b. Acidosis respiratoria El aldosteronism_o E!!mario no produce acidosis respiratoria. Elija otra alternativa c. Alcalosis metabólica

El aldosteronismo primario sf produce alcalosis mctabó.ica. La aldosterona actúa sobre los túbulos renales para 1~ resorción del sodio. A su vez, se excretan iones hidrógeno y potasio. Esto da lugar a hi· popotasemia y alcalosis. Final del problema. d. Alcalosis respiratoria El aldosteronismo primario no provoca alcalosis respiratoria. Elija otra alternativa.

La liberación ectópica de ACTH ocasiona un au. mento de liberación de cortisol en las glándulas suprarrenales. Generalmente los pacient~s con ACTil ectópica tienen cáncer avanzado y el d ta~nósttco del mismo es aparente. Los tumores carcmmdes pulmonares y los timomas son dos tipos de tumores que secretan ACTH y son relativamente benignos. Elija otra alternativa.

4. a. Supresión de cortisol La hiperplasia tiende a suprimirse con 8 mg dr dexametasona. Final del problema. b. No hay supresión de cor~isol . El adenoma del pactente no se supnme con 8 mg de dexametasona, pero la hiperplasia suprarrenal sí. Final del problema.

RESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 29-1 RESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 28-2 l.

Enfermedad de Addison En la enfermedad de Addison se observa atrofia de las gl~ndulas suprarrenales. El paciente presenta debilidad e hipotensión. Los niveles de sodio en'sue· ro disminuyen y el potasio séricoa umenta.La glucosa sanguínea disminuye. Las caracterfsticas clínicas se deben a deficiencias de cortisol, aldosterona y efectos de los andrógenos en los tejidos que son blan· co de los esteroides. Elija otra alternativa. b. Síndrome suprarrcnogenital Las pacientes con síndrome suprarrenogenital presentan hirsutismo"'y virilización. Con poca frecuencia, algunas pacientes con form as leves de hiper· plasia suprarrenal congénita o seudohermafroditismo masculino presentan en la etapa adulta hirsutismo y virilización. Sin embargo. la mayoría de las mujeres virilizadas tiene enfermedades poliquísucas de los ovarios u neoplasias ováricas o suprarrenales. Estas neoplasias se presentan a cualquier edad. Los pacientes con carcinoma adrenocortical también pueden presentar hipertensión y alcalosis hipopotasémica a causa del exceso de la producción de mineralocorticoides. Elija otra alternativa. c. Correcto. El síndrome de Cushing es provocado por un incremento de la cantidad de cortisol. La obesidad es el síntoma más frecuente y predomina en cara y tronco. d. Síndrome de Conn El síndrome de Conn o aldosteronismo primario se refiere a una producción excesiva de aldosterona en las glándulas suprarrenales. El paciente presenta hipertensión, aumento de sodio en suero y reducción de potasio. El cortisol plasmático no se eleva. Elija otra alternativa. 11.

2. a. Cortisollibre en orina Algunos investigadores consideran que la prueba de conisol libre en orina es muy sensible y altamente

1. b. Creatinina sérica y c. Acido vanilm and~ lico (VMA) son posibilidades 2. d. Muestra de orina de 24 horas con preservativo ácido

especifica para el síndrome. Otros sugieren que es necesario confirmarla mediante otras pruebas. Elija otra alternativa. • b. P~rdida del ritmo circadiano del cortisol plasmático En el síndrome de Cushing se observa una pérdida de la variación diurna normal del cortisol plasmá· tico. Esta prueba no es confiable ya que la tensión también induce la misma respuesta. Elija otra alternati1•a. c. Prueba de supresión con 1.0 mg de dexametasona Correcto. La prueba de supresión con 1.0 mg de dexarnetasona es una buena prueba de detección. El paciente con síndrome de Cushing tendrá un nivel de cortisol superior a 5 ~gil 00 mi después de la admi· nistración de dcxametasona. d. Niveles de 17-0H corticosteroides en orina Los ni1·eJes urinarios de 17-0H corticostcroides se utilizaban antes para valorar el funcionamiento de las suprarrenales. La reacción de Poner-Silber que se emplea en esta determinación sólo mide la cadena dihidroxilada de los corticosteroides. Por tanto, no determina todos los mctabolitos del cortisol. Sin embargo, aún no se cuenta con otra prueba más específica. Elija otra alternativa. 3. a. Hiperplasia suprarrenal La hiperplasia suprarrenal es secundaria a un in· cremento de la producción de ACTH en la hipófisis. Cuando un adenoma basofnico de la hipófisis provoca la hiperph:sia suprarrenal, se dice que el paciente tiene enfermedad de Cushing o basofilismo ~ipofisa­ rio. Sin embargo, también se produce enfermedad de Cushing en casos de tumores cromófobos de la hipófisis. b. Neoplasias suprarrenales El incremento de cortisol procede de la propia glándula suprarrenal, lo que ocasiona una retroalimentación negativa a la hipófisis y da lugar a disminución del ni1·eJ de ACTH. Elija otra alternativa c. ACTH ectópico

3. c. El paciente no debe ingerir chocolates o nueces tres días antes ni durante la recolección de la muestra 4. c. Lo normal es menos de 6.5 mg/24 horas

5. b. Metancfrina o d. Catecolaminas libres totales 6. c. Lo normal es menos de 1.2 mg/d.

7. b. Lo normal es de 5 a 10 ng/100 mi. 8. Sodio: si la aldosterona eSIU\'Íera alta, los valores de so-

dio serían altos y los de potasio bajos.

9. a. Aldosteronismo primario JO. Hipertensión, dolores de cabeza, sudomción lJ. Las catecolaminas bloquean la liberación de insulina e

incrementan la gluconeogénesis y la moviliwción de ácidos grasos.

12. La elevación de rcnina o aldosterona en explicar la reducción del potasio.

pl11.~ ma

puede

J3. Las catccolaminas estimulan las glándulas p;uat iroidcas para liberar PTH, lo que incrementa el calcio en suero o el feocromocitoma puede excretar una sustancta ectópt· ca similar a PTH. 14. Acido homovanOico (HVA)

RESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 30-1 l. Ninguno

2. Aumento de DHEA·S, testosterona total y libre Y androstendiona.

3. e. Tumor pineal 4. Testosterona total y libre 5. Ninguno 6. Tumores ováricos o suprarrenales 7. c. Sulfato de deshidrocpiandrosterona

1

8. Tumor suprarrenal. Sin embargo, las enfermedades ováricas poliqufsticas también producen aumento de DHEA-S.

9. 75n5 o3:1 JO. Enfermedad poliqu!stica de los ovarios. Se considm que la relación de 3.0 o superior es diagnóstica. 11. c. Hirsutismo dependiente de LH

12. Se desconoce la etiología exacta. La secreción excesiva de andrógenos en las suprarrenales antes o al inicio de la pubenad produce la hiperandrogénesis y la anovulactón.

RESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 31-1 J. a. No. El nitrógeno urcico sanguíneo )' la creatinina in· dican que el funcionamiento renal es ttormal.

b. Los datos de laboratorio concuerdan con perturbaciones digcstil'as.

APENDICE • 729

721 • APENOtCE

c. El metabolismo de la glucosa es normal, pero el pa· cien te puede tener deficiencia de lactasa. . d. No. El funcionamiento hepático parece normal con base en los resultados de bilirrubina, AST y ALP. 2. a. El nivel de vitamina Bu es bajo. b. Resultados del examen fecal burdo: apariencia semifluida, color pardo, consistencia grasosa y mal olor. c. El nivel de gastrina en suero es normal. d. La producción basal de ácido es 2.4 mmol/L. 3. a. Estas observaciones indican malabsorción. b. No, la producción basal de ácido es normal. c. La vitamina Bu alcanza niveles bajos en casos de anemia perniciosa por deficiencia de factor intrínse· co, pero el examen fecal burdo es normal. d. No, Jos niveles de gastrina son normales.

re síndrome oefrótico o destroccióo de la membrana basal glomerular.

4. Prueba dt grasa fecal en muestra de 72 horas 5. Tras un consumo dietético estándar de 100 g de grasa al día los individuos normales excretan <6 gfl4 horas.

9. b. Hipocrómicolmicrocítico

16. Las fibrillas que están formadas por cadenas ligeras de inmunoglobulina monoclonal o fragmentos aminados terminales de las cadenas se depositan en riñones, cora· zón, lengua, articulaciones y nervios periféricos. Tam· bién se encuentran en los vasos sanguíneos del aparato digestivo, la médula ósea y el hígado.

10. Normocrómico/normocítico

6. Páncreas e intestino delgado

7. Prueba de absorción de D-xi1osa 8. La prueba de absorción normal de IHilosa es >4"gl5-tnr--ras. Los pacientes con ma1absorción debido a enferme· dades intestinales presentan resultados bajos en esta prueba. La mal absorción pancreática produce una prueba nonnal de absorción de Irx.ilosa, ya que no se requieren enzimas pancreáticas para la absorción de xilosa. 9. Malabsorción intestinal

10. c. Bajo. Los pacientes con esteatorrea presentan reducción de la absorción de calcio.

•

11.

15. Una deficiencia de factor X que se observa en la vía común de la cascada de coagulación ha producido prolon· gación de PT y PIT.

2

4~ x 100 =5% (bajo)

12. El recuento de reticulocitos es alto. El recuento de plaquetas es alto. 13. Las paraproteínas provocan formación de rouleaux en los eritrocitos, lo que aumenta el ESR. Las proteínas reactivas de fase aguda también aumentan el ESR. El patrón de electroforesis del paciente presenta incremen· to de las fracciones a 1 y ~·

14. La epistaxis y la hemorragia gastrointestinal se detectan en miclomas de lgM e lgG pero con mayor frecuencia en la variedad de lgA. El nivel alto de inmunoglobulinas afecta el funcionamiento de las plaquetas y del factor de coagulación.

17. Proteínas en orina 4+ Aumento de nitrógeno ureico sanguíneo, creatinina y fósforo

18. Mieloma múltiple 19. Células plasmáticas; sin embargo, este tema está aún bajo investigación. La producción de inmunoglobulinas en los linfocitos B aumenta, pero la función supresora de las células T puede reducirse y la habilidad de los macrófagos también disminuye.

RESPUESTAS A LA APUCACION DE CONCEPTOS 32-1 l. b. Desnutrición

6. Las vitaminas liposolubles son A, D, E y K.

2. Albúmina, prealbúmina, recuento total de linfocitos

7. La anemia perniciosa (megalob1ástica) es la enfermedad que con mayor frecuencia se caracteriza por una defi· ciencia de vitamina Bu·

3. Transferrina, proteína enlazante de retino!, índice de elevación de creatinina, hidrOxiprolina, 3-metilhistidina, balance de nitrógeno

4. Grasa fecal en muestra de 72 horas 5.

Vitamina.~

8. No se determinaron los marcadores bioquímicos del estado de carbohidratos. Estos son glucosa, hemo3lobina glucosilada y fructosamina.

liposolubles

RESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 34- 1 l. El cambio más evidente inducido por el ejercicio es el aumento del nivel del CK. 2. b. Músculo 3. LD, AST, aldolasa, ACP, GGT

4. La CK-MM se elevaría; sin embargo, también se ha olJ.. servado aumento de CK·MM tras ejercicio vigoroso sin evidencia de daños al miocardio.

RESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 33-1 l. Los valores de nitrógeno ureico sanguíneo, creatinina y fósforo son altos. Los valores de proteínas totales, albú-

mina y calcio son bajos. La electroforesis indica un incremento de a 1, ~ y del máximo M. 2. d. Riñón

3. Nitrógeno ureico sanguíneo, creatinina, calcio, fósforo, proteínas totales, albúmina y proteinuria 4. Síndrome nefrótico La proteinuria provoca una pérdida posterior de albú· mina en suero y una disminución de las proteínas totales. Insuficiencia renal La insuficiencia renal se refleja por una elevación de los niveles de nitrógeno ureico sanguíneo, creatinina y fósforo. El aumento de fósforo provoca reducción del calcio.

S. Los datos sobre el componente M obtenidos por electroforesis de suero

6. Gammopatía monoclonal benigna, mieloma múltiple de tipo lgA y leucemia de células plasmáticas, así como otros tipos de neoplasias

5. a. Los triglicéridos se reducen en las primeras 12 a 24 horas después de hacer ejercicio y regresan a la línea basal a las 72 horas por incremento del catabolismo de triglicéridos.

b. El colesterol HDL aumenta como resultado del in ere· ·mento de la actividad de LPL. Mientras más prolon· gada es la sesión de ejercicio, mayor capacidad tiene la persona para sintetizar HDL a partir de los quilomicrones y VLDL. c. Las hormonas tiroideas indican datos incongruentes; sin embargo, es más probable que la Ff4 esté elevada d. Los electrólitos en suero pueden ser normales o estar altos. Los incrementos en general se deben a reducción del volumen plasmático que provoca hemocon· centración.

RESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 37-1

7. No 8. a. No hay dolor de espalda. Este último es una queja frecuente en casos de mieloma múltiple. b. Hipocalcemia. Cerca de 40% de los pacientes con mieloma múltiple tiene hipercalcemia. c. Reducción de proteínas totales en suero. En general, el mieloma múltiple produce un aumento de proteí· nas totales. d. Proteinuria. La prueba con dipstick no es sensible para cadenas ligeras. Este rango de protcinuria sugie-

l. No, aunque la relación US >2.0 predice en general ma-

durez pulmonar fetal en embarazo a término en madres no diabéticas, el perfil de madurez US en pacientes diabéticas no indica necesariamente que se haya alcanzado la madurez de los pulmones fetales. Sin embargo, la pre· sencia de PG en embarazos de madres diabéticas o no dia· béticas sí predice la madurez de los pulmones fetales. \

2. La probabilidad de RDS en un hijo de madre no diabéti· ca (en embarazo normal) con una relación de US de 2.3 es menos de 5'ié. Estos resultados en ~en eral indic~n que el feto está maduro.

730 • APl:NDICE

RESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 37-2 1. La trombocitopenia en un niño de esta edad puede ser ocasionada por diversos factores: medicamentos, enfermedades malignas;-ftfecci
Indice alfabético

3. Un niño de esta edad debe tener un nivel de albúmina en el rango de 3.5 a 4.7 g/100 mi. El valor de la albúmina es bajo. 4. Integrando la información química con los antecedentes, los datos sugieren que el estado nutricional del niño es inferior al óptimo. 5. Las tasas de transmisión de madres infectadas a niños van de 25 a 50 por ciento.

6. Si se confirma como positiva la prueba de anticuerpos para HIV, los anticuerpos presentes en el niño de cinco meses proceden de él mismo y no de la madre. Una prueba positiva indica infección por HIV en el niño. Las pruebas no serológicas que también son útiles incluyen reacción en cadena de polimerasa y cultivo viral. t-;ou: Los números de pigin¡ en cuni\·as se refmn a fi. rum: los númt:ros de p~~na $e~Wdos poc una •cft se rt· fierena cua.dros.

RESPUESTAS A LA APLICACION DE CONCEPTOS 38-1

A. Wa.tt Absorti,·Mfad. codicitDte de (A). AA. \'iau AUIOWI.iucbes tAA).

AAG. Wast Glucorrotefu atra-1-'c:ida (AAG). AAS. HaJt Espttuofocomrofa dt absorción 1tómica

l. Deficiencia de cobalamina.

2. a. Interacción entre fármacos y nutrientes. La malabsorción puede ser ocasionada por el enlace de la cobalamina de In dicta con el secucstrantc de ácido biliar, la colcstiramina. b. Gastritis utrófica crónica asociada con úlcera péptica y uso de aspirina. 3. Las manifestaciones ncuropsiquiátricas, principalmente en adultos de edad avanzada. Estas manifestaciones

pueden obser\'arse en ausencia de anormalidades hematológicas. 4. Anemia, incremento del volumen corpuscular medio, leucopcnia y trombocitopcnia de leve a moderada, anisocitosis con macroovalocitos, neutrófilos gigantes hipersegmcntados y bandas gigantes. 5. Determinación de cobalamina, ácido metilmalónico y niveles totales de homocistcína en suero.

Acttoacttico. k ido, 427 mflodos para dt1erm)ución de. 162 Aceton.a. como meubolio del isopropanol. 464 mio~ ¡w• clcoamimióo.16l. 4~ Acido dni
conosh-o, 29 illmaccnarcic-nto IX-. 31-32

(AAS). AAT. Wau Antitripsio.aalfa-1 CAAT). Abboo TDCX. mtlodo, P'" dcunnilllcióo ele T• IOtll,

dcfinict6a,412

lll9.lll9 Abdroünal. f'liCd, ddcttM dt. oh-eles dr fttoprotdtm

<srMrofluorilll
alfacn.108 A b00mina~. afeccione1. nh'cles dr lipasa en, 271 Abc-talipoP"<Meintmil . 181, 188 ABP. \'illJt Pro.e!n.~~ cnlua:uc de anikórcnos (ABP). Absortlmci:a. 92 dctmoinxióo de. U o pcmofotommfa de, 76 aDJlisis de tri¡licbidos y, 1711 fktemún&CiÓtl de C&lboxibrmogJobiDI y, 462, 462 'docidlde¡ de ruccicoes c.1tdi udu por cnziJTDs )'. l.!'-250 (OlOOltiJÚ de, 1\IIOINtiucb, 115 función de b COO«DCrlciÓI.

lurnloou. dtliDición..

n

n

Abtotdón

atómica. especrror01ometrt'a de (AAS). Wast EspcttJofocometrfa de absorción a16mira (AAS). cun·as de. mi\imos y mrnimo5, 77-71. 78 flnn>cos. #l-l-l6, 44l filD"os.&O Upidos t:J.Ó¡tnos, 171 nle-cliva. rn t:l imenioo dtlpdo., 577-578 \'iUnu ~ B¡:. 58S Absorti\·idld. cOtf1cirn~ dt (A). 78-79 mcW. cocf•clrr.lt: dt: (E). 249 A<mldchfdo. clclbi.to¡ cou• de. j06 A~tarcinof'lo. abuso de. 473-474

ltOmt'·! tlrN de fOJicidad

pn~tN de

rua. 474

la nuncha para. 41!i Act lll(ll,u nida. inhibición de la anhiduu catbóaica con, 424 Arnikocnzima A ((oA). 14~ l"llC1abolilo dtl t:ta.nol basra. 463 Attt•kolma.l'loq.Ko dt: b. libr:rKión de, ..a()t Arcllkc.lint:Sinasa IAChEJ. 214 inhit-ici(ln dt 13. pN prniridu. 468-469

plan tf.Crilo pan r-:mtml.tr dtrramt:i ~ 32

tnsaro ASP. 253-254 rspcttrofouxncttb. 0-93 de: absorción fl.tónica. 87 e.\creción en kn. ri&oot:J, 422-424 i ddo amincle\'UUrlico deba, 348 &nlitrombio.a lll. tJ~ bilimobilll <11 lfqoido ameióoico. 666 la brttba de J.ttiora, 400 m&rinha.. 373-374 deuminu a de pcdobiUnó1eno, 3~ 1 trittocilo proc:opcrfirina, 350 estr6¡eoos. 66~

fillrioótcoc. 6ll iones socio y powio, 40S porfuiM. J-19 p-Otopodiri ~A de r:inc, 3.H T. total. 509 focomcttfa dt fWna. S9 inrcrfetciones CD b tknica. 49, SI moaiuwco de rirmacns, 450 precipi11Uif011licllico. 319 prueba, dt •""-cióo de P.lilosa.lSl-51!6 dt: pcr6Aido p:~~ra n n¡rt OC\IIIa. 587 prueba1, de: depuraci~o de cmtinina. 376 dc laboratcrio, 6::9 tknicas de inmuDOd:Mi6o. 19S ripos ele, p>tlo'óooo ¡wt •'lioru y, 68, 6k Acido pfairo-kido ctñco de Esbx:b, ftK:li\'0 de. pua detmrinxión de p-OCtfiW ro «ia . .330 .~ddobisico. equilibrio. 411-439 afeccioDe~.

19, 425-4 ).4

m.iuas. 4 12-43~ cuiK'1eriución. 4~9

dtttodt:l eol.llct de ú:• a ta albúrfi~ ~.\0 rfKK'4 eA !a )tcr«ikl dt 1"011110, !61 rnfmJ"IC'd¡d, dt Com ,., S-&1

ffunnóndt-1 1Na•¡en..~9Z

ptuttu ci6n, 0 9 Jrtullci6a, 421 ·415 ~J:Iln la edad, 684 Aciddo con, 399 hi¡:adortmica. 426-127 oonnodorlmiu .. 426 1Ut"elcs de iones potuio en. 422 Aciduri.a metilnulónin. cttOJcidosis qut I Compafu a. 421 Acinues, ú lula. pancreatitil n oci1da con lesión de. 593 secreción de ecúrms di!~iu¡ por b.s, 5'3 Aclorhidria. deficiencia de \'itamiu B t~ y. 697 ACP. l'icst Fo!faoaso kidltACP). Acrtdilacióa. dt orpaiuciooes al cuicbdo de 1a Wud. comisió~t cocjunta (Joint Comrr.iuion !ot Accredi tation ol Hral1h Cart Or¡:l · niulion. JCAHO~ 24 pruebas de cotrf.ttencia y. j 9

Acrodc:rmalitis t nlftohfr.ilh:a, kidof.

(U1~ t~nrub

co.6C)l

ddidencia de zinc t'D, 612 Anromer.t.lia. hi~prolac1u~mia . ,oti.ad• cf.n. oi9J nh·ek s de, nt11iocina11 en. 260 losft~ua tlclli na c-n.~M

AC1 Tr~k.i:rl~ ~kdinl Wuer ll~cu ¡\Va rl rt'f'IOI" dr llr•· pndkooo mldorooliEfA). l 4 ACTil. 1'/IIU Adr""""""'"~ """""" IACl ll). C..oicoao¡ojna tACTH) ActinonVcosi ~. nivtlt s dt IJ A el), 102 Activad<m rara rtaccíonc¡ c-;uatit~i.n pot rn7J.m,, 246 AC'lÍVidld enzim.iticl, CUJ\'1 de ptopeSO r¡ra tktenni· ow,H'l·Hi.U& fase dt: ,·elocidad ttducida dt. 247-248 (ase¡ de rettuo dt, 247 Acti,·id.ad funcionaL ensayo dt:,anripiasmin:talfa-~. 631 J DIÍOombi ll.l 10, 6J J.6)2

rrootill.l C. 6JHJJ Adapt.ación inducid.\ dt enlac~ eczima-sustrato, ITIC'Iklo de, 2-U Adaptador puatrificu. mc;oradas ¡EGA). 121 rroft!ionales. ll7

Addnson. enft:tmcdad de, 546. .H7 utxixión coa tuoidius dt H:uhimoto. ~ 19

731

IN DICE ALFABETICO • 733

732 • IN DICE ALFABETICO

hiperproteior:miac.n,199 hipoaldoJtcrorüsmo arociado con. 546 hipoomcmia por •!oramiemo en, 394 AdenHo. ciclm de, 490. 618 acti\'ación de 11. por FSHen a!!Jubs de Scrtoli, S63 por pro~hw G, 484 poc PTH que se cnlw a rec:eptorts., 531 funci611.<11 IICOIJUI.tción,619 en la Lltilizr.ción de TSH, S04 Adcooc-artinoma, pulmonu. 336 Adenohipófisis (pilUillril anterior), 488 AdtDOJin.l

dif01h1o de IADP). ll4 t 'ifmbto de (ATP), efectos del ~cicio ca l01 ni\'des de,644 endotito1is coa, 360 illltuccióc 6e hormonas tiroideas con, 50S rNfDesio como activador dt, 400 Adeno\·irus, anibsis con sonch de ONA pua, 106 ADH . Vit:lt Alcohólic~ OO!údro!enua (ADH); Anti·

COQS.Cf\'lcióo de, por nujo a contracotricruc ea )os ri· liooes. )64, 36.$ contuoiaacióo b&ctcrioló!io de, 9 desíooiZ>ude(AU~

diur&ict, hormona (ADH).

io&propiado, slodrome de, 492 hiponurtmia d.ilucional ea, 395 Adipocitos, coarrol de la lipólisis mediante b hormona del attirnlento to, 491

Adiposo, ~tjido. ebilll ¡lueOS&
m Aslutint.ci6n de Urex. p¡r.a detaminJCión de p()(efna ( . reacli\'a, 202

pruebas pm ddrcción de RF, 231 A¡:rni6n. nh"Clc$ de CSF 5-HIAA y, 6.59 A¡ua abltnd&dorh pva. 9 absorción~ el inlutioo dt:l¡ aOO. .578 concentraciones de iorK"s hidrógeno, 412

AlmiDl, excreción de, en el sl11tb'ome de Hunup, 215 Ahnin&mioocp1ürn. 296 nh·dcs de la. dcsputs de haa:r ejercicio, 645, 645c en la rufmned¡d
AluinamiDC:Iti"Wferw (ALT).

Alunolu. os.id.atión del icido llrico a, 375 Albioismo. 218-219.119 Albamina en1att coa. cobre. 612 esttó¡tDOS, 558 pro¡:esterona. 5~8 ltSIOIItroDI,558 rolacc de tiroxina con. ~01 Utrttióo IX, 380 fN1. l'ldJt Alfa, fetoprotelu runcionamierllo amortir,u.~dor de la. 421 1lucosada. determinación
s&iros de. edad y. 689 de la prel.ión ounéúca por, 199·200 ,..,. medi•.601 Atbumiauria.dectos del ejercicio en la, 6SO, 651 Alcalis, con~vos. 29 ~asa resistentes a.2 plm pau el controllkdcrn..ne5, 32 Di\·r~

prt~nDci6n

Alu.lo~is.4 19

enfermedad de Conn J. 547 hipopotasrmia rn. 396 meubólka, 429~30. 429< hipoclorcmi.l en, 398 niveles de ion potasio en. 413 rr5pucstas acidobúins a la, 422 Akaptonuria. 217-21 8 Alcohol. VfaJLSt tombibt Alcohobsmo; Ecanol cambios en la roDCeliiDCióo dt GGT irx.tucidos p«, 296

tfec1oen el p1ncrra~. 278 pan limpiar lllltcrial plhtico de l.aboratorio. 1 meubolismo dr1. en el hrgado. 289 niveles de lipasa (l P) en illtoxM:aeiOO por, 271 de pcscmolccuiM bajo. 16xico, 463- 465 porfiria.cutínea 111dla asoci.d.a COil, 345 Akohó~ca. deshidtor:raa~a (ADH~ 289 deiCimicacióa de e1aool ustDdo, 463 mrubolismo de alcohol en d hfgado por Ja. 306 Akohotismo beriberi asociado con. 605 deficitncia dr ribofl;nil'll en. 606

feul, slodrome de, 308 hipertristicaidemiaasotiadl coo,l80 nh·elts, óe creatioci!Wa en, 2&0 de transfcrasa de ¡ammaglutunilo en, 212 panaeJtitis uoc:iada con, 593 pers dt, 5{)1 AMG. Vlost Mocro¡lobuli01 •lfa-2 (AMG). AMI. Wau Infarto agudo del miocardio. Ami lasa, 269-270 .actividad de:, para diagnóstico de pancreatiós.. ~93.~94 )4l. l79 coru10l de l3 slntesis de, con insuli111, .5~ nh·elts ~ricos de, edJd ~. 691 pancrdtica.l47 Amiioide, protellll, en laenferrl"'f1bd de Alzheimet, 699 Amiloidoii~. 20-t r.lomeruklDefriris asocia< hemodillisis,l78 sislfmlca, deficiucia del factor X en, 627 Amilopedi.,,l44-14l

.u•.

Amik>Ja, 144-145

Amino.kido l -arom1tico. dc$Wbox..il.au de. 5~1

Amiooleidos, 214-220 an"iiis, para afecciones metabólicas de, 21S.l20 por eJptctrofluromcufa, 91 -92 definición de. 191, 191

estlrmolo para libención de ¡ asaioa. sn grupos¡.osJtticos dt. 412 me:11boiismo ra el hl¡ado. 287 olnen'ltioors cD b.bonlorio ell :mi~sis de orina: 219c Aminoacidwil de sobreflujo, 214 Amillobu~rico ¡amma.lcido IGABA). 6l8 Amino¡!uc6sido5, antimiCJobiantn, 454, 4S4c irauficieocia rcnalaptda inaamnal {ARf) cx:uion.ad.a por,l84 - oiifr01oxicidod de, 4S4 Amioolcvul!olco delta, 'cido, 343 anl lisisde.l48 deshidropas& de (ALA~ inlibición por el plomo, 466 n.il'rles de. en porlirias ncuro16ficas. 344 requerimientos de PLP pan dotcsis de, 606 ArniDOrJ.cióa de afeccioDCs ~eoétitas. 214 Amiootransfemas, 251-2.55. Wor1.rt UJmbitn Ab.nin.amiDOtruufcrasa (ALT); AspArtica, ami-

EKTACIIEM (Eassnlm KOción en rnfermedldes heplliw, 296 Anemia Amitriplih.,, 4l4-4ll, 4lk asociactónde díili~i,, 385 l.buso de,414 )¡edld-684 Amnioctmcsis, para caucteriución dt: bilinubilll. 666 edad annnda. 593 p1r.1 de1etcióo de ROS. 671 cnfttmtdad de Gaucher, JS2 Amobubital, abuso de. 469 rn,·rnerwnieDil\ con plomo, 466 Amo!U•ro. 370 infecritdo reoal,l62 sióetoblútia:,346 Amoupina.tbuso de, 474 ~obrtcar1a de him o uociad1 ccn, 404 AMP cfclico. \'last cAMP. transporte de oú¡tno y, 418 A~melll• (l'la de1ermioxi6n de pO¡ ""!1Jin
'

Anlibiólicos, iosuftcieDCia ren.al af:Uda inuvren.al (ARF) ocasionada poc. 38 3-384 Anlicoaprltnte en lupus, 226 Anticoap~111ltes,ul1¡onisiU de la viramin. K. 622 citrato de sodio, 624 onlcs, drfJcirncia del hctor X debido a, 627 niYc:les de protdm S asociado~ con. 633 AoticoncrptiYos orales deficiencia de. utitrombina DJ uociada cor~, 632 folatots0ciadocon. 61J7 piridolina que acompada el uso de. 606 \itamin1 C, eD penODJS dt edad a\'lnuda ~. 695 efecto óe, CD los Dh'tles de T" tocal. 508 en !IDdromr: d.r Dubio-Johnron, 305 ni,·cles de, AAG uod¡dos con, 201 ceruloplunúna asoci;dos con, 201 ¡:lucosa plan~tica y. 686 proteína S a.socia
m

Anticucrpos tnticcnu6merCI. definición de, 225 anlicitopUmUcos. definK:ión de. 225 a.ntinucleu~ fluorrscen1es. prueba de (FANA), 224 definición de.% enfcnned.1d de GraYes y, 51 ~ eul.act dt, 9S·96 ensayo inmuno)ó¡:ico p111 , 107 título de. en enrameJadcs reum11ic11 tiutmicas, ~24 uso eo FPIA. JOS \"inculacióo stltcti\'1 a JOIX'f1l'J sólidos. 9(>.91. 97 Anridiwttin, honncna tAOU). J91, <490, 4?4 ciclo de control, 393. 39.1 dtttrO"jnación dt la ounolalidW para u tinw l.u . l79 d~abttes imfpiW comP tlcf1titncia de, 492 di~función en hipetru.lrrmil. 395 efe.cto rn los 1úbulos rerule~. 358 función. rn la prt5-CH"ICi6n del tquilibrio &1 lliU. 39: en la reruJ¡dón del funcionJmienl o rrnJI. 364, J6l n.nEOS de rdereocia. 490c rnpue:stJ a, y edad, 684 rr~pueu.a al ejercicio, 6-t7 slnte~is de almaccn.amienlo de. 488 AnLiepiltpticos. flrtlliCos, 453 Aruí~fnicos

delerminarues (c:pito~~). 2Z3 ddirüci6n. 96 en~ayos, para inhibidor PA, 6JI para prO(cfna e 632-633 S, 6l l Anlf¡:rno carcinocmhrion.vio tCEA) an~li sis dt:, por ensayo iDmunorllZi~rico. 103 ror cn~.ayo ndioinmuoo~Lrico, 100 por la prutba ELISA, IOJ comomarcadordeturnorc;.. ::3 ai,·eles dr. tll alaxia, telan,ieclasia, 2}.4 Amlreoo de leucocito hum.aoo (HLA) antf¡:enos HLA·DR3. asoci ación con enfamcdadts autoinmuniutias. 223 m:uc3dor HLA·D! pa~a lunfi!Tmcdl d tk Gru-rs• .S I9 llllf"d« HLA·DRJ.p¿r•l• erú~ de rmms, ll9 p1ra tiwiditis de tl.a,himoto. 519 ~ubuniWd dr miCICif lobulina bcta-2lk'l. 20-l. JJ4- J)S AntiEeoo-anlicuerpo. Jutciones. 9S·% cri.IZada. 9~ A.nti~enos. 107

anillsis por ell~ayoudl oi nmu~n.tuico,.99- I00Jc asociación con enfetm:dadu rnmunoló,ICts. defirJción. 95 ELISA. IOI eom·o radiCiinrmJI'I<'Ió!lc<'. 96 hc.'t e;ólogos, def1rjci6r.. 9S .~ r.oclcar(es). 2..\0Clado ctln enfcnned.adtS retllfliiOI.

23

m

INDICE Al.fADETICO • 735

734 • INDICE ALFABETICO :auroo.ntlCllerpos pll'l, m enfermedades mtrNticas A•rininvasoprcsina (AVP). ~·t~st Ant.idiurt1ica, bonnosi)ttmicu. 224 ra ~ADH}. diri¡idos contraanlicuerpos, 223 Arilsullatasa A, dcfKiencia n kucocti~oftJ mr:taaot1ttofol<s (ENA), 724 núlía. 182 ADlihipcneDSiYOS, ftrrmcos. ~n¡¡mtuco put eKlero- Arotr'Qbuci6fl de udr6J;cnos1 csrrOf:c:oos, .SS8 dmn&, 730 An¡oiltCI"~ de micrOC..OO (MCA) pon boles de Amihis1ooas. ddinici611, 2lS co._a:bt.l30 Allliioflam¡Jorios, !irlrllroo, corti>oLS42 tsolndlt unpüod> de b io<11s1ria (EISA), pon ~>~»<• ttúmneCCQd;do), 131 AotimiaobWw, ""laaciu, 454, 4S4c Anuue de dísol~cs como uanspone ptsi1'o, S78 } ndncopliUcos, Urn\ICOI, 4SS4S6 Ane¡ lo de dltos, 134 t.ntinuclurtl, anúcunpos {ANA~ 2D·22S, 224 Antria coronaria.. eafermtdad de. VlDIUt rambiht Cu· )C)ciad6e de dixu. mcnr.:llid.a.des; Cornón. 1 uclttodftma,129, 229<: uocixiOO de. con afttócoes de ck:facieDcia de lfpi· hlfl'l' ruwmatt:Ko alutmico, 226. 2l6c d~. 181 ro~numhb y dtnnth»nlmitiJ. 221.ll&c con di abete• uClrina.ISO lfttdnur•lnmuno'6¡1ca"- 23)c con hirualfalipopueioc:nii1.180 ,¡"'~""~ d< CRI:ST, 22'1, 279< con hircrlipidemio, l 79c dlarnl\~llcu de tfKcionC'• tu lni nmuniuwiu, 2)6 fa~lort!t de rir:tro patil. oh·el del factor VIl. 626 • hfr11hh crl;nk• tutol nmunhuil ldlopAtiu, 31t4 hipcrin¡,ulintmia, 6&7 l"flfii . ¡Wil/11111) lt:Un\atvldt, 2)1c lipoprote!na ,l77 11111 rnfC'tm(lbfk'~ mhta. de kjidos conjl.luti\'Oi, Ancri•l. rrtsióa, efecto de La 1111iocen.sina eo La. ~3 2Xk Artailh. necrounte, a.sociada coc polimtrítis DOdos.a,

mi""

•ln.l!umt d< SjO¡n:n y, 227,lllc Antipalüdkos, U.rmacos, tra1arni, !lmu<:os, 4SS Allliniboouckop'Oidoa (..U-RNP) to to!ttmtd>cl<> rtumidcu sbttnicu. 22S Anlitrip¡jnuli•-HAAn • deficiencia de. carcinoma ~occlular asociado ron. l16 cirrosis asociJda con, 303 dtctroforctovarría que indica. 207 hep.atitil crónica uociada con, ) 14 funcmne1 de b.. 200 Anlil!ombinolll lATID ~ 631·632 AOrlico, uco. quirriorrt«ptort!o de, 415 APC. Wtutl'rotefnaCactinda(APC). ApOCDl.ima. definición de, 24) Apoferritina, 578. l'{ast lambiin Furitina. lll()k:culll para Jlm~cenamiento de hierro. 402. 402 Apoliporc01dna,l74. Vlastlambiln Lipoprotelnu. cfe\.1os del ejercicio eo. 641 nl\'tk:~ de. pcdiitriew. 673 Apoprocdnu. 174 Al como subroFado p.ara Jjpoprotdna de aha den1idJd. 176 anJ\i¡,j¡, ck, 111 B como ••bro¡odo pon üpoprOid., de boj• denudad

m B-48. 181 81(10,181

Cll dcfrcialci:a de.. '1 qo.ailomiaonemia. 119 CID to FCHL, 180 ddioici6o de.l92-193 E. il.SOCUciOO coo di~atipopoccioenia, 180 E, i10fonne u FCHL 180 quilomicrotle>y, 172 sfl'lles.is de, en d Mzidc. 287 VLDL y. J72.17J AppJeby, mtlodo. puaani)isis de eueroides 11·c:oecóf(· n~» . l42, l 4J J\PR. \ 'Jost Reaclivo¡, de fa~ aJuda (APR). .2.PTI. 1'1cu t Trorr.lq,lu til\lKih·ada, ücmpo pucial de I>I>'J'T) Arthi,·o, Cll(lliiD,a J¡ con!pllladou ccn1ral. 134 Artinina, t .I.Citción de, tn chliMiria, 214

232 Aruculariootl de vidrio molid:l, lubricación de,4 Atuitis asocin:ión con enfermedada mims de tejidos coojvnli\'C». 230 tn re:noou ck ecbd l \'lnUdl . 680 en polimiositis, y dr:nnltomiositis. 228 mimolcide.2JG.231 dd"Kitocia ck himo ilSOCiada con. .Wl hipcr¡uuir:rmi.a 1sociilh roo. 569 AAG CD. 201 «n&loplumiru m. 10:

r~h-r-)Q dt.

11ACD.202

INO'O!lobulina alfa-2cc. 201 Ascórbico, kido, {tiumioa. C:·. \'i4St Vdamina C. AKnd.ina. \'ia.st Amoupla fMencfioa). AsChiwes.27 A~incr6nica. comufticacióc. 1~5. 133·135 Asp.ata~ina. excreción de.~n 9a&('fll(' de H~rnup. 21 S Aspiltica ami notnn1fer.sa(AST). 251-255 cambios de concntrJciál ru cnfermeds.des hepáli ·

cas,296 cambios en, ca\tjecimienlo y. 691 causas cUnicn de modificación de La activid3d. 2SJ.ll-l. 25-k

eriaodtica p»a determinxión de piridoxim, 606 fuentes de, tD los 1ej~ 252, 251 !"'17""·2l3.2lJ nh·e lesde en afectiones rrmcubres, 2SO c~e>¡>u~• de h.l«r tjtrócio, 6-ll, 64l< ec la ufmr.cdad de WiJsoo, 302 en infano pulnxxw. 153.253 eD el sfrxfromt de Rf1c. 301 ni'~ltsstricoscaAMJ. m

lrall$3miru.u tAm l'io.st Mpinica. mlnocnnsfcn· .. (AST).

Aspirir.l. M.cicncia dt Yitarim e y. m

pmot'W dt:

tdad 1\"IJIUá. 69l AST. \'iast Aspinica.a~fc:rua (AST). Atnia., trbtJfierusía. 234 A&erosdtrosi~. hiperirna~lillmit~ contribuye a. 637 placa5 ~. ai,-rlts dt LDl y. 174 ATDI. l'h•JtAnrittcmhin.tiD(ATDJ). Atomiudcor. ea espcctrofottirYtro tk abwrción ~ómica. S6 en fotómetro de flama, 88 ATP. \'itJrt Adl=:nc.J.int. ttifosfato de (ATP). AIIIJWniemo de error e;; BASIC. 138

Attesialliliveurahepitica,eontl:niiJ. 301 AtróflCI. '.uiiiti~ . 697

Arropina. sulfato de. tratamiccto para inloJ.icaci6n con ptSticidu, 469 Audióv,.,a!tcciollCI,eopmooude tdad ovonndl. 683 Au1~aUudo!t• (AA~ 116 Autoanticvcrpcn. Vlast 1ambiln Autoiomunitariu.afec· cioDes. ISOCi.lclóo COO attritiS rtUmlloidc, 231 eo,'tjf
Au1oiMWnitariu, afec::cioaes. 223, 225·232 aDCmia ht.moVtic:a. participxióa tD k.Jpus erittmatmo Usttmico, 226 cinosis biti.ll primari.l,lOl-304 deficiencia de factu JX en, 627 definiciót!de.223 dia¡D6stico de, 236 enfermedades de GrJ\'tS, S1S hepatitis crónica autoinmunitaria, 313·314 nh-eles, de AAG en. 201 dei¡Atn,m de l¡G tn. 202 dc l>liloide5,ll9 Automatización. 110.121. We~nst 1ambiln Anili,i! :uJIO· matizadoi; Sislemas .nuonu.tízadm. ddlnkión, 111 t pro¡:ranu pan, J 12 Autorfl de rroptml5, óefit006D. 132 A.u mar, rexci6n, ~acil dt rtaccioncs apve1d.as. 2l0 AVP. \'iGJt Arf iniDusoprts:iu(AVP). AUiioprina para rruarnieNo de potiancritis DOdosa, 232

3'.uidotitÑdiol (AlT) para aminotar los slwomas de

SIDA. 236 Aza.mia. ensayo rt cal, 313-384 AZT. 1'/Gsr 3'·oDdotimiclioa (AZT). Atllcara. O..I42 L 142 redltct0fes,l4} ideM!ICKÍÓO mcdÍ1111t""""IO¡nlla en p>pd. 161

BaCICrianu. \nfecrioncs. e~Miocarditis. ni,·eles de I¡:G en. 202 nivtl<s de I¡ Mtn.l02-20J no del«:lada. en pe¡sonu de edad annz.ada. 681 Bacterin Fu.mpoUth·•s. amino~lurosidos pva ttm· miento de infcccione1 Pfl'· 4S4 BAL. \'laJt Antilewisita lxitinica (8Al). B.u-bituratos, 1buso de. 469 y deficiencia de \'illmiDI (en peiSOiliS de tcbd 1\"tn· l ad>. 695 Bar~uica, presi6a, definición. 414 Baroocceptom, re¡ovbcióa de ll scaeción de rcnina. 543 sen~ibilidld de. etUd y, 684 Bm na san, re-mtbru. cblU.l:l en. civdo de' m atininci••nCK·BB tn. 262 Bovtooelosis, nivtlt!o de 11M en. 20} Bm. conjufacll, definición. 412 defooiciO., 412 eJ.CCS.O de, ddiaici6ft. 42$ BASK f"'l illtf(ut¡ de <1>105. 137-IJ9,JJ7 Bau4. 1ndictde.defUIÍCiéo.l33 Bm. ld molar 1 pani• de la. 249 focommfa de rcOectucia auconuUud.a y. 115 ••posicio!la plll 11. 79 s .....Umbtt~ ky de. r;.,, B«<.lty de. Bcncc Jonn. procdftl de. ami1oit!cnis y.~ mitl011l111111lliple y. 203 protcinuria ~. J79 Bcnzodlxtpinu,abu~ dt. 469, 471 Bem.oilccJoninacomo meubolitode la coufna. -ni Beriberi. 60S Bcrnhcimcr-Seiiclbcrtcr. rnfamtdad tk. 1 8~ Ben'KHJili. ranuchodt.tdisro duro pon11il}. 129 Benhelot. re•cción de. p»il an~li!iS dt niuó;eno ureico. 371

UicatboDato ioo (HCO'J} alnloJis mcub61K:aas1Xiadl C'OCio, 429 clcreciÓII dt, influtnciadel PTH , S29 fuiKiorwniento amoni¡uacb'dcl 419 iMllfictcDcia de, c.a acidolois metabólica. 426 lfc¡uidoa!J>Ctlallr, 399 muc.s1ra pan anitisis acidotw.ico. 434 pKde,413 reacci6a cid ioa fN'órerro coa. ea d odrOG. 363 rcclunxi6a ca los ritaooes. 424 Bi<>lbonliO-Icido <Jibónico. IÍSitiTO .....,;¡uac~c~r, 419420 Biliues leido~ S89-l90 ens.I)'O de. para detcrmiCW el fWKiownitciG be· placo. 29S s.fnseris en pmooa.s de e&d avanu.da, 690 cond~tclos,SBI

W lomii ,W

afecclones.airesia euahcpJ.tin cong~nita, 301 dnosi• (PBC) prinuri>. 304 debido 1 obs!NCCÍÓII de ... .. bili3res, 252 pancn:atitis asocit. 7U pm nJoncióa de eriaoblntosis feW, 661 pooooc¡ de u~ 111011111l JOS ibiea. 291·29-&

Bitis tomposicióndc.$81. S82c UCTttÍÓD dt, 289 !Jncc¡is ea peuoou dt cdJd 1\'aru.&da, 690 . ih.trma dt r«otcuióD. hcpitica. 214-28.S Bilh'tfdina. a putir de bcmo¡lobina. 288 Birwia,notación.l32. 132c Bioualizadorrs. Amuictn Associatioa ol Bioanalyns. pn~eb3 decompetc:nciadtll.S9 Biopsia hep.ltica, pan. dia,lll6srico de Klbrew¡ade bie-

rro. 404 p»a valot.ll el funcionamiento tena~ 3&6 BIOS. l'la.st Simma búico de entradas)' salidu (Basíc lnpul Ou1put Sy¡!tm, DIOS). Biosfnu~:sis, de hem., ~51-3$2 de hormon.a tiroidu, 500-.503 Biocina (vitamina H). 60i Biocnn¡,formaciOa dt fiz·nucos. -'47 Bipobr. to!trmtdad, 6S8 Bi.salbumincmia. 200 Biüo de parid.ad, 134 Biu. delirü ción. 126 JIO'"'"odo~). ooiclad de!rwmii>Mdecb!OI. I29 Bi""' ...,.,;o. de. pon anlh¡it de prootfweo 199 parJ an.ihsis de potciiW IOUioes.. 199 Blanco pan detmninadóa ck fhtoeou ea suero o pbs1111.1~9

BlM. \'w.u

~ficrorlobutina

b
~f~e~crlo.

buli!\1, beta1 t02M). Bocio oodubr tóJ.ico. hipeuiroidismo a50Ciado coo, SI 6 Bodu-in¡n ~bnnbcim. Oia¡;nouic futntt pua. an¡liu· d!l'tsHil"bi. ll9 Bolv-, dec1o aiCllino de. ~ 17 dwo de. disociKiOO & old1eno de la hcmo¡:l~na y.

417 Dende en rornu dt «pille dtl f"Jb\lto cc•1omeadr rcoxi· mai.}S7 Boro. ,.idri<' libre dt. ~ Bcro~ilic a1o. \'Jdria ck 2 ptpetu f a~ucadu ccn. ~

Bo"'TNP.. dpsula de, 3.56 t!opacio de, 35S Boyl<,lty de, 413-414 Bl..,..ulOOI>Idna. pncioollní<1lohtpilico. m 29S ,. clcltm!ÍoiCÍÓII cid dodn>nt de Dubi•lolwoo, 304 B- d o l a, 4534S4 8JOIICO(tni. ( tloar pollnooar~ mottaclota de' (llm(l8piti03J6

...... de,,. c-myqnn vllonr. m Bnlloo. eo!O'DICdld de, 2ll BSP, ¡xuebo.. Vl4It s...,_rroal>ldOl, pn>
Ci lim de loo rillont•. 3S.5 Calidad de impruióo. IJO Calidad pre1naUUca. ue¡unmiarto de. 60-70.11,73 vviablu dt, dt1cnttiudóa del colesterol úcttad.a por, 17S, I7lt po<
Colomtl tltmododc. pon poltoriomouú. 43S Colll', inxtincióo po<. pon ideolilicocióo de ilOmziml ALP,l29 pon "1'"oci6a de isoco1imu d< r..rowo a1a1;. . ~264

producción. cfctt01 de, dti'IOie la electtofcniis, 196 cAMP. 490 esl(mulo por ut que J.C mlw co.- rec:tpC:etti cclula-

JU.l6l

C. Vias' Ctlsita5, escab (C). Ca proteico Jtti\'Jdo, 632 C•1• . VIIJSt CaJcio, icm(C..:•).

lunción tn tlconlloldepii<JII'W. 618 nh·elts de u atción en p¡raliroidismo, 53} como ~ttundo mc:nSJjcro. 484 pl11 tte
14(.kido bili.- en tlal::ca1o, (lfll(ba de, SI9-S9Ó

C~rbobidrii01. 14 1· 1 6J

C.bies de ......;óo, 33 Cltbc: R..Ui.. ''last ~temoria Cadlc {acbe RAM).. Cadcm tirm de miosioo '""""'br bamua. ...coc~or pon cbDos •l micardio, 20l

defuuci6o. 14l ·143.163 nudo de. nwadoret para. 603 in~o1eraocia a Jos, en hemoaanurosis. 303 mt!Jbolumo de. 640-641 CJ\ d h(¡tdo. 28()..281 Carbóft 1cti\'&do. par• ~ióa de muestras pua RIA. !17 para purir.cacióc dc 1p¡. 9 Carb6Nca. anllidrm., 424 homtol10•i• del pH y. 419 en el ncfrOO. ~3 Cllbónico-btcasbon&IO, kido, amonip:IC'ión p«, 41~ C.11bono determin.ación de. 406 dccrrodm ion-M"kc1i'-os para, l l S J'lrl U linguidcres dt incendiOS, 26 intukicación poc. en &eidosi¡ reJ{'iraloria. 431 mmboü1mo diilltmo¡lolin>. 418 dclc-unlrutikl de CO en nnpc como. <461-46~ Catbolirrptidm. lu ncióll ea la ditt)lióa de pr01t1nas.

cotl.lll BUN. \'lo.st Nitr6teno l!reioo supfoeo (BUN). y matinina, relación entre, eu innficicacia renaJ I&U. di,JS:.

para vigjlu p.acier.Sr:1de tra:spla.nte rtnJ.I, 385 Burttas. J-4, 4 Budin, linfom¡ de. aso..;ido coo SIDA. 327 Bus, de comput.adorl, BO rat6n unido al , 129 Buub.arbi11l, abuso de, 469 Byte. definición. 126

Cafdnawmo Dlf~m~lop»J- b'ba-.00. di:: ¡nui.._ S11 Coja de O$pÍIKÍÓa. ¡milióo de b !010fi1Ciñ1 de !bmo ¡.

89 Calcio ioo(C•'•¡ absorción en el inttstiDOdc:ltado. 578 afeccioon: qur inroluenal, 531 anilisis de, Sll-5J2 pon di>{OÓIDCO de nótlocm mól!iple, 20) por e1ptetrofotxnr:tl11 de absorrióD. atómica, 81 fuDCiÓP en J¡ COlJUTacióa. 619 lil.Ye,liberado pcn trifosf.rodt ioositol. 484 lonrirudes de onda emitidas por una Urnp¡ta de d · todo b)cco de, 86 mtnujcropon IIJm ot
1~

aliAin.amiftOCnn~ferau

tn.252

Clkilooina, Bl. B lc lli•~lcs clespub de luctt tjmjcio. 648 Calcitriol, dcficicecia die rcttpiOrtS et1 pcrson~s de edad avanulb. 691 Cl lculos poro EMIT. 1:1< laborat00o.11·21 Caltkaclón cspcmofluoc6mcuo-!. 91 espccuofocómruN. ~~ nuteual. de labou talo, conWdmcionn so«e c~ntrol doccalitbd. n \O iumt!rico de l'idrio. 2

•

Car cíoótenos. ll qulmicM. 29, 29t CaJCinoidts. nunRn. S94 S
de cilulas, cscamosas, at~.~rreoo del B4 tSCIII'oOW, pullllOIW. 336 rr•ndc>. pulmooarcl. 336 requdu, pulmotU~r. 336 inxnúmat dt CO!fllw aklliN tll. 266 ('1111110"". td•d )", 689 lUp!ilnenal. 545 tiloide<' no dlfrrend¡OO. ~20-52 1 C3rd.J 1CU l 'iaJt lombiln Conzón. afecciones. en penonu de edad av3nuda. 680 1normahdadcs :tCid\Hu

respi111t'ri1 a~iad1 con. 4~

INDICE AlFABETICO • 737

735 • INDICE ALfASETICO hipt06, flnnocos, 4ll-1ll Cudio~piw, 169 C•oioco.Ucidul de b cocaroa. 471

Cwdiovue1'lar, silaema dhfonc16o del • l,.oknncil , 1a ¡lucosa .., pmoiW de
1<.346 6!11

p!UWSOf del lttiool

Carótida. utcria, quimiorreceptcres de. 41$ C1n1way, mt.odo de, pm de1erminaci6n dd icido úri·

co,m

#Calalua.289 como coataminaDte en p:epMJcioncs de 11ucoorida.u. 160 C11Jlisis nlimitica, 2•0-244 Catanla.s ea palOQI.S de edad ava.oz.adt. 6SO CutcoJ·O·metilttwfcnu. (CO~fT}¡ sf01:esis ck meuoefrim y oorrnel1ntfriaa mtdiaote. 551

C1tecolamiau como maradolts de tumores, 331 ni\'t~S

de, dtspu& de hacer ejercicio, 6-l8
Cationts, dcfuUrióG, ~91 CCK ''hur Cokciuociniru iCCK) COC. WoJt Ceat« f« Outa~ CoouoiiCcntJos para

Coouollk Enfamtdad"J <.:DNA pt.~l u.¡'lnióndc TR U, SOl <'EA 1'/"u Antlrrno catcrnotrnbrionari('l !CEA) t'rhhnu, l 69 Ctfalon~q~~ld
IC$P\fall 1 cambiOi dtl pH, 41$

Ylkxtldcrd crrnc:ia puaatucos.arn. l 60, 160c Celda1, 76. 76, 82 en analiudorcs panlelos, 116, 117 d< dilli1is de N
fctoprordualfaasociada con. 332 ilcpólicu. 284-28l h4tiocitos. ea b enfermt:dad dt N~I).Pick. 182 hturww, adhatoria a nuterial plhlico 'y de ,;~o. 1 de b mM>b 6sQ. co enfamtdul de Gauthcr, 182 pri nci pales, del C>lómt!O, l7S · S<do. 2J2 (ft d slüomr, dt' Nutlof. n a de Will011·AidridJ. 233 Ctnltllto. definici On. 97 Ctnleu for Disc~ Control (CDC) (Ctnuos pua el Control de ~nfetmt"-'du 2-' cstimadoJ puainr~cci6n pot lfBV, HO'

ruta J>llllolicidld por plomo. ol66 l'tCCimtocbcionet pan Pf'O'«rión con1ra d JUV, )J Ctntrómero, autoanc)cu(rpos para d, tu cafcrmedldcs rewntticu sis~rnicu, 224 C-o &nltcrña.489 colnciSU>CplilliOllCCK)eo.l80 aCIIinciDISilCK) •n. 2l9 cr.ao. por hiporlu«mil polismo de firmlco1 .._ 447 Clloclos J>l'l daallioadóo de,l62·163 Wtilisdeorina.381 ni,·eles 6c, ea aiWosis respr~toria, 432 Cct«memia tn djabc:LCS sacarin. 149 Cetomzria. asociacióo roe disbeu:$, 149. Viast tambiln Fcailcolismo de iscpt1>plllOI, 464 CF. \'14St FibnW5 qvfsüca. CGL V/4St Cronurorrúb 111-Hquido lCGL). Chifles. ky do:. 413·414 ChE. VIIJit S
r....._m

nh-cks de DUN u. 371 Ouiumu, mfmncdld de. \'IOJt Hemofilia 8 {enfermedad de Chri~ms}.

Ch\'ostck. 1i1oo de. en hipoc1kerW;, S34 Cic~ TCA. \'lcut Tricarbod.ico. kido. cidodel. Cicror..ramida. 4l6 pm d aaumiU~to de polir~itil nodos.a. 232 Cidosuina. ddicimda de fo~o asociada COil. 607 CID. VIOJrCotpllci6nioamscub.ciscllllu
protcfna ~lur.útica lota1, 6$9 C!m~k)s dt' calidad pua e\'al~Kióft de la cattdad, 1Z. Cinosis. )0~. 303 alooilólica.307 bililf J'firrwia. J03-~ def'initión.lOl clmN dc,tncmblfazo }'parto, :07 en los niveles de T4 totll, 508 clc-cuofortlopan, 205

fttopotdna alfa uoc.iada coa. 334 hipttfasuincmia uociad.a con. s.aa hipoporal<miaen. 396 ni,·eJes, de cmdoplasmin.~ eo, 201 de fjA . .. 202 do: IJM ilill (PDC~ JOJ.304

¡· 1

i1

Ci~plllioo. 4l6

CislllioainsiliiiSa, ""'abolismo de, 218,213 Cistina. utrtctóa u cUriauria, 214. tt>.t-- - - - Ci sriDOiis,dtJjftici6D, 215 Ci oiaari~ 21 4,115 Ci uitis,385 Citocromo P-450, desimoxicaci óo de fm.cos medilf)1<, 289 o.U¡cDUU. 540 Cirodiapóslico de oriOl, wtisis. 311·382. 386 Cir"""falo,jrus lCMV~ ...,yo con oonda r1e DNA pat>. 106 inl«a B2M J>l'l funciorwnimto IUbular, 378 Ci1omm1a de flujo pua anllisi5 de DNA. 335 Ci17Uiina, cxm:ci6n de, ca el dnli'ome de Hamup. 21 S CK. 'W GJt Creatincinasa iCK). CK-MB. l'l4.1t lsocazjma de la acatininciiWI (CK-M.B). Ct. 1'141t Cloruro. ioo, (CI·~

C)r. I'IIJSt Dd6o del factor V
Oonnfcnicol, 454 Clordi~tcpó:Udo.tbUlO de. 469 Clorofila. como lctrapirrol, )4J Clorru>O de. 472 deaossecu.odariof,4lS Clonso. fbrico, )li1ICba rle. J>l'l tttoicidos .. orina. 218 de metilo pva timpit-u de material de bbora~orio pUltiC0,7 Ci«uro, ion (Ct-~ 397·398. 40lc:. 4(16 actiudor plllll amilasa, 472 electrodos ion·sektti\'01 p.u~ determinlción de, liS ch·cJts de. en Kidosis metabólica, 428 en tcido1is rtspir~roria. 431 ca alc.akuis. mrub6lia.. 430 re:spinlcria, 4~2 cnmolaridul del""'" y. 391 Clon11os. desplwmi<01o de. 397·398. 398, 410, <21 en c1cm:ión de: bicarbotWo, 424 en 1.1 $Udonci6n, l87·l88, l88c prucb11 para. 398-399 Cloupiftl y con..,.onamitglo dirigido por objcrivos, 6.59 CMV. \'larr Citonqa~\irus (CMV). CO. I'I4Sr C11bono, mooó:Udo de !CD). CoA. l'IIIU Acc:ti!C'OC'Ilzima A (CoA). Coopbd6o cascada de reacciooes ta b, 621 fattoro de. \'101\St ttJmbiin Factcr- V; Fac1or enli511do

p« DúlllCJos ronurm. anJ.Iisi s por ensayo radioinm.rnológico. 99 dectM del ejercicio c:ll Jo~. 652 ,rn&esis co el hJpdo. 287 VlD Wlisis parJ e!Wiyoradioiomuaomttrico. IOO inhil>idoru de la. 631·633 ....,rnspat>.634c qufllicarle b . 61S.634 Coaruladón extñm«a. si5iema de, 620, 61J factores X del wnn1o en, 627 pruel>ls pan 101lizar. 623 Coa!Ubci6n jnlravuculu distmlruda (CID) deficiencia. de antiuonti.na Ul eo, 632 dt plasrN1t161rno arorilda toD. 630 lacto< V pan diap>ósrico difcrmcí.al de. 628 ni,·cltt.. dt fdxiD6ft.no ell. 202 dr plt)ldGJ S asociados con, 633 Ce~rub.ct(on inll'lru«a. sintm.a de, 620. 611 rxror 1Xtn,626 prueba dt an1liJis dt am pau. 6::!3 u~traro de fiCiot X rn, 622

1 i-

1

Cob•ho.613 al>solioo dciJado. S7S d«~~ro de. pm¡ calitwu etptctrofot6mmos, 8S para man:adcx ndiacti\'O de vitamina Bu. S8!i Cot.e, 612·613 Wlisis por espo:rroloiOmttrla d< lb>ordóc ltómka, 17 meaaboli1m0 en la enfermedad de Wibon. 302 reacá~n dt redtt"'..cióa pualDilisil de tluco:la ea orioa. l60 tniUpOIIC por anloplasmioa. 201 COC>foa. lbusode.471 del«
uettei6n a tra\ofs del hiJado, 289 HDL.IIivek1 de, edod y. 6U hormonas que daiv'" de, 48J lipopr04dnas, de ah 11 densidad (HDL-C), efttros del cjnticio ca, 641 de Nj11 dcmidad (LDI..·C).. efmOl deJ ejercicio en. 611 de muy Nja densidad (I'LDIA:). efectO> del •i
tOial.rfttlosdclejerc;ciocn. 6.&1 trans(cmx:ia actlullta pulir de lipoprotcfnlS, \14 nan1ponc por tiDl. 114

Cotnaolcslen sa. 111 Cóbco. lcido. l S2 ColiJJli\'U, t.nfcrrnedadt:i. dtltnninacióa.de. 407 Colina en lctitilll. 169

Coti"""""- 274-27l Coloo. daa:r dr:. muc.adores de rumom pm. 3J5 lc.sioo:s dd. si• dctecw, c:a peuoou de edad 11\·anzada, 681 Co!Qr. dd'inición por tontilud de ondas, 76 Colorirnftrica·arnerimftrica. !itulacióa, pasa dtlc:rminación dt cloruros. 406 Colorimluico. anJiisis icidn aK(Jibico. 60S k idos tndt» DO niDifiCados, 604 ~fhidad cnzimittn. ~.¡7 ALT. 254-llS AST,l53 cklfuro, .w6

rosrau kida. l68. 329 fnaccoJU'Iia.a.ó03 bemo¡lobi.. clucobdl. 142

mcwdrina.S5-1 normctancfrina. 554 porfirina,J.II-342 pNCbu, de nu.ncha pua dcteecióa dt afec-ciones de lmioolddos, 219 pwaprod\lccostolkiles•.tM C~1ti01. V/ast l'n>cÍli¡l'lrlesedlo rle produclos qo!lli· I!ÚCOIONbular,)79 bomeosaash del pH. •19 Compc1encil, prucl>a r1t. cootrol rle e~idld <11<1110 pat>. S9 Coflll1cmciK~ a.soci.aciOO de, roa wilis rtwrwoide, 2J 1 con lupus rrittmatostl sist~mico, 22.~ Computadons. aplicacioDC.S ca el bboratorio, 123-139 COMT. \'í4U,.. Catecol-0-metihru.tferua ICOMT). Conaulimión. ~. 1 24-lll, ll2·1l9 ,,..,~rns.IJl

il<mllicolu pat>. 13S.I36. 1J6 llDTE). 131-l)l, m tqoipo !OCE~ 134-lll. JJ5 lipos de. J3J unidad bil pan. IJl vcks del cjc:rcicio,656 detvóiMO$. 408.
de la mbtula w¡nma.al, $$6 piRiilaril. 493. 494 cnfamtdad, de Faboy,l89 deT&n¡íer, l 88 enz.irms.282 equilibdo aciOOIW:i(o, 441 errotts iMlLOS del mr1abotismo, 221 funcionzmicnto.tas:.roina.r:stll!oll. 598 bq>lrico. 322· J:!l delaJ>l'lríroide!.S38 rtll.1l388 ck la tiroides. S23 fynci<'onts renales, 3ü hirotipopr01rinrrni.a. l 8S llpidos. 1 85·1~9 manifcstacioocs tcNuicat. 706 m~~cadcres dC' ruma. )J9 moo'-t1co de fúmJrol.. .¡56

porfititw.35J pc-t*fnas. : ro.~12 sistema rc-producu,·t. S73 tk:Ncas pua ensayo ínmunolt-gico, 109

tolicolo&f~ 480 ... de la rompu~adora. 140 valomióa outricioul. 614-6U valor~ciooc.s de bbomorio pcrioarak¡ y pcdi ltt.icu. 678 Condiciones unbicn11lel, 11Í\-cles cnzimilicos y, 6M Conducto, neurll, m,·clcs de fc:toptotcfna 1lb en, 20..\

666 quJ>1ico, bq>llico. 284 CooriuciO> coltc•ores. de los riftones, lll Kaccióa e• b.l61 Conulinemí.a. 23l ~rttt>hcpllico.JOI

elldim. uociar y,l69 hiporiroidismo.lOS porfiril trittllpoyllía. J.ll-346 sfndromr:, de DiGeor¡~ 234 de Klindellcr (XXY), l68 XYY, l68 Conjunlo reducido de instntcciont• J'lfl cot~JtUadom eonlRISC~)26

Conn, ilndrome de. Vhut H.ipcraldo"nonhmo taln~o­ medcCono~

CoNtdnacioiiC1 pasa Jqurtcsad dtccuca. ~) Coua~Bte, de di1ociaci6n para Unnacos, .._.6 de equi~brio tK) pm dctamirw la aah·id.ad dt CDb· ct de l l'ltiC'UctpOf, 9~96 Co mabtlid.ad, hojaekcVónica de, dcfmk1ón, IJ I Conuminación, como futntt dt tnOI' en rspccttC>nuocomttrfa. 92 1 1111\'ts de ~ncb.s ea iDStrument05 automañudos. 11:\ CCA~rainmun«lcntoforesis. 197 Corurol wUtico dr 1J rtucosa. 49 Conuol de la t>ase de daiO~ deflticiól. 131 Conuol de l'l siuemasdercrl>~ múlriples.l l·l8 Comrol de calicbd.a~ll:mrlitoco de, 40-13 anaUúco.1l control dt firmaccs para. 456 definición, 72 • en determinación de ¡ ait.S u ngufneos, 43! fase prean.1Jfrica.. 71 intet\'atol dtttftrcl'lcia. 70-71 Corwol de iof01111Ki6c pcnonal. lll. 139 CoauoJc:s, 41 &nilisis poc CGbtt comptfitil"o, 96 dcl'inici6•.o$Cl ensayo radioinmJnol6rico, 96 monitorco a tarro pJuo de los valofts de. 49 ni\'clcs dc-,41 p111laprucba.EMIT, 103·101 SLFIA. IOI sclc«ión de maecrial pm. 41, 4lc IÍSierr\IS l\llomariudoi.J I6 Ctqlmlhi dad s•buDiwia « 11. btmoclobina. -'16 Co-o~metro n. -'82 para c~ttmnin.ación dr clfbolll~t­ mo¡lobin>. 462. m Copisdodtarchi,·o. 1 ~-'

INOICE ALFAOI?IICO

738 • INDICE Al.FACETICO Ccpropcrliri~ 341 Coproporfiri¡¡¡, 341 Cop-oporfiriDÓ¡cno, olidasa dt, 352 Coproporfiriauria, rlposic:iOO a JXodutlos qufmkos y

fimucos uociada coo. 346 Com6o, cPZimU en funcióndcld&OO al, 275-277 Coltl, Yidrio,2 CoriocartiDQml, hipertiroidísmo uod&do con, .SI6 Corriente oqn ea rubo focomultiplicad«, 83 Coneza supnrrenal, 546 ifDiesiS de pt'Oiflle!'Oni CD )t; 567---- \'lklra:ión del funcio.namienlo, 567 zona.faKicuLtdidt.5<40 11omcn~los• do.l40 úQtWs dt aldos1trona en. 542 rtliC\I IWdC',S-40 Ct-t1tll, o,·.,iu. S63. 56J

tic losl1~·.... lll '"~"'"'"'1, )40, J
l'tiflki~,.,-..~dr,

•k .~..¡, tntlabólk• aJotla¡b ron 1uo dt, •19 ~·ll .. artfrwo, attthh trvnl.llhlkJ,e, ' '' tnt"""'~,_, Jn~,~a, \k 1ot WJidot coajutiYt1,

110 rw~tcodttt!M,7 \0 IM¡IM\ rthftllatn~{IJhltti~CIJ,

1:.1

roh~•nhl•-•.m J'IUhmu~hh y tknn.alumiMid,,

228, 218c sin& ()m( ndrótico. J8J lotmciUa tiroidea, 514 Conicoupr&rrcn.~l. a¡uda, insuftcicnci¡,. 546 insuficKncia. nh·eJes de hormona fStimulame de IJ tiroides asociados coD, 500 Corti.."'tropina (ACTH), sfnlt1is de. 488. Wcut tambibt A-.k'enocorticotrópiu, hormou. Coou:ouopína,lacl"' libt>ado! de (CRf). mro.limeoU· ción nega1in en J¡ secreción de ACTH, 492 Cortisoi,S-;7 analilO$ de, 542 patrones de ~rt'Ción diurn.a, ahmción en elsfbdrome de Cushint. 545 producción de hirsutinno, 570 re, ulación. dd me1abolismo de ca~bohidratos por el, 148 de 1l sln~esis de ACTH por. 492 respuemalejtrcicio.b-16 slmesis de, 541 vida mecha, 542 Count1icos, re¡ulaciooes en el labor;araio clínico, 24-25 CP. Wcut Reacli\'os quJrrJc~omen1e puros (CP). C·ptptido, enu:yon dioinmunológico coa, 1S4 Di\"tlcs desp~s de hacer ejetcicio. 640 CPR. VltJJt C· rucliva. prO(dna (CPR~ CPU. WQJt l 1nidad cen1r1l de prOCtw {CPU). C·n:>tlív~ prold.,jCPR). 201·202 C:Dfermedad de Crohn ~-. 593 ni,·eles de:. asociados con anritis rtumaloide, 231 Crellin¡, ni'·eks en necrosis o atrof1a dtl músculo ts· quelttico, 372 c~:u.i~Wa, dmenninación & crealinina usando, 374 C~eltiocín"•KK), 219-263 cunblos al, COD e) t:ll\'t_j«imieDIO, 680-690 efcclos &1 ejercicio tolos ni'"t"k-s dt. 643-644 emayo con, 372 iloenrinw de. análisis CK-MB por enuyo inD'IUJ)Ot])zim.IUco, JOJ cambios enenado de enfermedad. 261c CK-BB,como marcador de 1urnores, 329 CK-BB, como mucador para dncc:r de: la JI'ÓSt~U. 280 nil"elts tk CK·MD ~pub de hace: ejercicio. 64~-

..

646 patrur1C's,elmroforttictn. 262 vuiaruts después dt hacer ejercicio, 645 nh·tles dt, que acompañar. a la mio¡ lobimnia. 381 en aft"Ccioncs musculues. 280 tn d..lflos cardiacos, 2/S-216

pcriDIUI. 672-673 en personas de edad awzada, 6&1 C•eltilli111. 370, 373-374 deptuacíóodo, 376-Jn edld y, 682, 6&J pua TÍgillOCia a los pw:ien1es de tmplantt renal. JSS niveles de, intt:r¡niacióa dt lO$ valom ~icos, 313c tDtiJI'IJ'Ielltatiroidea,5Jt ruveles slricos do, edad y, 682-683, 6.!J rebcióo, do los oi>
de Jos nlores en oriZI.I y en suero en insuficiencia rtn~.l apdaÍDtWrtnal, 3&4 Creatininua, determiaacióa de crutinin.a wando, 374 CrtcinUcnro, efecto¡ delu bttmona.s tiroilbs en. tl, 505 fKIOitl do, 483 Crecimiento, horrnocas del (GH}, 491 deficiencia de, 492-493 dcao "'el TRIUOO niveko do, cdld y. 681 rtaulación del mctabo6m10 de cubohi&-atos por las, 148 ~fncr•is dt,4U CREST,J.Iüomt: dt, asociado coa eKiaoderma, 229 pnfol do! la ANA &oO<íldo ron. 229. 229<: CrucaM"Wal.dlulude,551 Crrdnluno, idtmifkaci6a periutal de, 672 nh·rk• ck fosf11asas akalinas en. 264 CkF. \'laJt CortlcotrCfiM, helor hb«aOOr de lCRF). CliJia·N•li"· sfndlome do. JCl ictericia en, 29! CrioJiobulioa, INlisis dr:, pm di111lÓ$lico de mielonv m61tiple,lOJ Criozlobulinemia. eu macro1lobulinemia de Waldem;&rom. 204 •• únd!ome do Sj5¡r
Cri~erapit. \'iast Trnpia con oro (crirotmpia) C•olm. cnfall'
IUmores do, 331.114 Cromarop-af!a. WaJt 1ambiln Cronu1ografía de inrer-

carnbioiónico. ani6Jis dC' pr01dnn. 198 dt1erminación de hemoglotiuzlucob.d.a.. 603 de gases, para confi~~J de pruebu f:u-rn¡cológi·

cas. 4n-178 p¡r¡ detcrmina.ción de t_;d~ bili1res. 295

m papel, pau ide:Dtilícaci,~n de azlkares reductores. 161 Crorna10paffaen capa fina. m dtteCtióa. dt afeccione~ dcami~cidos, 219 do flmucos, 471-476, 476c dc:cmninadón de p«firiu. 349 delomin.v }1 rdacióo LIS, S71 scp.uación de catecolunitll 5:54 CIOilUIO!IIIlaga<-Uquído IGl.C) de&amínacióo, do alcohol,l64 de mnol,463 de 0Utl'Uf0, 613 pruebas f"'""oló¡irn. 47&-4TI, 477 ÜOJTJllopúfa de intmambio iOOico &o!lisis de. heiJlOilobinl zlucosad.l. 161 hickosiprolina, 602 la U.Xnzima creatiDCirw~, 262-263 íS<J
caletolarni.nai,331

hemoglobina gluc0S1dl.l61 hictoAiprobna. 315, 602 niacina,607 piridoxina, 606 porflrina,l49 riboOnina, 606 lianüna. 605 \"iwnina A, 608 \iwnint D. 608 viumina E, 608 como mttodo pan tMl)'O de referencia de bilitrubi:na, 292 pruebas confumacoriu con, 477,477 Croma!OifllN de productos volililts en sutro, 4M. 464 Clcmo. 61l · anilisis pc:t" e:spec:trofotometrú de absorción at6rnica. 87 J•Cr pua detenni.nación de s.anrre oculta, 58/ Cromóforos. mart21dttes, sin~~lie~. para pruebas de coagulacíóo. 623 CfOfl"'IttniCOS, sustratos, partdecemúnaciónde t-PA, 630 Cromollticos, ""'l"'· pon d
Dahon,ley de, 414 Dane, partl'cula (\irus de hepatitis 11), 309-31 l. 310 OiU'·on. Vlau Propoxifeco (Dan•on). Daros, confirmKión de b tendencia centr.1l en•.;J, 44 des\'lación, 44, 44 d.isrriboción bimodal de, 44, 44 pareados, cot:ficienle de, 67 puDtuales, indtpendencia de, 45 DE·21 cs&ln<W, 136 DBH. VltJJt Oopanüna beta, him-oxilua de (ODH). Ik Quenlin. tiroiditi s de, 519 DecisioDts que st ba.un c.u rtJUltalb '! contnJks de laboratorio.41 DcfctiOS circulalorios, asociación cotl diabe1es w::arina. 150 definición, 327 lntmu.tional A~ency foc Re~arch Oll ClDttr (lARC} {A¡encia Jnternaciooal pan Investiracioaes sobre Ctncer), 29 o.i,·eles de BUN )', 371 Dt~eneralivas. afeccione~. 6SO uociacióo con la diabetes sacarina, I~O Dekción clona l. 223 D
dcfici(ncia de IÍlnVM y, 6% ps.icóúra. nh"tks de vitanioa Bu. 700 Depri\'Kión dt 1p1, prueba de, para delttmioacióo de ADH,490 llerm¡titis bulosa,asoci.Jcion coD porfiria tu linea. 34:5 Dcnnatorriositi1, 228, 253 Derrames dt: material biológico, 34 Descubol.ilw, amioodescubo.xJiasal-arorrdlica, 551 Descu¡a ~taria. de azuu DC:¡ras. de desperdicios iafecciosos,:\4 ~desperdicios ractiws. 35 Deseebo Qe}pcrdicios. infecciosos. 34 poUtiw soboe, de estudies RIA, 32 en el Laboratorio cllrlico. 25 qufmicos. 32 materiales. que pt'oduccn radiación iooiunte, 34-35 rlnli.i¡udos, 34 Mlluciooes pmlimpiez.a, 6 Dcsferrioumina pau terapia pan sobrtcuga de hierro, 401 jcidocub6n.ico,419 hiperproleiDt:mia ocasionada poc, 199 ni\"tks de BUN en, 171. en per-sonas de edad annuda, 693 Dcshiltot:piandroesleroDl (DBEA), 567 Dtsintox.icacióo, h~tica, 289, 29+296 Dtsionidación de T,, .504 DesípnmíDI (Noc¡íiCI. \'last TIUodoD (O..yrd). Desliumlento en espectrofa~:ómetros, 84 Desmola>~.ll8

Desnaturaliución de pr01.efnu, 192 Demuutción. 61S J:rne. efectos. 600c Desoxibemo,lobina, 416 como ic-ido. 420 Ocsoxinucleotidilo cermiD.JI, lnnsferasa de (TDT). como marcador de lll1n0res, 330 Dt~oJ.irribonudcico, ~cido (DNA}. \'iau. DNA. DesoxitriboDUcltopr<Melna {DNP).. amicuerpos conrta la, en afctcioocs reumálicu sisttmicu, 224,224 Desperdióos infecciosos, manejo de, 34, 34e Desplaurnlento isohrdrico. 420, 421 Dtspo6meriución de nultri.al plútico put l&bon.lorio, 7 Destil:.ción. purificación del agua mediante, 9 OtS\'iacióll eslind.u defnUción. 46 dife~mias en pares de prucNJ. 63 dispcnión de da1os en re1resi6n lineal, 67 inu~rnlo de. 59 unid.ldes do. 47. 47 Dc:1ecci6a, pruebas para, EMIT para uso ttnpéurico e iUcirodt:fú~.I<W

pan )10ffobilinó¡eno,l48-l49 Detec1m, de: ioniución de f11mll fFID) plol'l sistema de cromatog:raHa ¡n-litio. 471.477 luminoso en f<Mómctro de l'laiN, 88 Detectores e~p«tlo0u0fimtrrla, 91
t inenus autonutizados. 114--115 pua limpieu dt ma1erial de la'ooralorio, 6 Dcxameruona, pruebas de excrttión de, pMa diferenciar caum de síndrome de Cl!lShiDJ!, .546 rara \'Alorar, el fundonamieMo supnmn:al. ~"-' p¡cieJues deprimidos, 660 D-rlucou.,l63 ~erEtDie~

•

m

DHEA. Via!t Dc.s.hidroepiandr051eton~~ (DIIEA). Disto~. compactos pMIIInv.ct'11at dit01 COOlpUt.adofizaDHEA-S. an!liris en tllO de hirsutismo, 510 dos, 129 DI. V/au Díah ínsipíd.IIDQ. duro$ pon llmlo:IIIIIÓ<,.o de d.Ucn do! ccn~ 129 Diabetes fieJ.ib)es pua alrNccnamitDio de daros de computadocomplicacioDtS, prueba pm comrol dt, 1~O ra, 129 gcstaciooal. 668 DisociJcióa de kidos y ba.sts, 412 ioslpida (01), 492 Diwlventes, absorcióa ca materill de labontOJio de hipern.arrtmia en,395 pl.btico, 13 D
prutbl Jl'l"d51

Di><ep•m abuso do. 469 Dia¡OOstico de labontorio, de diabetes Jae•ina. 1:51). IS3 de hipoJlucemia, I 53-1S4 Diilisis, p111 eliminación deptoductos de desecho, 385 de equilibrio para ensayo de liroxina libe e, 507,507 renal. relación de BUN y ereatinina eo, 311 Diii'Talripcrprotcincmia en. 199 Diboetfna, inhibición dc-l~o coline.staasa po~. 274-275 Dicloromwno romo furnte de CO, 46(}.46) Didl. himo ellli. 4Q l-402 Difusión, faciliLa.da, rranspo11e ctlular mediante, 3~9360 transporteetlulu ~díante, 359-360 DiGrorre. slndrome de, 2~4 Di1cstióo carbobi~alos, 145 conducto ¡astroinl~tinal. 515-595 intestioo deJ¡ado, :577 lfpidoHlÓfenDS, JH Di¡wivo.apu~o!o, 594-595 DigitoJ.ina, 452. 452c DigoJ.in.a. 452. 452c Dihidrofol!to, rtdoctua de. inhibición lk metouruto medilnte, 455 Dihidrotestoslerona, (Uacterfsricas s.eJ.uale5 S«Und.uias ;.nu;<W JIOf, ll8 dntesis de. 561 Dilaudiud. \'ltJst Hidlomorfona (Dilaudid). Dilución de soluciones, l&-19 DilociOlltStDKrie¡J9 Dinitrofe~:ilhidracina, pruebi de:, para análi~is de: aftt· cion(S de aminoácidos, 219 pm CTtoJ.cido5 en orina. 218 Diodos emi~c~ de lllZ tLED). p.u1 kcrun en especlrof{)(óo
DiKo RA!-.l riaJt Disco \'iriUal (diKC'I RAM} Dhco ro1:a1orio de cooe en espe.:1n\f~omcnía de absorción atómica, 86-&7 Disco \Cinual {disco RAM), dtfmici0n.l27

XI. 62l Xll6lH2l

!onado1ropiou, 491 inmunOJiobufinas, 202 precaliaefaa, 625 DIT. VltJu DiyodotiroLia1 (DTT). Diuréticos, teraptutica co11, h.ipom.a¡nescmia asociada ton. 99 Diyodotiros.ina, slntesi5 dt, 502 DNA

como nwcadorpara1umores, 335 $lnlesi.s,lkpendencia de 4 \'ilamina B1!. 697 sitio de enlact p¡ra hormonas esteroideas. 48~ pau e1presióndeTRH, S03 sondas, 106. 107 para ddectos i:tn&ic~ del metabolismo de aminolcídos. 220 uso en ensayo inmuooló¡ico. 107 topoisomtrua 1, anrkuetpa diri&ido conua, 225 unidad pau tranmipción de Pfrpro- TRH hununo, 503 Ooluplú nc:. V/au M
0opalnlnl,lll· l5.1 •~iaclt.n cottaftcdcmrs rnrncalf), 6~1 be&&, híd1odlllltk (ll811).l51 control de prola(lin.a mrili•nte, 491 e(C't to de, rn nln•)t) IOUir&J,k T•· 5<1J enTRII,lOO ni\·eksdc:,cd.ld)'.684 rerul!ción de Gn-RH mettiaate, 564 Dosis, eficaz dc: los mcdica~n1o~. 674 letal de U.rmacos, 674 Dosis·TespueSia, cut\'1 de, para ensayos tadioinmunoló! í'os, 98. 98 pan fármacos, 443, 444 Dowo, slndromt de, ni\'tks dt fe1opro1rfna alfa en elll· quido amniótico. 666 Ooxt~), 454-m. 451< cllusodo!.m Dp. Jndict de resolución (dp). 128 0--penicibmina. tralamicnto pua Jortriüs reull\ltoide. 231 UalarrUenro p.ar¡ esc leroderma. nO DPN. W.:nr Dcso:ünibonucleoprorelna íDPK). Oubin·Johnson. slndrome de. ic1eric.ia ro, 298 nh·eles de bilirtubina en. !Q.$-30.5

740 • IN DICE ALFABETICO Oupoo!ACA

DIMENSJON. sis1ema cW.aeto de accew aleatorio. 111,/18

in.nrumr:ato.463 PJ'IIl
E. l'lm EMJI• d< aaincióo (E.). fAIIIIU Kodak. Vlm Aol6udor EKTACHEM (Easl· IIWI KodM). LCf. 1'/w Euacdular,lfquido (ECf). &o ct romu•.aci6n por computadora. il4 Edld. tftciO dt IL l'hu ldlrtbfbt Pcnofw ml)'Oft'. CD rttpvts,I&S 1 finnacos ttrapfutiCCI, 4S0 en la _.¡da media de la ltofilioa, 4Sl

nuaoz.lot:Nlincmia de Waklemlr6m. 20l·104 va1oncioncs &ai,tricas de labontorio, 679-702 EderN., hipoutrcmi.a en. 39S hipopocuemia en, 396 EDTA. ViOJt Eci~ndiami!M<#a
h
INOICE ALFABETICO • 741 nh·tla asociados COD ptocr-..1titis arudl. 278 rep laciOo mediute aldosla'oo&. 5-42 urinarios. efectO$ &:1 ejercicio en los. 650. ~O Eltttronul~ca. ndiacióa, ~ptaro de. 1~16 l011¡i"d d< ooda de, 7S m!todoJ: uaUticos ea que 5( emplea. 92 Ele1-66S EmbullO c:ambios, en el fimcionamitnlo de la tiroidts da:nQte,

m-m hep1ticos: d\Kaatc., 307·308 deficiencia de piridox.ina ea. 606 decto ea los niveles de T• tnW, SOS fUftC~n de La roaadoDopinl coriónica hunna (HCG) en.664 conadottopina coriónia hu1Wll con. 3J0.331 hep1titis no A, oo 8 en. 314 ni\·eles, de ceruklrlasmina t n, 201 de macroglobulina alf.. 2asociados ron. 201 dt protdna S as-ociados ron. 632 dt trtnsfm:ioaen, 20l ''alor.ción bioquímica dun:ue, 661-668, 663c ErnlirioEtoes~. del
Ejercicio. 6JI-6S2 Electrodo, iodicacb pn pottDCiometrfa. 4}4 polu oplf1<0 de o>f¡too, pw decuminacillo de rol<s· onol176 pwa derr<milll
Empartdado, tb::nicadel. rwJo rúoi~. 99 E.MS. t'ia.st Propama dt o¡rclficac:ióa de memll'il ex· p100tida(EMS).

lk\IU..'4lAtlh

216 niveltl de IJG ea. 202 Endoci1os.i1, dt IÜ"O!Iobutina. SOl lr1Mponecthllatpoc. IS9

AIJI rn Wtnlntncdlcl ck l••rtt y, 166 ••~1nb, dt ht~C'IIIIINLD, 2l8 o1< rooorlna, I9J. 19.1c, 196·198 de l'lfOlriM~nt, ~•o bH!•mrntltml. 191 capilao,l97 caractuluicu de l•s bandu. en FCftt. ISO en ¡el de poliacrilamid1, 265 de liJlOilrOIOd~uoiórl lE ID) 1"'' anlliois de J'fOidOU. \9S,/9S Ekar6l;.os, J9()..Q abWJc;oo Ch d ihl"'irr. del¡ado, S18 cambios cn tiHtórmto. S17, $71 dcfmici6n.J91 dmquilibrio no detecudo en pusonu de tdad ,,.,.,..

zad.o,681 diuribución u tllrquido cauactluJu. HO ju¡:o J buico, 376 Uquido inuactlulu. 31)0

EloolsifiCIOOo de Upidos "~'""'· 171 F.NA. 1'/•u A•d(CIIOioocl
Endocrioao. ¡Undulas. d. EUSA, 100. 101-102

EMIT.IOJ SLFIA. l!l+IOS Enlue, ioespcdfico ea u.s.tyo radioirwnunom&ico y RIA.IOO dt' litando. ennyo de. pan dtttrmirtKión dt receplo~dectlul». ~3 1-~32

de tintes, pu• anilisis de prolri~t tonks. 200 pua ensa~o de alb~mina. 200 Enlauntc C-lb. prolcfna. ccrrplejo rrmeico S con. 633

EnroKamieiUo 1leatcrio. Hlnlctun .subcul~nea de W pr01tlrw,l92 En.uyo. 20 defi.Ucióodel taDJO blwco a panir de, 41-42 llomortneo EMIT,IOJ Erucraciusa, activ1cióa dt bipsiu mediantt,579 secrectoaes u d duodeno, Sil E111croaom~lil\l. cfhla.s ..Je, nuuores de: (rumora: cvci-

lnfo:ccióo beploio:a p«. 308 RANA asociado coo. 22S Equiübrlo, cJcfi~JÓD, 41J T:.riuobllstotis fc11t. 667, 668 Eritrocitos amorapacióo ... 421 citiodrol u dctmrinxióo d< b<m1111ri~ JSI mudio d
ooides~ll l

--

Eo1Cf0Jh1<1JOO. $80 -Eol
''"'adores

101 • ddicienciu ttllfttC'tol'lt:'S por almacenunieDto de &lu-_ c6¡eno, !SS<

m.

definicióo. 243 efcC1os del rjercicio en ~ nlvcles sbicos dt'. tH~646 inhibición d<. p« plomo. 466 utiliucióo en la pN ELISA, 101 marcadas. 1(1().1 Ol romo mar
PI"""" d< KÓ\idad. 281 scamdu por el iwstioo dtlpdo. 519 siNnis dara.nte el embaruo, 664 Enz.imjbto, inm11notn11yo (EIA). 100 Wlisis de protelnu ea liquido ttfalaT:aqufdw. 20 00ermin¡ci6fl. de kidos biliues tn suero, 590 d< B2M, 204 d< l
Epidfd1mo. 562 Epi1<1ialcs. cllulas. hl¡ado.l84. 28S vuculutt. ctlulas. slnrHis dt I·PA rn. 6;\0 EpitOJIO$. \'lou AnliflnicO\ dttemrinantes Irritaros). Epucin-Barr. vin.u de. uociaciton con 2witis rctmutoi· de. 2~ 1 rmayos de ~Dda de DNA p11a. 106

¡Juc61iailn, 145 -~

f!oooporforiu"" JSO .u¡;ttóaido dis,.ucw de, actividad de h. pua de!CJ· minaci6o d< ooble. 612 wade -.ci6o (ESR~ "' anritismun»oidt. 231 .. poliancrius-..232 .. polioiositis ydetmalomiosilis, m < rel="nofollow"> dodrom< de Sj6¡rtD, 227 Eriuopo)'CiiOI afecciooes asociadu coa, 404 poñlfia eritropoyttica. co"¡lnita. ~S-346 fu.DcióD etlla tegulación de:l fiiAC:ionamienro renal, 366 libenci6o do:, edad y, 684 produccióo en loo rióow. JSS secombioanl< (rEPO), 366

molibdtoo, 61J nlqu
E.spcttrrldomettfa, por eui!i6o de fi~m~ (FES) para de· tc:rrnmcióA de iooes sodio potasio. 405 de 11uor<S«DCia pan de!mr.ioaci6o de ALT, 2SS Espmrofocómdro, de: absotci6A arOmia. dr:mu mu· dm-:t.t:•, S6

"'"'"'"''""'de. 8.5, 86 d< doble hoz, 83-li 84 ruidotll.l' Espamorocitoo. di\ioi6o orVIÓIÍCJ de, m EIJI'f"''l0toois.S6l Espmn:as. pllst.irn, eD eatin¡uidom deiDCtDdio.s, 26 EspUJN)UJ, dblla.s, nociaci6D coa cJe,-acióa de los ni· nles de lDl. 114

defroici6o, 57, 68

E.nadfnica.distribuci6n.7J de cb!os punrualts tn tOlDO a la media. 44.44 Esradf~tic-u no parar.ttritll part enlutción de RllJOS d de rcfmnciJ. 70.71 Esrad!sticos. proctdimienros, control de calidad. 41-48 Eubd11 definición. 40 pruebo, ELISA, 101 ensayo udíoinmunoló!ico, 98 CNiyo ridioinmunomñiH:o, 100 ensayos esptetrofot~cos, 19 IEMA,l02 SLAA,IOS RS-232. lll. /JJ, 134

propo~ciooal. deftoició~

Est.f.nd.ues

EriOlZ de, 6, 6 Enor, a~llocio, 7l ddirJci6n, S7-68 nll.ndar de la media. 64 Enor siUtmitico, 73. WtUr rambilh Fuentes de error.

_ _ _ _H~taqtc._68

68

si.stem~ WatJarcl pa11 indi c.u el oriren de. SS Errores iiiAiltos del mecabobno, definictócl, 21• ES. Vi
Esapc del aucorn6,il, CO
sisatmic.a, uociada con úrdome de Sj6pea, 227 propesi... 129 EKo.buto,60S ninkl de fosf¡¡uas alc•linu n.. 264 Esfcrocitosis. anemia hcmoUtica eo, 302 bmditaria. ni\-elcs de hapo¡lobi.n~ tn, 201 Esfi•JoUridos, 171.171 E1fin¡os.itll, 111.171 BpccifKidad ab10h111 de r:nlinw, 244 anili•is, de delhidloaenasa Uctica, 2~7 enzimilicos, 2S0 d< p«lobi~nó¡<no. 348 determin~ci6n de e1anol u¡ando ADH, 461 enl1tt de tnziiTIIS. 244 entirms. 2<44. 2SO fosfatos pua dclennill.lc~n de fo.sfatasa ~cidl, 268 d< pupo d< bs mimas, 244 IEMA. IOJ IMA pan pruebas d
pN
•n-na

.

GC·MS. reac:ci61 de JaJTe part Wlitis de nntinin.a. 374 r
bilirrubina.293 cic1ermiMrióa de rtodiJCIOS. \·ol.f.cilts por CfOINIOJflfla eJe ¡as·UquidO, 46S ' CIISJ)'O, eoperooloumttfiro, 79

calíb<Jci&t de apecuof016mcsro, &S d< p«flrina. J.ll ndioifU!IttOOiópro, 96 mateti.a.les.. p-ado ructi\'0 dt. 12 de refercocit pm¡ cnuyo radioil1mUniJflltuico, 99-100 Bundariucióo d< ua floodmeuo pul fl'IA. lOS Ellaáo.61J Euea.tooea, u odada coa m¡Jalmfcióa.. S91 nwador del euub de Upidol, ~ úter me:últdo de eq:onin~ como mtu.bcliro de C:OCafDI, ~71

EstcrcoespecificidW de las enzimas. 244 EltcrH de i ddo$ !I'IJ:05, 168-169 Esu:rcitkn. bo(JilOilU, 483-486. 540-544, 5-IJ acción dt.485 alcaloiiS rnet.abólica pa 1mptuúca coa, 429 respuesl;a al ejercicio, 34S-346 sfmesis de IJ eMe~ supr11Ttnill. 540, $40 Esteroides m~bólicOi, asodación coa cinctr hep¡~ocrlu· lu,JI6 efc~to de. en los niveles toWes de T-. S09 en el drui-omede 0\lbin.Jchnsoo. 304 Estcroidcs St:ltules, hormoDJ.s, 547. S:11 lupus aitema.roso ristl:mico, 2~6 sfntesis en b coneza supnrnn:al544 ÚICfoides supnmoules. J.IO.S-14, 5JJ Estcrotdoft~~ illCiación de,492 Eslmlles.l69,/70 Estimubóóft coo mdÍrapcoa. pw:b:a de, pm el fuaaoartlit:Dto wprÍaeaal. 54S Eslimulame de cttuiJS in1tt1tici1Jes (CSH~ Vlóur Luln· nizame, h«moo;a tLH). útúma¡o. S1S.l71,S7S útr rel="nofollow">diol. 567 inl'hteaci:a ca los rtttptores FSH, ~ nh·eki desputs de: hxtr cjacicio. M8 ifnstsisde,5.5&.5J9 Estrcptocin:ua. nh·dcs de wcro~lobutiu llfl-2 a.socia· da con. 201 Estrtptomicioa, 454. 4$-k

Eunoi, 66S ni,·ck$en el embuaz.o. 665,665 p:m valoración de-l $Ufrimien1o fnal, 667

Estró,enos asociacióo coo ptldid.Js ósno. SJ6 de:rh-aci6n de b .Uóccnos. jS8 dteiO de rettOilimcntación positiv.J sobre la secreción d< GnRH. 491 ninles d<, despub de ham ejercicio, (>17 ea pmooud<edadavuuda.ptldldas6o
como martadot de rumores. 332 ai,·du de T4 toW, 301 como faciOf de riel ,o e. ciDccr utcriao. 337 \1a silllf:lica..5J9 \'IU mcubólicu, 560 Esuooa. oln1cs~ d<, m. SS9 El&nOI. WaJt ramb;(n Akohot abuso, uociación coa cincer: hrpltocthilar, 316 cttoacidosis ea íntol.icacióa pcc, 427 ctomliOffllll JU·lfquido para dtttrmirutión dt. 464 intolitldón de, defi.Ucionu LrJales; de, 463 pN
me~abolim~o. 464 rrucb.u coloriml! lricas p¡ra. 46S:

1'""""' pw. 46S. 465<

IOÜcidad del, 463 Eraquttas. p.ar1 ma1ttiaki pe:Licr~. 2S para rroduc10J qu fmiCM pc"1Íl iOS«l', ) 1, JJ ~mbolo INnnacioftal dr IICIJOS bK'~JICOt, 2X Eunu.Unvda. 4S3 E\'ninrhaus. dtcuodn dr• .tJ6 h crrctóa llrmlc... .¡.¡¡ funcJl"nt:l ra ti hllado.llq bepiuca. 294· m t'DloJ~~thoftt't.. .\S~

ÚOdiMU

d< IIIOiiotovhnt, ~~

boou. ~)

Elplosh'Os, drlinici611. 30 E.lJIC"Jic•On. al frlo. efecto tn IJ rtodiiC'ción de htf'mcm¡

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F. Wou FWenheit. esnl• (f). F. prijt:ba dt la. e\•alua:!ón de ll prrcüión del mttodo ccn.6l-62 t~t ELISA. IOJ faciOC . II lf~COCrcmbuu}. 6~6

V.6l8 Vl1.~:6

\'111. b:!·bl9 IX.6:~611

IXa. el factor \'UI como crofJ.ctor P':lr:l, 628

742 • INOICE AlFABETlCO INDICE AlFAOETICO • ?q XI, 62.5-626 fecHo, fo~blo de, par1 Wlisilde Al..2, 267 XII (lacttt Ha¡om&~~), 624 FcnilprOf""'l1111ica, abuso do, 469 XID. 629 Ft~10lna, 413 lucci6a ec b CD.IJUiacióo. 61 ~ decoo .OO.. loo oivcl<s do h>U~ S09 Fahoy,o!ccia de. pon WJU;s do prttdllU, 195 ftcotwt;~ 4SJ fahtellhJN6110• ú~ Vhwt l<>nbii• Coarlltiw. como lit""""' IJllip¡;cóóto~. 455 . . ~~OOC:S;_ Ge~Uw. afecciones_ prueba de 11 rn,u,ct¡, plll, 4n c~domrcroae~ ~lrpuk~a combicada. 1SO- -Faiol!pic.a., tipr~ momenro tn que se deltnnin. cJa. ws~UpoproiOIDCma, rndOl . 119 Fe..wl (Sub!;mue~ abuso de. 472 h~~o1H_1ao~~ 1'19·1_80 Fenfamina,abusode, 469 h~pert~o~u~c~a ~'"'lbummtmica, SOS. ~ 12 Ftocromocitorm, S~ hipn1n¡lictrümia.. ffederick.so. tipo IV, 110 QftcOIJJniDI.I; a.OOadu COft 311 hin"lbmo,.170 , mvcadun.detumorespara..'~j7

I·ANA. VluJ r Aht1cwrpos antinucltues nuort:sccntc,

JlfU'N do (FANA). rlllCOOplodrCNiltdc.21S achto.h tubulM nn~l awcia~U ron, 528 ~th·dn dt k•do ••iro rn, 375 f"'llftllllrll n. JJO '·~h"llr-.nhaklu (t~P). rniC'bl: dt fundorumirnto de

¡,.IIIWiot u~alld<>. 377

.

1 IU11M'~IÑUO\, .........,

~"tf\MI)l

alxun tt•m~n. ,.~,_..15, 410c

a1.0d)( ~con lup,n rri1tma1uw shtlmico, 126 que bajan ti colmc:rol, tftt~ tn los nh'tltt dt lipo. rr04diiO(s~ 177 cl.asiflcac:ión y DOmbrc dt f1rmac:os dt abuso comln, 4i0c cluiftudcnes dr, 4' 1~S6. 4S ic cun·a1 de concentrKión-respuem, 674

cboohopiti
dinribuciózt de. 446-4-17 • efectm de. en los ~ah·c~ dt uni lau. 270 PUII'tdOn en pmonu dt ecbd nanuda. 693 en los r~bdos dt blxniOrio, 681e erectos en b dcpwacióa de frido úrico. J7.¡ ~ frecuencia de idt:Diifiudóa de abu¡o, 471c inducción de ck(Kic:ftcia de foblos por, tn J'(DOJW dt edad annulb. 697-698 inhibitbc:s t:ntim.hKos, 246 mec.anismo dc aceite de, 4-J3 ainlcs de uansrtfl.S.I « lamm:a~:Jutamilo ttfectados

PQ'.27l lmptulkol'. efttlo ca tos ni\·elts tiroideos )' bs ¡::roe· tw1;,.;.¡.,.,,521 rtiiSienci.a a, ptUtba$ rcnttic;u pm \'lloración Jc, ;\~5

.;¡;W>
ninles ~~de 31bUmina v. 6!9 tóxkos, eJ:posidón dt: niOOs a, 674-675 \'i~ila11eia dt:, 44}4S6 fase !k rnct:i6Q itiWJ 0: la aoi,icbd nzirÑtin, 2-H FaK tóllc.b, Jluri)a EUSA ñpo tmparroado dt ~ruicucr· pos dobles rw-a gonadoal"pírll rorióni. "hwna.. tHCG~ 664 ft"",..Y~. \'iGJt Hie'l'ro. aniNitfdt. f ~· \' ft'\..l. Fcvon. reaccion« de. p.an :análisis ck ure:~~. ~72 Fencic6diru..abuso de. 472 fenetflll. l'IGJt' frromt1KIIU tPher.tt~anl. Fe~t r:a,_cn las ctlulu trNortll.:des dtl riñlln. ~~b. ,;,( ; Fcn•blaruna. netcciM dr. en el 'fndlorTIC' de H.vnur. :!15

hid~Olilas~ de-. cH~ttncla de. en PKL•. ~ 1 .~·:17. :_¡;

'-·.lnhlbtctón tk ft•~far:r.u ll klllm:t llt'r la. :t~~ ~tabcllun-."'dt:. 2U. :¡ 6 IC'n•kttoow1a1PtWJ. )lj·211 ltnrktannl•nuni. f¡,', nwulllal\\lrrilll:flk- t i''N~I IJ. ~(1

Faririn.a, 578 almacea&mieato en el hf!tdo. 290 aoli sodo,40S t ns.yo, inmunoenziméttico, 103 r&dioil1flllU\OlJttrico.IOO do hiaTo. 610 como nwudor de 1Umort1, ~)4 ru,·rle• ¡trKo• de. ea hemoaomatosis, 303 producto del meubo6smo do hemorlob;.._ 381 Fmoqutlatasa,J S2 deftdenria de. en pro1opoñtri..a,l46 ;nh;biri6c ro< rlomo. 466 Fm ...... trato. ,..;n.w,610 FES. W"u EJpecuofotomrrrfl por emisión de fiarN

••kncióo

(FES~

nudurtz pulmonar, OOmninación dt: ltnJOKrivos pm vaknció1 de l.a. 667 pelipo por uposicióll a radilcioDCJ ioniz.antt:s, lS strusis ckp-ta~~Kifts de t!hÓ{Cooen., 66S sufrimíen1o feul, \'lk>rtci ón del, 667 truplaute~ al. de hf!ldo en inmuDOddiciencia combi· nJda ¡nve, 1JJ dtlo;mo,ll3, 23l Ft=topNdn.a. l'i"u Alfa. fetopr~cfn.l. FF. 1'/m fucáóa do fillr>cióo (FF). FHS.4~)

Fibf
de '·iG-to. uso (S) cspcroofOttmeuo, SI Fibrina. ttncmiónde, tnc~!~ l::t.ción, 620 inhibida- PA ~nlaudo a. 631 FibrioórtiiO. l02. 627 fum:16n tn la colgularió:>, 61!1 lrupo de. en pc-01dnn dt coa!u bción. 612, 6~2c. fn7. 631

f1t:robl»eM, hf¡:ldo. ~8S FiNof'ltCtina. función en la coo~ulación. 619 Fitorosi) qubtica. 592· S93 nl\·elcJ. de cloruros u sudofu. 391-199. 581-588 11< I¡A.l02 Fibddf•a. cr01oo1ooma. C()mo nurcadoc pata kucc:mia .U.I!Ir nóokL 33.1. J37 filtrxión. coeftcientt tKd. 359 mfrOIW, 35S ntu. prtsióa de. rc:nal. 359 JIUfifKacióa de 3.1\Q, 9 flla'.ición l lorncrutu, lasa de. 359. )70 durante d rmb.lr.uo. ~ tdad y.6S2

eftttó dti."~P en. 394 dct"w~ dtl ejadcio en. ~9-HO. 6J9 nh·rln. de ereazinina como nrdid.a de 1~. ~n lirK:os C'OmCl medid.J dt:. JiO ¡wa Vllorklón del ru ncicn.1111enco rerul. ~7~ F11Uos de t·i~io. ruo de ~JDdHn. 60 frmh~~6;:

Fuusttrul. mrt~b<-lismodd.I 7J Fmrtuld. l•~h" ~. \'l tm CilliOOttoo lbcrnr & fiu· ft!lldt. • b~. Cl>n'k1 ttpcttr{'I(Qt6mdre:dt lbsNcit:n ~100'.1n. Sb 1 tn h runlt'tll• lfrfb.m~.ss

Fld>otomla, , )4¡. 342

de

lUIOOUliz..ada, 11.5

polarizada, 105. VlaJ,t tonrbiln Inmunotou.yo fluorescencia de polarizacióo. dolermiO>Cióa on FPIA, lOS Fltu:.·eKt1:1ttl, nwadort,, 10.:-10$ pm eouyos inmunol6pcos, 107 FJuor;mottl'- 89-92, 93 Wlitis de. adrwlina. 55~ nusne:sio,407 3-mctil hiSiidina. 603 I>OQch,olliDLSSl •

pof

stl,611

liamina. 605 \i lamina A, 608 zmc proroporfiri.._ 3SO Fluor1mttro, 90. 9~. 105 FluCI'tll0. 612·61J Flu""l"m. •buso do. 469 Folato, 607 ddiciencia dt. ckmeocia ~- 700

Fo.lll;dilJbcaol (!'(¡~ pat> nlonci6a dt ll nudur
""ocióe

FoilotGáriclos. 169 foa~~.

A,171

A2. f\1Dci6D en b coa1ulaci6a, 619 Fcslollp;dos, ...soacú... 667 F6sforo, &b.50l'ci6a u el iJUSrioo dt:J¡ado, " S efectos dtl PTU cu, 530 cu d hueso, como hidroliapatita. 530 ioor¡l.ako,lllltisis de. S32 Fusfotúntu;co, iOdo. Rtodo del, p¡ra dtrernrinaci6n dt: procéus en oriDl. 3Ul Fotodiodos pua fotomctrla aucoawiwla. 115 Fotofobi1 en cistiD05is. 21S F01omeufa, l!Ú~sis de niuógeoo ureico, 371 d
f('llkulos,36~

H'

como llWe::t.dof dt l~morrs . .";.29 nil·rb dt. tn afrreionts 6St:u. 278 OOpu« de hxer cjtrcKio. bol~. ~Se en nul dt Gaucher. J82 Fosfa.tua XidJ pr<'StitiCl rPAP). 268 anJiisU POf rmayo. inrrtuDOC"IlZimttrico. 10~ ndroinmuoorntlnrC". 100 nh'dcs en aftrtl('fl<'~ de l.a p-ósl;sta. li9 Fosfawa akaJi~ fALP). :6.:.-~67 camtoiN~ t n. tntamro..dts ~.111~01' ,.. :!97 en est.a~ Jto en((Jmei!ad. :6-J,. ~67-: e-ro ti tD\,;...,,"."'- 6-f~c b-'b dur;¡,nrr cltmh:lf:r.l~. to6-4 tfttt:fnn..-~ ,,k~. ~.:.: ~· -r.ud,·('lf&~}l . :~.•

F~bHd! kt1 h n:! t"t,:.·~ Lr:, 1 tn~ 1 t.~·f~!!Jd.:l'l~l'll!

.;,.les despu&d
Gammopalfu.uilllcmlliru, en peuon.n de: edld a\'.an-

ucla.690 moooclooa"" 2Q3.2GI beui¡ nu. 204 deettoforclopwa.106 G..¡Uositlosis. Gw1. lll G~oQ. l!iGJt Tay-S.chs, eDfertlltdld de lJUlgtiosidolis

¡;..,¡. GaoptDl. ami1Clt14sfcusa aspirtica )' alaoirumi~a­ ....rerw eo, 253. 2JJ Ga.ses, eomprimicb, prtnuciooes de stfurid.ad p.ara DW<j>r. 32-33

de CCDiclko,. 97·98

COIUI1Dtede{R). ~ I4

IUIOmlliuda. 1) S

inlertambio de, 414 leyetdo. 41 HI4

nuna. u

FOI...,,7l FR. \'laJt Reurrutoidc. faccor (fR). fractUrl de radcn ea rers.onas de edad i\'anwb, 701· 702.701 Fnmin¡h1m. estudio cit. correbcionado$ (<>n IÜ\-c1cs de eole$terol. ~rún d srxo, 688 cnfcrmc:dades Clldio\'ucvbl'e5, ed!d y. stJilD el suo.

682 pua l.a \'llcu cióll 0: ricsfO de enft:rmed.ad de utrria

coronuil. 179 Frecutnel1. 75

g.rif¡ea dc.41 de. de hiperlipoptotei""'""tHl.P).I79-If.O

Fructo51. 142 1-aldol.au dt fosfato de. deficiencia de, 156 1-6-difoshto dr. ckf~eit:ocia de. IS6 meubolumo.. dteaoaes dri. 1.56 FruCu>Samina,l52·1S3 como nwador para rl es~ado dt carboltidr:uos, 603 Fructoswia. esmcill. 1.56 FSH. Vlou FollculosliTnll&nk, bormona (FSH). Focosidosis. ISJ Fven~t lunWIWSI, p¡r¡ cspc:cttcfluoromnrla. 90 espmrofouXnmo, 80 U.mpan de luntS~eno. 80 Funue dt: poda para compu11dc..as. 125-126 Fumws de mor. r/451 uunbiln Error sistemático. anJlisis. de equilibrio.acidob.btco, 434, 4J4c de ferritina. 405 de l fl\'tdJd e'J)«ffia. Ji6 de ailrÓ{CMVrtico. 371 determinación de, fibrinóECDO, 627 Funcionucien1o mixto de oJ.idau, sistema de. 447, 4-17 biocansr"mactóe de cicloloúamida mediante, 4.56 Flnibks,JJ GABA. 1'/0Jt ArNoobulirico,f'"UIIl, icido tGABA). Gdicloctrcbr61ido-beu-ra lm~mdua. 182 Galactocínan. deficiencildt,IS.S· I56 GalK1om:a. hipcprobelintmia uociada con. 493 G.alK1ost-l·fosfiiO trid:il-nasferasa. dtlicimcia dt. llS· IS6 Gal.actosemia. 15S-IS6 G.abct0$idua. alfa. WKeacia ea l.a tafetnx-cbd de f>l>
m

Gmvna.gl!b dri niocvdio COD pircletúato de: t~o

COnl~dorcs

f016meuo 11<

frcdericksoo-Lc,·~·. cluif~taci~a

Foliolkntimubolt'. hwtll003 IFSH1. 491 an~~sis por rn.sJro inmunonazifttriec. 103 función dt, rn el dewrollo dtl foffculo ¡nimario. 56-t ea transporte de testostetona. 561 ~nros de n:fC'ftneil rm.. ~t-i, S6F. ~6k Folin-Wu, rnttodo de, p.m de1errninaeión de arril3». ,70 paD dtctrminxlóa c1t glocosL IS8 Fondo dd tlt órru~o. S7.5. 575 Fornuldehldo. como cucinó,r.eno poc:eocial. 29 como rnttabolito dtl mtunol464 f timafO de diKM de C('ltrlf'OtiKklU, 129 Fórmico, kldo. ccmo mtt.'lbt:lhto dtl meunol. -1 64 fOifatu.a itid.a tACP), ;61-lt9. \'hmu ra,nJtiln BitiU· botuKt. ioo tHCO).): ArnMij:~n:

,.,,¡.,.,.de

Í040met'h

en pcrK>nas de tdad J\'Jnzad.¡. 697

Fólico, kido. aMdón dr. 579 Fn!Jrul¡,r, carciooma, 520

Gunmo¡Jobal;llU, ickntif><.06o por mosu (EEO), 196 lli\·clcs de. en polt.lerilis aodosa, 232 G.amma¡lui..II:Dil p-Dirtwlitina. swraLo pan aNii~s de ....,........ ,...,..,...allilo, m Gammaslutwlo, IGGTJ, 271·272. nmbios de b coocntracióa en eofermedld hep~tica, 2*-297 cambios ta, Cl\'tjerimiemro y. 691 c:omo nwc&.dof pm tumores, 330

Glslri
"6-

....;

Gutroimtstitults,JI'ecciones .,k alosis met.ab61ica uoci...ta con, 429 t:am!X05 do b ai!Om;Msmtl OA.i99-201J dnccres,JJS-3:.6 m>rcadom rn. m . )36 d;a&ll. ky,41HI4 Ge~licl. defCXl!lKióa de isoenzimu, 250 i~t lncil l'ndiabel«uc.arin.a, l-t8

Ge!ificn. afectioees. VIGlt ~an<iilt Fa.mili11tJ.. af« · ciooet. abeulipoproceinemí.a. 181 .acidoJis tubnbr r:ul, 428 afibrino¡tKnia,202 al3mm.tJiobutiatmi.• coogéc.ita. 235 ,¡¡,;.,;smo, lll aaaibumi...,;.,!Oil ancmii l btmollti:lJ, 301·302 atnia lelanPectuia. 2)4 biulbumiacmi.l. 200 c»ciaom¡ medubr. (OI"'N flmitiar. S20 deftctOf tDiim1ricos que proctucra pocfiri a, 3-15 ddicitncia dc AAT, :!00. lll 31'11fpbsminaalf~2. 6JI INittombina Ill, 631 cirtinóftno. f·2S cofKtot 11 de htra.:íu , 6~~ de\hidfC'JCU51 de zlucma· 6- fo-Jb.lo. 27~ fKitt VIU.6..'1 factor IX (htmof1li1 B), 617

IKior X. 627 factor Xll62S fobrinóJ
Turier. l81 Tay-s.chs,lll \'On Willtbnnd, 629

w;¡,.•. 201. 302·303. 612· eafamed.ldt! autoiDnaJaitariu. 223 dtJ fatfOf \'D, lintesis y estntcrun uormal, 626 f1brosi! qulnica, S92-S93 • ht'mocromatosis, 30J. 610 dr hemt~¡Jot.i.na. ,.¡,'tltJ dt tupcotJobinJ m. 199 hipcrcoltsterolcmia !amiliu , I79-JSO hipeniro1ínemia disalbumintmlca, 503 bipoalfatirorrocrinmi.a. JSI hipobctalipoprottinemi.a. 181 h;por~ouombintmi•. 626 incaradd.ad rll'lliniC1Íl11apo 8-41 de apa 11100. 131 il'."tWnodtf•citnt:ia, 232 litada• X. rnfcnnc:d¡d de flbf~. 113 liJada 11 sea o. d~omt dt Wukott·AI«ich, 2)) lupus nilema1oso Unmico tomo, 226 de mrubolis.mo. de biliiruhi!ll,l06c dc ea.rbohiduto,I,5--IS6 JQflril. Clltioel 1\Wda... ).;5

crill'opoyttica con¡trUta, :45-346 !oCUdorupopantiroiditmo, S3J sfndromr. de Airen. 3!2 d
IUI:Uftrfincmia. 201 Gcntll('aJ. para allilisis dt DNA, prutb.u. ES enfermedades. l'la.Jt FarniiWes. afecciones; Ge:~ricas.afecciones. Gcntarnicina. 4~. 45-ac Goriloria , 680 GGT. \'IQJt GarnnuJI\IIamilo, transrensa de (GGT). GH. 1'/au llo""""' dol nod.U.noo tGII). GibM·Donau. tqWihbno de, rtlre ltquidoi i~&racchlb· fCS)' t'UKt'IU).atU, 4ll

C".¡lbnl. cnfrrmtdad dt, ~06

innim tft. 291. JOOc Gtnt('fltnaJUa. h•rnJ~JPbninrmia a~ ron, -'93 GK. W"" Gh~·nol, ('fn;m dt ¡(iK), Glinduln. drfiNri6111. 4JIJ .J8:! Glktrol cinasa de tCK I. ' '" anJiiJil de ui&lidricb, 177 tittrt1 de, 169 GIKin1cN::o. ki®, ii"Ddrome de '"dohipcu ldostaoN

ous;tltUdoPQ'. J96-J~7 Gliobbuoma. wnda gtnt1 ica C·Ctb p.an c'·aluación de, ;\35 Globabtes.prorñou. l91 Glohllina qur S( tnl.au con los rortic~tC'foidts tCBG). \'iaJt Trar.sconiru (¡IOOu~na que K une ""'tortKo!loto>des)CBG)~

Glol'
11ra.. sltwNis en cl hitado. 287 alfa-2. CtTulopluminJ ((1100. 201 ka. iiNtsi~ en el hl,ado. 257. 404

ku- 1 Uw:n'IOp'tAiu). :.O I ni,·tk!o dt. echd ,._ 6S9 Glomttuluu. af«Óont~. JS~·35J "CitJO$iS tlorntrula.r.td~ ).681

INDICEALFASETICO • 74.1

744 • IN DICE AlFABETICO &lomcruklodriliJ. 382 . Cllllbios dt Jlbúmica ~osa en. 200 ~uslodromeDC.frórico.~&2

• ~dome lldrlóco.lll G5ommfoodritis membnDon

tn

dDdrome odróciro,

ll2 Glomlnlos.lSl. JS6 cambiot ea dackomr: ndr6bco, 382 c:sclc:óúcos. c:dld y. 682 membn1111>m l.ll6.m pcrmubiüdJd d< los. 379 Gluca.ron

como iMibidor c:nzitNtico. 5&-; ni~-eles,

daputs dt bxtr ejercicio, 640 .., diobJI>obi
Gluc:oanVIw. S19 Gtucotacbrosidm bcla. dcfKitoci.a ea la eufnmtcbd d
eftcJO dt. en los ni re les de T~ IOUI. 509 en TRH. SOO )fnlesis en la cor1na Juprurcn¡J. ~.W••~0 Gluccrtntsi~.

145 funn6n dtl corliS('I) u, 5~2 GluC('fCOO. 145 alrr.att~micnto. u

el blfado. 290 d«lo dt tu hormonas tircideu ca lu rutr\'a.s de. lOS c:nrerrned~s de, httedíuriu. IS~. l~X r lucoucomo.l 45

hf¡odo.li7 rcs.eo·u tn tdad ,,·arwd.a, b90 Gluco¡cnólisis, 145.287 Glucóli~is

145,287

Cilucont(tr tnc:tu , 145· 1-'6. 287 d eun dt la\ hol!nt'N~ IIIOiikn rn. )03 l"RlC')«IniKniU, liiJ()

J'l)ltl ¡k'ftt .. IIM~Irn. )..2 lf[\111(¡("' tk ~~, f» \ fk) dr tlucota •allfU(Ma dutaMr r i •)'Uftll,lorl6

111\t..o('\, ·~~ 1\t~)tl (t.HlttCNf'Ndo ltff'AI W.t, Jj}

ti M,., I Hb\1, plll aMh•n de: r lucma. 1~8-160 (,hlt•rt•...-lna kuJa. anticunpot dt, 22S

(,IIK't1)1'04Cinaalfa· l &cub IAAGJ. 201 nmln dt, rdad v. 659 Glucrtprotcfna Ta~m.Uorila\1, ~80 tiu. ~ ewtción de, J80 Glucoprotcfnu alfo· l·kidaiAAG), lOI anlfrroo. urcinocmbnónico tCEAl. ~~ rspttffteo pm la pr/l!tata tPSAJ. jJ:O at~.~ipl&Unlna alra-1631 amiuOI'J'INnalll. 631 Apo 0 . 114 cinill6¡<1>0.62l

cofxtor 11 de Mfarina, 6n eritropo)'etina. J66 factOJ. iDirfiUt'(o.579 V.628 Vln,628

Xl.62l frtopOlefu alfa. 666 fi bnnótrno. 202. 621 ronadocrtdAIC. 633 IUOf.k>bultl'll. SOO.~OI tramfenina Mta como. 201 Glurou, I·H. J.l2. 1~8 abSOttión en lo' flbr1nc-~ . •t~: an~lim :aututn¡lt7~&H.Ir. l ~·~

btu-0.. tspteifieidad dC' b 1l1tcm olidasa hada, IS9 co{actcr de a omoc.a b JCÜnción de iMGtiu, 6:J coclfipraciól &lb-O tD cottpauci61'1 COl! cmfiflrl· ci6n bcu. l4l. UJ COII\'tf\iÓO dt pbctO'J J fm:tOUI t:n, f 41 dctermiucióc dt, en WlisisdeoriPl. 381 msayos, ejemplo. 42 filtración jllometUIII el(, 360 hiponatremia uocüdl c:on. 395 intoler&neia ala, uso de dim-~cos en personas de edld annzada y. 68J " el liquido ctfoiOJTJq1Jideo. 156 como nwcadot pata el enadct de cubohidtttos, 603 metabolismo en el htJado, 287 mttodo dt huociwa pm ao1lisis dt, 2SO lli•
Citucoudu, p ocdnu, cktmninxión de. 687 Glu
Gndo rncti..,, 12 uallü
HanaiiJÍOIOOS,JI6 Hemoláluori~

Hllodozes pon .,... 9 Gri{oru, ;_.,pan «>mppllldo) m. l ll lúporiroidismo despub del """""""• pon. Sl8 nwtadot, HLA·AB8 asociodo «111. S19 Hl.A·ORl uociado <eD. 519 ttiUiudos de los pruebas que indicaa. Sil. Sl6 Grupo dt conu.cto de: p~occhw de ~¡ulad6n, 62J, 623<, 62l GSH. l'last Gltitl!ión, reduc1asa de (GSH). Guilla.in-BW. s!ndrome de, 430 Glllhri<. pruebo el<, para dCaecióo el< PKU,l16

w. l'itJJt Him-6ft:DO. ioft (lr'). H!Etmal.. f~t~ar. W'ast Factt1es., SGpe, fK'tDI XO, Halo• ro extiDru}d
anticutfPOS tiroideos microWmicos rn, S13 tlipotirofdismo ntonalal ocasionado por. Sl7

nurcado< HLA·ORJ osociodocoo.l19 Huhish, :abmo dt,4il "··-· lórnub el<. pon b rlucosa. 14),/<J HBO alla, nivt1n: stricw (ft AMI. zn HBV. l'io.u Hr:paritis B. 'irus dt(HBV). H4J·. \'iast Bt.."albouato.~oa (H(o)· ).

66+66~.

6óS

Ci1~Ju OC I1N:md.litftmm'm. 4.~

HCG. Viau Gooadonopina corióoko humonoiiiCG~ HCS. l'lart Som.Jtomamouopina C'Ori6nica !wtnJru ¡HCS). HDL. 1' /au Upoprotdnas dt alta densidad (IIOL). HOL·C. \'lost Cobtaol de lipoproctifi.1S de alta cltnti· dod
('TNutCI.:iO dC' (Q f'CJf C'alekltismo ÓC'. Jbl feKCJOnt:SbioriNf1ica.~. 3..J.~

u~nl·tkm.tn:tu.:.-if.n . .¡Jb Htm:Jiutinxtt>n. rma~ros

\uCrJM rru,·t-3~

«.

par~

!ktcrn\lnanC>n ~

llr,-iJc\·~.~J.l

Lk. r.1.r.1 lk1ro:ru'n '-'< Rf.

prucba1 para.l81 Hemlacttllts, a.zllcam como. 143 llcmoaonw01i• 4()1, 610 cirrosis u.ociadl coa. 303 primoria.404-40l Hc:mociOiüs,llivde$ sbico.s dt 82M qur: acompaAu a. 318 Hemofilia. A. ddiciena1 el< l1<1tt Vlll. 613 B tcnl"""""' d< Cbrislmas). ddicio de loaor IX co.627 C. dcfocicocia de loa.. XI. 625 Hemo¡lobina úinidJd cl
1S t /51, 163 d
oivdes el<. p
transpone J!Of baptClllobiua, 201 Hemo¡lobintria patol.lstit'll DOCNma, lllilisis p¡r1, 381

Jl'll'~" pon. )81

respue~a llefercicit\.6S I

iMtQu•ndl. \'ia:u Htmólisi~ utrfll1ttll~irida~

usor:n FPlA, 105 Hapco¡lotino.201 s.iDir:sis (Q el hff.J.do. :!17 Hud-.-are. dt:liniciOO. 12S Hanoup. ~rodromc dt. uetr:cióa dC' amiDOkidol en, 215 Huhimolo ,rndrome ck. anticuerpos pau Mo¡lobulinas (fgAb) en. S13

reductut dt: tGSH~ 606 G"' ' flbaasicb!i btta. ódicirnci.J d&!. 183 GnRH. 1·¡..,, Gon>dooopina. bonncco bll
anili•it de. pot' rnsaya inmunotnzimluk~. IO.l ro< lapn. EliSA. 10) romo marcador dr tumt'lrts. 3.\0-3~ 1 nhrks tlfo.dtos. S2~ GotqlaS~Uie. JfrM!ffomt dt:, j8:._ ~1!3 Gnta.dtrurxtóndtkidoliricor:a. 3iS Gotuon. SlplO dt. t11 f!'llirn~~iti~' dtmull'ni~Jtn. 1~~ Ü·6·11> \'lú!t b-!('!fltO lk-~hidr~~nua dt: Fh.t..."'» tG· 6-PDI. Gl'l \'!11.11 lr3nsalf.uwa ~lut;¡iftinc.'J'tnh'i.:-~ cGI'T1 Gn~r . h>!h·utm &-. S6-a

ud
Hemólisis. \-'íOIUt to..h'i11 Sangre: Hem; Hr:molfticu, oncmiu.

EMIT. I03 truayo rad.ioinmuoo16gico. 96 ensayos inrwoolópcos pm. JOl

Gluttt ión, pcro tídlsa de. acti,·ifbd de. 61 1 requerimitnro para §elt:nic. 611

tGnRH). Gol¡i. apMtiO de, i'.epJJocitM. l8S-286 Gonodooopina. 491. 494. 561-l68 hormoaa libettdora de lGnRH). 491 libru..;ón en mvjern. 564 urin.vi:a. pl:ptido dt tlJGP). :nt 'lnlt$il de. 488 G~in.1 c006ruca hurrona tHCG). 491.

pon dd<múaáóo el< procoporfori·

~:: 1

d
d
dcfulici6o. 301 mfamrcbd de Wiboa. 302

C').lffflt«a (adqi.Jiridl). 301 inrcrftr(n:iaptl'.61 tndtlt:rminaciMder:)u(osa.IS9 intrfrueca (coo~ita). !01 reartiYt~s. de tnn~usión. 20J HcmoUncu. anemiu. 301-302. 346 abnirwninotnnsfttua en, 252 amino~n.ns(erw aspinica y alanirwninovansfmu

...m IJ(I(ia::i6n de, COQ hepa¡ilis .J.CÚYa ~'fórúca, n 4 con lurus nitt:mJI<'!O sis1&nico. 226 •h·r:ta de ~)obiu r:a. 201 lltmOf<xiu. lill Bemonaria dcfictrnci.J. de hieno asociadl con. 403 hipoprOIC'inemiau«iadacca. 199 maao1klbuliftmliuk Wa~u6m y, 204

menmual. 403 Hcmo~idcriru

alnuccn.vnirntodt: hir:nocn fomu de. 40~ ComoJ"f<'ÓJc10 del nrbbcl».roo dt h htrriof.lobi:n.ll. 3BI rruebl de b m.w:lu part. -'03 rtpNición dc.CD bt:mocrortutoUJ. ~3 lltmOU&.m. dt:e:t"! dtl rjt:r.:iciom la. 65 1· 6~1 Hanowiucu. aft:tcionn. 622-62J HtmO\•Itladlna. 6H HendmNt·HusciNJrh. ft'11act6n !k. 41~ . .tl9 rara Unucos. -U6 rara d !htcn'.a :arr.tii'CI~uadN' dr fod~tfl. 4~1

lfenlr.au.lk. ~~ ~ H"\rw~n rn . .tf-1 Henr~.ley~ . .¡1,: Cl1 tl\Cni1L'I~D

dt r<1•: ~n ttfnllflll~ d..•, .¡ 11}

Hep¡~cmqalia (D bc:moc:roma10sis,

He¡oarioa. cola
cauw,31Sc Hc~ficu.

alecciooes. Vtanst rambibt Cirrosis; Htpalt> biliare5, aftccicmes: Hf¡ado. antinot.nnsfcrasa ~pútita y alanlowlnotransfmu 1 en,2S2 anilisis cnrimhicos p&ra valorar, 271 cunbios de albámitu strica r:n, '200 ci rrosi5, s.olmcMJI lit hir:no asociada con, 404 ddícit:acia, dt: aDtiOOmbiDI UJ tD, 632 dellaaor Xto.621 el< fouroci"" t
lrit~. ddiciacil dt, 291 HepitKoJ. con.ductos. 28-t

;

funci6nM:p.iricam pmonndc edad l\'UIUda. 690 Hepatitis. 308-316 alcoMiica,306 a1oci1Ción ('On ht:p¡htis acti\'1 crónica. ;JS autni nrwnr crónin. ~14 compmciOO por tipo. 31.3r crklica. ~13-314 actirJ.clasifKirión. ~~4 nh do de lfA t. 20:

dd1nici6n. 308 duraAtt el embarno. :\07 faO('II'Oitína alfa :k'io.."iad3 COfl ~3: idiOflllita amoinmlnr rrónin. ~ 14 infeccios¡_alvunanir.ocnnúrn.u tD. 2~3. 2JJ n.oA.r.o 8.311

1imlli1ud C('nb cnfermt:dad dt Wil$.0n, 302 mullidos de hc~ttis tipo rinl. ~ISc t6üca. 312-31~ AST y ALT. 25.? \'lN.' que ocasiona•. 308 Ht:pJiitis.cl:asifKKit'n C. htpttitJsaOnintru. 313-31 -t 0. ~ 1 1

A. ~309. .'UJ vOus B. 309·311. J/0 anUrtrK' supcrr...;a1 uooado C'Ofl potiant:riót Podon. :JJ cartioorn.1 beplloct:lulll' asociado ('(lit : 16 rnncurrtntl!' Ctltl info:ción por htpatitis B. 310 r:nsayos ron sotda de DNA r an. 106 t.eratiD~ crónk; nu. ~ 1~-31 .. p;11tfcub Dlne 1viru~ dt herniti ~ 8). X'9·~ 11. HJó f'OCedimimro~ p;;.n rJOit:íción peuonal en rl b · rlfU!

i'oor31('1no.•1~

Hrr;rcMiares. afe.-rican. IÜ\tlel dt ~u..~ na a.
; f
lii' I'Jh•m:: . I11111WW. IIl~h·a¡~\fl'~ r:~ra. ~.. ,

303

Hepa~ospbrxoe¡alia, m asociaci6D coo

lfectiones niJ."' el< lejidos jullli .... 2l0 Hqoa101oxicidocl elo d<,

106 Hlbridoml, tknica dt. JOO Hidruxióa de díól.ido dt earbooo, 420 Hiclnoos, 17-18 Hiolrzzina. 111llisis el< tri1tidridos coo. 111 !fodrocartomol, (rJIOSci<, 4 Hidroc:lodoldrico.lcido, eo <1 m6ma¡o.l76,l76 Hidrótmo. fuen1~ dt, r:• protdw. 192 Hidtóf
rc.abwrcióo de túbulos dimlr:s, ~29 Hidrórcno. pt:róx~o de (H:!Ot..). funcióo eo la shur:sis dt: ha'mow tiroidea, .SO l HiclroJuu ami1111.269-1i0 cotinestcrua. 27.a-215 losluasalcida.l67-269 kvcioomiooop<poidosa (lA PI~ lJ).lJ4 lipau ILP~ 2J0.211 Hidt'ómclro paraaúlish de 111\'tdad c~orcclfíca, ~78 Hi
rtl1ci6n ron el metabolismo de la scrotonin1. 659 2l·hidroxibsa. dcHcit:ncia. en biptrpla.sia supnntnal conztnita,HS hipcaldo!.ltronismo asociado ron dcOciencia de. 5-16 Hidroxilu" pm rrwronnxi~a de colesterol en ~q­ nmolono.ll8 Hldtoailo, ion !OH-). definición. .112 Hidroaipol ina. como marcadcr nutricionll. 602 eDroo rrwcadot de tumores. 3JS Hidro.Y.t1r:roidt: aJf~.l. desbklrOfeDUI
.S-bicholiripwnmt. (S-HT~ , ¡,·eles m 1umr6ts mciooi· ci<1.l'14 Hierro. 610 abKWción !k. en el inle$1ino de1!ado. S7S patrones dt.402, J02 :alnucenamien1o de, en hctnocrormtotis . .\03 análisisdc.407 ltl~eo de b libnación dt:. e-n hipernu~ncStmi~. 401 dtftci(ncia de. 4(JJ.4Q.l• .aOJe iooe5 dt {ft:=·' Fr,..). 40l· ~S. ol05c ni\·(lts dt. p;•r.'cnfnmt:dad. 405c pt
Hf~='do. ~s

an3t~~rrú3;.51fl

ttntni.~M.JH~

\'amh!vs duumr el emb2nzo. 66-a

mil• t"n lm ~ci!.k•s bi li~rt:~ diriFido por. 582

INOICE Al.FADET ICO • 747

746 • INDICE AlFAIJETICO

definición. 234 eliminadóll de ucuo de honnoD& tiroidea por cl503 estudio interdiscipfinario dtl, 320 funcionamiento eA ptno.BU de edad avmuda, 690 funciones. 286-290. 2S6c pruebas pua ca.mbtos t i tormenta tiloidca. Sl4 ¡IU
1'01"""-m

nron.uos, 671·672 propcd&dts rrrm:ntins dt, 256 rel="nofollow">«r«róot;li• 1" <1. SII·SS2 sln~csi1en anllpla~minaalf• ·2.6Jl

antillflnlhina lll.6)1 cnfoci<M II de htpoli111,6!2 laCI!)f, ll en. 6~6

v.m

\'111,628 Xl,62l XUm.624 fib'in6¡cno, 617 plumínó!('DO. 629 poedno.C.6Jl S,6ll tmpltnles. para alre!ia biliar t.J.trahepitka coo,truta. JOI rara enfermedad de Wiboo. .102 S-HDA. \'los• S-hiotn>.iiDdobdrico.lcido ll·HDA~ Hilto dt los ri&cnn. JSS HiperakloS~aonismo(sitdOI'Dt dt COM~ 541

alnlosl!. rr.ellbólica ucdadl con. 419 hiptriUttt mi.atD,39S •

h•poulcemi• u . 396 Uipc:rbilirrubintmia, aftccionciqut proroca11., 292c lli!"'bihnllhlnmu 11«101111, fi!C10m de ria¡o pan, 672 ll iptrn kmua. 4~9. S34·~3S. S ).k bJrcha de 1nionts tiL. 400 t nrrrrnrd.tdt) ma.ti,IW, n1 nhrki analhicos. por afrcctóo. 53X. ICXmrnta litoidu.51<4 tlircrnpma, <41 6. 430--'31 flrtmia.lJ6.SJ7. SJ« iniuflCieociarca.al.H4 Hipet!lllVNJlobuLDtmia. ca doclrome de Sj~rta, 227 Hiperzastrincrria. afctcioan asociJdas con. 588 llip
edad·- .

I"'IOnU dt 68S-688 tcrmentaritoidca..S I4 HipcriCiluliDC.W fcuJ. 661 Hip
de fosfafuu altalilw m. 264 S«:T.~ndlria. uoc:iada COR deficiencia de \iami~ D• .SJJ

Uipapi¡menncióa. sob'ecarra. de hierro asociada con. 01 lfil"''"umúa.397, 397c brrortiaemia,ICIIdoiOpountmio osocioda coa. J9l Hipon
cdady, 682 cdt1111 y ¡woc
pnsonu dt eW .tnaud:a. 690 sfnchomc Pdr61ico.182 Hipoaldc rel="nofollow">51eroaismo, ~~¡ .akalciis meubólica :uocia.b t'tln. -1 29 1\ipcrpota~mia en. )99 hipon.tuemia por a¡OI.tmitiiO en. 39-a H ipoalfafipoproteinttr~a. 181 lfipobe:UiipoproJeinemia, aumelllo del prornr:dio de \ida cn.I81 Hipocalccmio. ll2-lJ.I, ll)< nhelc:s an.alJlicos, pot arecd~. 533, 533c Hipocloremio, J98. 398c alukuls asoci.ad.l con. • 29 Hipó{isi$. 1'/auPlruit~ria. l! lindula. Hipofosfatcmia, 5)6, S36c Hipogammaglobulinc:mi a. c-n in!ecci® por HIV. 678 sclecli\'1,23S Hipcitueemi1, 153.155 enayun.as.I5J como c~licación del uatunieDto para diabetes SICI· riu.l49 cspomlnea. Jl3 Joaicio (ortificiol), lll pc>lpnnciol. ISl rtactiva.l53 senerióa ck hormoa.l del ammic11o ta, 491 Hipo¡octdismo. en ~Ntosls, 303 tripcrpt'obcti~~tmia asociacb COD.. 493 HipoliJ>ol>roociotmíJ.J81 . 1!!8 Hiponu¡IIC$C1nia. 401. 401c ltipooanmtia. 3!J4..395

nusu,39-4c drlucionol. 394·39S Hipopa.a.filoidiuno. hircrfod•tr:nil c-n. 5J6 1\ipoc.akemia uociadl con. 532-533 Hipopouscmia, 396-397, 396c acido~t hir
Hipoprocrombinemia. COIIEtuita. 626 Hiposterccióc de hormonas, correcdOo. 485 HipouUmko-pituitlrio-üroideo, eje, JOJ Hipoelbmo, 48!-194

anaromla, m dtfinicióo. 48! hamono.llllidiur!ricodtl• .l6+36S hl>cndora de rirolropinopoccdeMc dtl,lOJ "'"'"'"'<~'"""del l91 l dt honnono tibcndon de la tiroides (TRH) l"eUOO ¡fDfesis, de ADH eo e~ 39) dt ~KJraclrtalioa ea 5.53

Hip61esi>llllla.62 lliporiloidi1mo, SI7-SI9

•l,oñ!mo pan diarn6sciro de, 518 hiperrrollctincmia asocild.a ron., 493 MOtlalal,517 ni\'Ckf dt creatincirau en, 280 no detectado, en pmonu de edad a~anudi. 681 producción de and:Jó¡enos en. 570 ~IT'Itjanu ciJniCJ coa aoore1b oer.·iosa. 522 llnrom.tl dt, ed>d ¡. 692 Hipo\·cruillción.415 Uipo,ia acidosis lktica uoci1da con, 427 alcalosiJ res.pir1roria•socf dl con. 432 ami~ran~ftriSI asp.ink1 y .tllniutmioo~ra.nsfer&Sa <11. 2l2 cdady,688 Hinurilmo,l69·Sl0 HistidiD1, excrecióa. ea lfrwkome de Hunup, 215 3-mttil-. matc-.'ldor del utado nulricionAI. 602~~ HiUOCOlJ1)atibilidad. andltnol dt. uoc~ción COD poJimiositis y dennaromMniM. 2:!8 Hiuorw. au1owKuc:rpos a las. n aftttioncs reumlticn siS~únia.s. 224 HiitOÑCOS,UdftDOS DO. ~ patl. t'D lfm:ionn rtUnúticu Jillfmicu. 224.11-l, 22S HI\', inltttiOo por, ¡Npos de ritl&O en útadol Unidos. 23l HLA. VICJt Aruff(DC~Ilcucociros bullWIOS IHL\). HLPC. \faJt Cromatorralla de Uquidcn dt 1h1 reK~Iu· ci6n IHPLC). Hodb ol!. enfermedad de. acidosis rubul:u rc-nal uoci:~da con.428 ni\'tlc:s de cerulopl1smina en, 201 Hoes
honnon.a del crecimiento) Hormonales, rcceptorts l'itiJt Rereptores. hofmon~lts. Hormon.u que alm111 el metabolismo de carbollidratos. 641c aniluis de, por tft~ayo radíoinmunolótico. 99 poc ennyo radioiamuooml1rico. 99 pDf espectrollW"Gmtlrh. 92

drlhdn6n. 481 diabrtu Jntfpida como dcfiCimda de homJ:mas antidiuttdcu, 492 co el u r
lil
11Wlici6D, nmbios d~ la al'oúmiaa striu e1, 200 ce~OKidos.is e•. 421 ha~ eltwkos:,uúnroicbes pua. 26 IDciDa'ICióD de dapadiciQt; infecciosoJ. 34 loco•i.oeaciJ uriniDl. eD pcnOIW de ecbd nlllUda. 6SS IDCVblcióacnsisl:mwallform:tizJdos.H'- - - , lrrdcpcrldeocio dt dat01 paD11>1b, 45 hrdicc d< =>lucióo (llp1 128 lnfmo agudo del miocudio. nh'Cb dt cre~tinci:ili.l tri, 260,691 ninla enzimjticos m. 275-216 oblen"acioaes de bbcralorio en. 64S ln!tcciOo. modificaciones de los rth'tlti de BUN por.

148. 1<7 re~bdores

de e!ldo, 53 le respuesta al ejacicio, 648 srntesi.s en la coneza suprurenal. .540. 540 pm \'a !orar el funcionamiento renal, 386 HPL p.m \'aloru sufrimiento feul. 667 S·HT. 1'iau S-hidro:tilriJNlfl1in¡ (5-HT). HTLV- Dt Wau Linfocito T humano, ,;na li po DI !HTLV·ID~

Hueso J.Nlisis cnzimJitico pua raloru afecciona
m a'Julos dt.l29 cnfmnedades mttabólicas de, S3S.5.l6 frxnn de cadm n persoo.u de edld .t\·uu.Jda, 701· 102. iOI ruoción de ll \ilunio.a. Du la mioa11iuci6ode, 60S ni\""~b dt: fosfataw akltirw tt afe«iooc:s de, 2~ ~da dt Jl
HVA \ 'iDullomo\'ilnflico. kidofHVA). l. Vlau Aujo de corriente (1).

18M. sn1em3 de operación de disco~ para mkrocompu· tadora.IJO ICSH. 1'ia't Estimuladora de cflulu intersticia les, hormona (ICSH). lctrricia. 297·301 defutición. 291 diaEn6stico difrrcncial.198 neonaral. }00.301 pc>~hcp1rica. lOO. lOOc pr!:btpftica. 297-298 C'IUW de, 299c y re¡:ur¡:it.ación. lOO. ~ rtHaltldos .t.allfticos npcrados. 299c de rctcnciéft. 29&, 300. 300C' ldentificaMA. tnueitr&. pm Wlisis auromalindos.

112·11l lEMA. rlaJt lnawnoentifttricos. eo.si)'OS ODiA). lES l'trur loD-)(kttivos, d mrtlilb(lES). l¡nici~. pulo te. definición, 29 Ucal. tnftrn'IC1bd, icidos biliu6 como iDdie~dores de. SS9·590 IMA. \ 'lau lnmunomltricos. enuyos (IMA). lma¡cno~lf• por rt!onii'ICia mat nttíu ~MRI). 92 lmiprarni~U (1 olranil~

.a54-45S. .a.sx

abui
C"Oil\(\UIIfkn .

1~0

cl~silicaci6n, 48'2

drnlm¡ln f ['lfl:t.l~

con110I de ckttróti tos medi:tntt. -18

de •mrlC"Ill. lJO

lll

Jnfc-rrilid:11i. tll mujer~. 56S--569 lnfllmablei, marui1l!s. almaccnamienlo. ) J-32 ddi ni ción, 29 dt>o:ho de llqllidol. 32 pn:cauciones de ~~uridad pu; el manejo de. 33 ln!l.unKión, aónia.elecucloretoplr.u, 207 ni\·eJts dt PfOCel~ S asoci)()os con. 6J~ Inf01ma::i6n e11 el lal:aatorio, si!rtnw de, 1 2~. 12J Infruroja. r1t>tiación (IR), 7S·76 ln!rurojo, e~rectro (IR). 76 Jnfun~lo {Cilio de la ¡-irui111i1), 488 Inhibición. compc:titi\·¡, eall ~Kha EliSA, 101 e11nmiric1 DO c~litin. 247 ck reactioncs nrabudu cnz.imitiamratc. 246 Jnhibidom dt rtact:iooe~ caulizldls J'Of mtipus. 1-'6 Jnhibiw, rttroaJimatación rqa~i\·¡ u b tibetadón de FSH.l63 hVcUiiutión BAS1C. I38 lnmun.ituia. rcspoes11. ni\-dn dC' ,i1.znim E m pcrsorw de edad nanuch y. 693 Inmunitarios. rompkjos. j!lomaulonefritis uociada coo, )82

lnmuno.abj()fbeDte lif.tdo a rnz.irrw.. enJayo (ELISA). 100.103. JO] cklami~~ación, de

•

lniaoalbuminuria. )SO

dt r-PA. .no diot}!n6stico de SillA. 236 idcrnificación de HDV. 311 Jnmunodcf• cicncia. 2~2-236 afeccioflC1. grnes
cruJikb rlJ.a tnsJ)Odt rro.rlna S. 6~~ d('ICTniiiU fh\n lk innwnCI,k'obuluu. ~JS dr;,fDt~ll~•~ dr nuri.•nu múhrrk. :O.l f(,•.-lt'l rJillh.U1m Jt l~l'I~IW. 19.\ 19.~ hliiHllh~'n';'.~ ''· ' " 111r•• tRIAr. r lqctlt) par:. , rc'C'~·aucll'· 1\1.') ;k H'p:tr,I:'M.I r:u;a d maot!Ci dr . ~~ ,k

.J.·. r:.u lki~'IIWll\'l(ofl dt 11Wit.'l nu •1"'' ~~· ,·nl.ll.m ¡' 1111 tt'tm.•l , (•O:

l.ll<' \ , .... lll l:t

de rmltipUtaci6n enz.itnlrica. tkniCI dt tBUT). !Ol· IIJ.I, IOJ poracleto:cióndtflrmoc0>.41S lomuoocOII)'OI" INornctncia dt polariucióo IFPIA~ JOS-1!>6 . dcte l"'lmoocs fnalcs. 671 )DmUnomi)"OS. 9S-Jf17 auromotiudoo. 9S- I 07 defillicióo. 9S cleto:ci6o. dt drops. 47l de VDito nif>ol. 618 dtt«l'finKióo, de kido biliu, 295 de miao¡Joboltna brtJ-1334·335 de reccptu-es celularu. 33 1-~32 hc!erortncos. 96·9'7 hocmon.u tifoilk'u. 523 rnucldc.-rtdc huoocs. 331·332 JlfOidnaC.m , lk'fÚCII JW I, IJihCaC"Ión dt COIKt'J'IOt JO')

lrununoenzimtulcol, enuyot (lf.MA). JO~ •nticoopm rnof)()(lon.altt (\U a, IOJ lnnl\lnotluc•iltlfcuw. rn'I)O, cN\Iurrwcr(on ,!( IIIV rn ftlft6<,61! dtt.amlcadóa de frm11n1. filO IMlUnó¡tno. dtfonklt.i, 9S lnllWIIOJiokrUnoo, :'1ll·:'
1" SlAA. IIJ.I· IOl anilists flltl eftSI)"Oinn..nl'nlimtltico. 10.\ anticuerpos IJAV. JOS.J09. J09 asocixióa di!'. (OG artti4is reumaK'idc. 2J 1 COl ntkt05h mOttipk. 10}

coo lu~s entcmatoso silthniro. 226 con micloma. dt dtubs pb~m.f.tins. ::037 molhip~.)Jl

bm:b1 de 1niooc:s aso:iad.a. con. 400 ddicieocia de. 2:s del'inición. 202 l¡A.:J02 ;nodación ron uoir i~ reumaroide. 2~ 1 def'.cicncia de. l~S ni\·rtu ~.en aluía lrllnricm sia, 2.•4 1¡0.20) l!E. 20) 11G. lOl I¡M. 202·203 con nucroJiobuli nemi a de W1kknm6m. ~0~. 21~ con'IO marc1d<x p111 1unX'CeJ, 3)S ni,'tkl dt. rn aferrionn de inrtMJM.k(KK'nt"ÍI r('ll\lH ·

n.W Jra\r,1n~.l.' tn 111liltcl"nlatnalil. 2:U rn •lndlomr dt Wh~C4t·Aidnrh ~~~ lnmunoinh1bki6o 1111a M'pal'~ dt b UC'C'nlim~

t lfl· lincinJu,26J lnmunolósku. arr<nonu. 222-217 rtxti6rl htmolftinn. ~~ .:~02 IDI'TIQnolósk:o, enzimiltco 6e rniac~ard..'llla. ermyo, pul Wtisis dt uiyodotironiu. Si l Ruorcscelllt con susuaw mu('l(klt. tasayo tSLFIA>. 1M-lOS fluriml:trico cnzimiricc. tn»yo. pm dtlmni!IXión dt r,rotal. 509. .<09 p:Ml dtltrminación dt ui) odotiron.i.nl. 511 . lnmunoKIJÍCOJ. rnu~·os. l'l11"-•r rambibt Jcm~ ro. tMI)"CI tt'IA): RadioiDmUno~ ens.ayoURMA) Jlbl)nún.a. 200 ftttflOO,:t noJ. 6=7 I'AI1, 279 pl~~mln(tFrno. 629 rn·~ IWmirt~. ZOO

INOICE Al.fABETICO • 749

741 • IHOICEAIFABETICO

IMNoom&rico, tnuyo (L\t:A), tiroxilla lib-e, 507 TSH, .506,.506,liTI

IIII!IIIIIOP"'
JnmunoquJrriu ,auromatiu.da, li S lnmunoqufmice», mttodo1, dtttrminacióo de lipua {l.P), 271 dctcnriDicióo de pokiauria.liO stpllici61 de Hocuimas de fo.U'IW&S alcatius, 265266 lnnwamtp lacióo p« linfoci!Ol. dc:fecruosa, ea la enfermedad dt Graves en recita aacidos.

516 lnmunosupresom. fimucos

.&rtrilis rewnaroidc. 2.11 coniso~542

hrpw eritematoso siuftricc>. 226 poliarocritiooodo$1, 232 polimiositis 1 dcnNiomiosiris, 228, 22& loortinlros, compueMos. an1lili5 con ndiaci6a infrarroja. 76 fosla~os.ldlisi!. 532 loolirol, trifodato de:. corno measajao hormona, 484 . lnsralación de propl!IW de cornputtdcrJ, 132 lnsuficitftcia, tc.Aalaruda poutoal, 384 rtcalcro.ica.ll5 rr:spinrcril, sbdromede, 668,671 lnsulin1. \'lgu t~;mbil11 Diabetes ucarina. cambi~ meabóticos que se deben a deficiencia de. 149ll0. /50 dcporlcióo de. l76 enu yo tadioin.rnJnoló¡ico pva de1ennirw la, 1S.J nirdes. dtspub de hacer ejercicio, 640

.trieo> pu>pdiale$ ele, ..Ud y, 687

rtpt.cióo, del ioo potuio (K') por la.l96 del mdJl>oliJmo de C&lbollió'JIOS por 11.147. /47 shuesis en d pinau~. SA-4 l:inc rn,611 lnlflllirWtliK'U~ rt1Jci6a. 1}4 lnH1Iuaocna, iNlutncia rn ~ nh rlct df pifJidm C. l~ lnln\arnt.o lk kHt acxhoiK.lft hklrtJttno c.n 'oi n~. 42)

lnrnlatr,l'cnlt•lftln de' .'6 p•l•'· 1J3 II K·l lo, l)) uur lmvvmrntot de l.AbcwatrrJO y c~tadoi'L IJS. 1,19 J'alfón de Vat~uniliNI pan comunicación co n b ~udora.lll,/JJ

hwafcrc.ncia.IO. IJ enlutci6n de mtfodo5, UpctimtNOS de. 68 fOlomc.trla auto~TU~üzada, 11S rmtriz en esptmofotometrfa de ab.occión JtOmiu. 87 quitbea. m cspmJOÍOiomcvfJ de amoo:ióo at6rrict.. 87 Jntaftrón lamn&. IDOnJialid&dt$ dtJ., uociKión COR SIDA. 236 lntcñoüruluc.s, u pacios. !Undula riroidea, 499 lnloleucina-l. ana-nulid.t,óei de 1.\, 236 lnlttpbqiiiOfliOio&f• de. 149-150 pcrwp¡¡ de cdadn1nzada, 68.5-688, 68SC •fodrome deC~tttunJ., 546 ll411a0lular,llqllido.l90 diuñbuciól de r.l«rróhaos C.l\. )91 magnesio en. 400

lntrarrtnal. d4ftmción. en i n~uficic.nci• renal aEuda J83.)8< lntrlzueco. racl(lf, dc_(¡cic.ACia dt \'illfllHll DI!)'. 695 ea laude viu.ll'liu Hu con.579 INroDC~.503

Jon-•elw ivos.decuodm (ISEJ

antli1is de c.~. , sn detcrmimcióa de, clcnros, .1()6 di6.Udo de Cllbooorou( -106 iones sodio y powio. 40S poceociometrf.a, o435 siStcnw auronutiudo•. 115 loD<>. definici6c.l91 lóoiw. pcrnobaciooa.<~>imuicicoci• rtca1 c:rória. JoniUciÓD, CODSIItUe de, defi~ón, 41 3 in1eñertoci.u dt. tu especuof04omeufl de absorción 116ori, ,...,.., de loo. (Yipomu~ ~odr001< WDHA asociado coa. 59J lsotllcuico enfoque, 197· 198 detemúnación de: bcmo¡lobina glucosada. 162 ~.a~ciM. de faritim derivada dt rumores matipco. l l4 de isocozinw ALP,l!9 pun1o (pQ. 421 · defoni
m

v¡..,,

Jaffc, reacciónde. p¡~aanJ.li~is de creatini u, 374 Jco«wik-Grof, l'l'li:todo de bilitNbin.a óe. 292-293 Jo)~ resbtccioae:s to cllal:ualoriO clúlico, 2S K. Viosr Equilibrio, conmn1r de (K ). K VíD!t Kel\'in.tsnla (K).

K'. l'ia.uPowio,ion(K•). K.. VIGJt Disoclacióa kidl, coat1ame dt tKa). Kammicina. 454. 454c Kapo1i. u rcoma de. uociaci~n con SIDA , 236 Ka1 \'iau Kt u l (Ktt~ Kat~l lkll). cmubd de Kti,·ilhd cnzirNrica.

249 Ka~"Sa·FlciKher. alillos de. tn enfttmc'Cbd de \\ikon, 302 Kcl\'in.cscala tK).1 3 KtmiC1tnu. :t01 en QCOGIIO!.. 612 en !lnctome de üirkt-Naju. JOS l\e~h.ln. cnfcrmctbd de. 61 1 K,, \'IOJr fiiO'a:JOil. cf\CfJcitt.tt
KEntf<~cr. ofodromc

ele (XXY), 568

jcs.ll9 BASIC, ll1·1l9 de cornpuradou, 131 definici611.1ll Ltc~e~ de comx to, Jlfecmcicoes c.a d bborarorio cUni-

Ksahbe, cnlmncdadde(lipido
Krtbs,ciclode.l45 inhibiciócl de:l, n sotrtdotis de ulicilllos, 412 metabolbmo de-l danol en, 463 Kupffer, ctlulu, 284-285 K..uhiolkor, ddinicióo (cofcnned>d del oi6o rojo). 600 1ivdes de fosbtua alctliu en. 264

a>, 2.1

- ·- -¡::....

l.. azlkues.. lo42 Loaimolu,&~fas. abofJJ en t l >fndromc ele Sjr>¡m¡.

2'l7

l.tclw.579 dtficicnci• de, 59().59 1 nrpmoou de: edad avanudJ, 693 l.tclllo, oi\'Ciu obpols de bxcr ejercicio, 640 olidacióo de piruvuo, 249 Llctesccoda, en tuero, 178 Ucd
de deKu¡a. deutuio, 80 p¡n calibración de la lon¡.itud de ondi de espet· ttoiOiómcttos. S5 hidJ6(coo.iO p¡n ca.1ibraci6n dc. la1on!irud de oDda. SS d~ mercurio, p:lrt ca~brad6n de lon¡itud de onda de

cspcccrofocOmenos, 85 p~~a esperuoRUOJomenfL 90 de tvnrS1cno, rt~t~~te lu~l JW'I espearofocommfa.

76,80 de tulltiteno- bal6teno, SO t..a.nzcrhans, iskMes de, S84 LAP. ViaJC LN:iiWni-idw (I.AP). upbcc. kyde, 671 Lau do dt nuoos. polftica $Obre, 25 LCAT. VliUt Lecitin·colestcroi-Kihunsteru a {LCAT).

LCD. l'l densidad (LDL) LDL·C. WDJt Coltilerol dt lipoprolefnu de baja dtruid•d ii.DL.C¡. Lecllt alcalina. dndlome de. 429 hipemlami• m. 5lS lrcidn-col~eroi-Kiltrwfcra..ca flCAT). 169-170 dtficicncU; ck. 291 l...ecitina !rosrarid.ikolina). 169. 170,671. VIDsr rDmbibt FO'I fllidikolina(kt:-itiru). d.palmiuwl cm pulmMcs. 671 Ltcirinalt!fin¡omit!ina. relación de frtb\.ión !LIS)), pua tens.o:aCiiws en liquido amni6tic~J. 61J7 r"a walor~ RDS. 671 l.«~wa d•rrtal e" t~ptctJ('(otoo.:tf05, 83 Lntu'JC ahonn·tl, dtf1ftin&'n, IJI bJ)O nl''d , dc:finiCtón, IJI

--~~h·cluelei¡Gcn,202

niveles de lfM ea, 203 l.tumnia •rudo. üofoblblin. n»rnC' oM"an ec, 57 Lc\·OiirOlínt. bipeniroicfismo asociado COII. dosis C'Ut:si\'Ude. 51b inyección intrumrUOCiu de, 518 rrmmie:nf() con, \'i&ilaocia de. 507 Uydi¡. dlula3 ck. 562

hor......_ adrtnoconi
1nlia tn la que at obsm·a inhibioOn. poJ clriro eX. 241.1-# i Linbdcnop.alí:l, u ocíación C(ln cnfrrmcdldts mi~1 u ck tejibconjunli\·os:.2.l() linfocito Thumano. 'm tipoiii 1HnY- IIh. lJ~1J6 Linlochoprnia, asociadón C'Oil cf ~nÓ'Ilff't de. DiGnwrt>. 2).1

Li nfocitos B. ddctru~!. uocixiM ron luptJt t ritcnu· lOSO ~Sifmico. 225 nh'tkl ~.e n asammar:lokli.atma conrbila.. 2.lS SllJ'fC90n de 11UI01'1 eKii\·{\. 2:3 tinfCM:itos . IKfitk(~. 28~

Linfocitos. lettK'ntCI INII dt- fllCJ. marndcor dd emdo turncio.ul. 60! ltnfomu. ut\i.'l)(..\u "~ dtfiCirncia dto lr:G. ::!Jb m:uc~nr< !~r:l tU iñOC"ts..'.17

nh'C~S de I@G CD, 202 "'""'de !<• bc~2 puo voloru, m LialoptDiL uociaci!SJ) coa lupas r.ritcmatoso 1ist~miCG.

Lil"sL :no. m

226

anltioisdettizti
111· 118

n.i\-eles asociados COA p&DCJeatiriJi a¡utb, 279 pJDadtia.t11 secrccióo co el pto:ii.J. I 73, 180 fltteo.: del ~j~rMio. 6411--h-llc

rtsislencila brropbzoCll. 642, 64k fraccioll.1initnto lie.l 7~117

1Tk'taboli5modt, 173

cncthftado. 287 niltk:s de. pcdWricos. 613 p!"J'id Apo B·l00cn. 174 hipc"rcolturrok-rnia prim.vi1, 179-180 manqo cltruof'crtrico como lipopote:fn¡ be-u. 176 placas fibfosas. 687 rt\""tf'4~ndc..rin¡odtCADy, 180 lipoprotelna~ dt: JIU)' baja densidad tVlOL). 172·17.' alC'Ccione.s asociadu con. 1!:0 ApoC asociocb ron. l74 N~u tl«uolatricu ca fomu de f'Ctbnlli~old· nl. 176 ni\·cle~ de, c.n l'r.fCfmcdade,~ticu, 291

en FCHL. 1!1 Lirosolullk's, \itaril\ls. abiorciól de. 51J.Si9 l iiiOOOflina bna. dnacsis de• .JS~ lfqt.rid()S combustibles. dcf•rúcióft. 30 li$iJU..Cltrcción en ci~tinuria. 214 Lim. de cWtUIDpan dtJamirución dt t· PA. b:lü l..u~rrw• .alnucr:raamitato do cis1ina en. lfrcoón dr:. 114

definicilln, 1 8~ hep:l.rocitos. 28~-2~6 ü1iuis. rrnal. .•s~

blil'.IOOil.J•t Jtidosis tubullt r
pm aftecioocs bipol.ue1 de la pmonalicbd, 455 ¡wa enferftCWSH m.aniacodtprcsíns o bipolares, 660 es~JiDclar iNaDO pm 101omca1a de flli'N. 89 f«OID
l.ornO de. 469 LPL. \'IMt liporrot:einlipm (lPI..). LPS. l't.:~Jt Upasa (LPS). LIS \'IOJt L«iri.u.'tslinrorieliDL rdxióndc (lJS). lu~ ICatltts p.an unionn ..). Unes de bureta. • L.udiooUl. l'lcm 111apropltina tlodionil). lupw tritC':mtoso si'ltntico. 225-226 u ocixillo dt. acidoüs de los t'llbulos re:a1les. 427 1~ommos.n
l urei nizantt, bormona (lll), 491. 493 anJ.lists por rn.uyo inrootKlC'Il: irn&rico. 103 funciltn cu b on,¡bciOfl. S6-l furKi de ldCrcPCÍI rarL ~bll. ~6~( luz. carannbricu. 75·76 ClJ'~•nf.n a. i~~~CJndld ór mutfrra, y. 11l MacrClatrula~-tnua. n•,·rlr' de anvlau rn. 2W· 210

MatrN'OnlfXiladtlfaJ. 1~.& MACTt\lafe». a:u~N~Iarióadtcutuu

C'll. 21 " an«rNluiaJC't Cfl el fiC'tOf & trtmnicnro quimiodcll· co. en SlOA. 2~ funcióntn el proccmcit nro de lntlrenoJ, 22J Macrc¡lobuliDJalf•-~ IAMG~ 201 ~1xrmom!a. asociación con dilbclt'l (eSüCiocul66S Micub dtNa, !~S. 356 M.tduradón. cfetl<~ de lu hor'n;onJ~ riroid.eas e:n. ~O~ ~b¡:nesio. ioo tM!!•) abi«ci6a n el inl~no dd¡ado, 578 activador de la crtllinciwt. 259 a.n~li si~ dt. 401 pot c:sprcttofOiomettlt de absorción atómicJ. !17 d ktiiO$ rctUit1. como f~l!o de amonio. ~85 cd4d !'.682 ni,·elt~ df. use y diurl1ic05 m ptrsaJUJ de nbd ~v.anud1 ~'.68 J

qutl¡do, clo.-ofila como, ~4 1 rt1MorcWo de los 1\illulos dilsain . .529 rtcfll!IUC\ rn rc:~iu.u de 1ntnclmhio íklicfl. 9

re¡.ulxiOn del PTH rncd~ nrc. !o29 ~bl.akOJción. ddicitncias \'itaminíto\5 :l$oci ~d.u

con.

591 dt ptsa' de. abrulipcpro~tipc.miJ. 181 . . '-blalí'. dtshuirotC"NJa dt tMD). p~ de\tfffiiNCión dt-

AST. 2So* Malrs.c:u Et f'K'u l. ddiriencia de liam~na. 695 lt.bJiJIW. tnfCTn'lt\bdn. \'(QIUt Wmblftt (.tKCT. (.IICI noous: Tllmorn a~1'1CÍ~ 16n dt. COn IIJUalrbnJir'CtUia, :.1-a

cl'n Crfl('irnfi1 de hltfro, .03 rN~ b Ut'<11l lllll nra111lC1nna CK·I\11, ·'~ 9

(t...., rotunwuri~ \' ckunat~otlll •• l :&

1'ftll

Jrn~1"fnt dt ·w,d;.on·AktKh . !.\.\ .

¡,kfi nl ~tl"n, ,l~ J

~b.lnulfl1'11\tl rct-ct'K·~h'llCiu.-~. dtfiJiióón. 600 tn J'O'~'ftl~ de- nbd 1\llllldl. 694 ~bh,~. I·F

/.u 491 ~ l :.m.\!wr:n. ~·tlull~. pt\fu.:~·~~\n dt rr~\b.1 1tl:l C'ft.

INUIV~.N...tAtH: IIW

•

753

752 • INOICE ALFABETICO efecto de:. en el hípoatlamo, 500 en la setreci6n de iosuli011, 640 tnttabolismo de, 551 nive:ks de:, de,pots de hlm ejercicio. 648 <dody, W ~ccióo ele. co !eoaomociiOIIIl. 5l4 rc¡ ulxi6n del ÜR·RH medianlc. 564 K'Cittióncn Jo~ neutoblastomas, 331 dn1esis dt:, m la mtdula supranmal. 551 Normalid1d lnrioda de lo COOC<JIU>Cila~ 15-16 Nomw dt Laboratorio CUnico. Comitl: NacioruJ fW'l (Nalioaal Commitkt OCI Oinia.l Ltbl> niQI)' S1andon. NCCLS). 24, 60, 624 recomendación, poartanj¡Jisis de biULrrubint. 291

para e~lidlddtl a¡u.a. 9 N«me11DririnL mtlis.iJ: cokrimttrico para. 5S4 N(l'¡:n mina.. w,u ,. Oesipamina (Norprvruoa). Northem blot. ttcnica de, pua an¡}i~~ de ONA, JJS Noruiptilina (Al.'tntyl. Panu:lur), 454-4~5. ·U Se

t

olMo de, 474 Nud del. 2H.124 Nucleopcotchw. ca e:tfcrmed.adrs rcumiucu iiWmi· cas.22S S'-nuclroti!Un. 273 diactÍóltico direttncial de afo:cioots. hepj1ic15 rrx· dianlt, 297 como mMndor dt nnnorts. 330 :-o:utrido~l CIIIÓO, DÍ\'t:ltl de prea\bl)miru

}'. 200

\'llotación subjeti\'l de:, 600-6()1 ''aiOI'a; iOn, 600-615 dt neoftli(K. 673 de peno... de <dod o'anudl, 1>92-69<, 693<

Oak. R.idsc National Ubonrof)', dm.rrollo de wlizadorestn p.valelo.l l6 Obnicbd. hipctti~li~ridentia asocia.b coa. 1&0 Occ"p¡aional E.Apowrt rt¡:ubticm (rqulactones sobtt expo1ici6n ea el lrJh¡jo). 2.. U.:l Solnd He.olih Ac1 t Pl 91·S96) (ICW sobre u lud )' 1CIIIrid.ad ea el!r:abajo). 24 Oh;ahnoparfJ en l1 cnfamrtbd de Grnn. ~I S.SI6. 516 OCiTT \'itJSt Tcltrancia a 1.a rluce»&.. prueba oral de. OH' \'hur lh~o:\ilo.. ion 1011"). Olift1~1tidm.

1·0. U./ CA 1'~-9 romo rn.ucador dC' 1Ufl')(ll'e1, 3~4

inl e~unal. tkf•c•en-c-ia de. .591, 59 Jc Ohruña, en rn ~urr~itncia reul atud.a. Ji}-)Sol On.:l,\feRn-. como m1fC1dorn de 1wncns. 33X Oocóaca. pt"esrón. 3S9

OOOas uhbr~ión dt 1.1 lon~ilud .

de e ~uolOiómettOi. 85

nUmtro cit. 75

lfe¡iiUd dt. JS. 76 dt coloro. 1b de tac:fia.."ión d«tromarn(ric.a.?~ Optrati\·os. s i~remu. 1.\J, 1~9 Op¡~C't'm. :Un:~ de. 472 rit-eii'IS ~n TRH, ~

Opio. abrno de. 411 Oponliniuu. inf~cionc:1. al-OCiadu con SIDA. 235 en infecci ón por HIV, 678. OI'TICilEM, !i11em11. 119,/20 Ordt:n.amitnlo de prucb¡3., corWdc~ndone~ $
dcar61i1os en. 400

f•l•lci611"' los ¡lomlruloo,ll6 JfllJelllil, muaejo de, 106 prortlc.a tD, 205 "'""""ele. deetoo dd <jen:icio eo, 649,649, 6lO OnlitiD&. exaecióoco cisñauria. 214 Oro, 1enpáltict con (aiscunpia). cnunüe:Dto J=l ar· tri lis rwmatoide, 231 Orosomucoide eu enfermedad de Crolm. S93 Or...,., olulosi>- por iop6o ncaiva ele. 429 Ortopldiru, o!eccioou, "' pmo11IS de <dod onoudl, 680 Ortonllie>, prOieiouril (poSIUnl).liO O~eo, mldulo

fonnoci6o de i11l11W1<1llobutiou, 202 llivdesdePAPeo, 210 ttupbol< de pata irunut:~odd"Kit:K:ia mDbillldJ de tipo p:ut,

m pua ~lcdrome, de DiGecr¡t. 234 deNezdo!,llS deWISkOO·A~eh,Dl

Ylloncila de himovsando. 610 OSHA, p-oduciO$ qufmicos wt:iooa:t.Um tt(Ub.dM por lo, 29t rtJ IIS, pua tnlrtnii'IÜeftiO sobre ~¡uricbd qufmict, 25-26 • sob=.po>icióo oprodu<1m .,rmicoo ries,...., 21 OsmoW, brecha (CI<mololidsd dolto),l91 , 46S de hipa!1uct111i>. 686 wirwa&. edad y. 683 Osmolufdld. definici6m, 391 Osmoneaptores. cuetKo. KCión dd ADH y. 490 hipori lomo,39l Osmosis ian m para purifKXióo dt lJILl, 9 Osm6Gca diultSis.~tibrio debido~ 427

rrW&c. d;s1ribuci0ft de •rur. 390

presm·1ci6n de. mtdiante d ioa cloruro\( 1'), 197 porprotdnastrica •e~al. l99

Osldós, dd'ormaate. \'la.st Parn. n~famtlbd ck (ostO· lUddMIIW).

rrbrosa quf~ir:a. coc»da roD bipanlctmi.. B ..t Osreoblaslos, función de ~~- Al.P como nwcadof pua. 329, 691 0Jit0Ciu tos, tfe..:to dtl PTH ea los, S30 dtao de la \i wnina Du. S31 Osteomalacia. ddiClttlti• de 'i wnin O y. SJ3 hipoloslaUlia y. SJ2 mal abJOJción y. S91 Ostroporosis. ~36 por edad y stl o. 680 en pnson~ dt: edad aunada. 701 Os,...old·fcllin. pipe1ode, 4 OtOtoticidarl de amino¡lucósidos, 454 Ouchtc:t"lony, li-crUr::~ de. JWa anilisis de pr<Xdl\3.. 19~ pan di~OOstico de mitlom.J múiBpk. lGJ OvVico. d.octr, marcadotts pm. Ht JJ6-3~7 foHculo. ~lute'lis de nu~,enos en. SS8 fund onlmicnto. ''aloradóDa putil de los nl\·ela ór emadlol,567 Q,·u ;o, 56J,56J rt~ul.Kión del sisrema rtpfOWcW« fcmeaioo a truñ de. ll>l Jfn1e5i• de: Pfc¡!tSitfMat:n. ~5S 0 lulaóón.S64 o~ac('plm . :~bu'u dt. -l69

Ü\IC:odtlfll IP('fC~L lb~ dt. 412

0AIIb.:-lt\n. dr- teanol

~~~m.a pan,

]$9

de tL.tcc~:.. dtfl\ an~a c!t rcntosur.xa 1-'~ .k· m;;rm:~l & pl~~n.:\'1 ~a b;.!flTC'W III, i

Olidsnl<>, solociow, pon tilq>Íleriol de loboraJorio, 6 0.1.idorreducw.u, dtshidro¡cna». de ¡lucosa-6-fosfa!o, 27S OaJfilos, ctlulos. ¡Qrlliroideas.ll9 OaJ¡eoo CUNO de disocilciOn de, pon hemo&)ollioa, 417, 417 Slhuaci óo ~n, en acidosis respimoria. 431 11101ponecle, 401 , 416.418, 4l!c velocidad de c:oawmo. pau dclrtu:i.oacióo de &lucosa, 1~ ------- ----OAibtm<>&Jobina, 416 Olirreducci6o, pn¡ebas de, pon dollrnlioiCiólllcidobl.· ~ca,43l

ltaCciooes de. puo de1ermioxi6o de cloeosa.ll7·158 OAiloci... 488, 490, 49l sfotc:sis y almK:t:D~to dt:, 488 Ol.iroclusa,nireles duranlt el cmbaraz.o, 664

P. volor, \'llonci6o de lo p!Ció6a delmloldo meotime, 62 PlO. medid>. olioid1d de lo brmO(Iolioa hociJ d oaJ!<' oo,417 Pacien~a. idr:n~ficaci6n y ptepmciOa dt. 7l

Paaet. cnfmnedad de (osttítis dd'ormante~ 53S..S36 IU\'tks de fosfatasa. ~cida ca. 268 akaliu t.D, 264 pottla elccno!orllico de AlPen. 266 PAH. 1'1= p·1111ioollipw>IO{PAH~ t Paludismo, antli!is para hanociobinuriaen. 381 nh·eles de IaM eu, 202-203 PAM. \'last PralidolinaiPAM~ l"lflliJ\ohipumo (PAH~ pnoet>. de de¡lurxila pm deler· 111ÍOICÍ
flujo""""""'

FCH L 179 ni\'tles. de amilua en, 269 de fod11W ak:aliuen. 264 de lipas.o lLP~ 271 pruebas para e\ dia~n6stico de, S94c Panhipopituit;ui)mO. 493 Pinico, aftt:dones de, eftciOS dt: la ¡crocoaiu en. 660 Pant1lla de cñ$1..11es Uquidos tlCD) p.a.t~lwun. de tt· pedl'o!otlmcuos.ll PAP. \'iwt Fosfa1a kida ptOSiitK:a (PAP). Pap¡nicobou. frOiis dt, pzn ilntlisis citodiJrnó~tico de orin1, ~8 1 Papilar. carcinom.t. marcador de tir(ltobulina pa11. 520 r»a Kti\•aci6o de pl;asminót tno. 630 l'>ro·omlnohiJ11nlO (PAH), ¡xuebl de depuro..;On p1f> dtrermiTQ.."'ión de flujo u nt uinm renal,

m

Patdelo. anflísis en. dcfiniciOn. 111 a.nalizadomen. l l6-111 uan~ión m.

1:'3

Paraniuol!Uhna. dc1enninadón dt: anr.ipWmina alfa-2. 631 ea~ayo. e~mororo~uico dt potdr.a de co.a~ul:l­ ci00. 623 dt rluminófeno. 6.30 P•nrrottinas. 102 liquido ref1lomqufdto. 20~ mieloma múltiple, 20~ P:u~~ilo~. infemoots JK'I'. ·" ST ~- ALT cc. 152 Pl.laUt(IIJ(a. h«ITK'In.l tpTH }. 5.07 da~p1..b:uco dlkrer.cül dt ('JifnmeJ:acks ma!i,nn tn hi~l'lk·emil.. 5~.~

h•ro-.mJ.plel-tm\1 ;u,o.·¡;dl ron. -".11

oh
l'onli1lideo. odeooma.li~ ocosiooodo por, 534 cinctr, biperpantiloirfísmo ocasionado por. ~34 Pllllirotdts. cl.lodulu. 529-Sl7 dis!uoci6o de,dtmrncioy, 7110 Putoqui,... cthllu del hlcodo. heplloci.,. m2as Parutaal. adftlinisalcióo dt fVmKos. 4-U Porie11lu, cllulu, sec1«i6o del HCI eo lu,l76,l76 Porkioson, eo!ennedod de, 69l Plr1lcvlu. olfo,l4, lS bno, lS Poso do banda de mo-omodores. 81-11.11 Pauooes di\HO$, en Divdes de esttadiol, S67 en 5CCI'tti6a de cortisol, 542

disocilciOn del oaJ¡eoo y lo ~lobioo y, 411 efec1o ea el enlaet de Ca1• por 1a albdmina. 530 como fuente de moc en esptctrofloorimeufa. 91 juco cislrico. 576 tibm. 267 ptn fosfaJIIII oltoliOU. 26)

para rea.ccioDCl cata6udu por c1Uinw, 246 orina.4n pata diat~ico de dk\11os rtDI~ meililn.le t:l

ripo, lll

pL \'lastlsotl!
PKU. \'last FeoilortOIIUIÍI IPKU). Plmn1l

sfnlesis dt:, tsttó¡eDO! en, 666 bonno4as ta, duranle d emblrazo, 664 iohibidor·PA eo, 630 P'OCCSI"OOI

odbesila ele. 618 atm&CttwnieDio de p-ocdu S ea, 633 tndotelialts, ~¡ulaci6ny, 620 pua el nrudio de la acti,·idad de la monoamínoolid.a-

..,660

!uoci6•"' lo C018"lxi6o. 61S

de Grapfndrome dt, 628 Plcrico, ici&o.comouplosi\'0.. 30 Pktosmras como m.utadores p¡n m.a1eriales ritsJOiOS. Pluma,1)1lDU. Apo 848 ca, 114 muestra.,IJ'Wlejo de, 106 Ji, JI pCO, Pl.Umal&esis pan elln.umia:to de polimiosltis y de· Piel ci:lca de, martldort~ pua ru:mocts, 337 111110dltico. 415,41l< matoricsiós. 228. 22k metabolismo de firmacos ttl. 4-t1 deiCIT11ÍIIICÍÓD de, 4l6 Pb•milicl!, proedw. aDilisis p« en.ayo radioilmlUDO' Pitloodritil. acido5is rubulu renal en. •27 disociocil!tl dd oaJre110 y lo hemotlobiuy. 411 16¡ico,99 insuficieor:ia rtul 1guda po.ucDI.l eo. 314 edod y. 688-689 clasi(lcacióa de, 6:20-622 pr01tinuri•en.380 . .. niveles de, eD addosis met.abólica, 428 función en la coapla.ción, 619-62G PIF. \'laJt Probctiu. factor rnhibidor de (Ptf~ ea acidosis respir11oria. 431 slrunis ca el hft*• 287, 2S7t Pitidipsileadilbdo, 149 ca akalosis respiratoria.. 432 Plamútitn¡obllbilll olMo de, 469 Pkural.lfquido, p¡,ck) dt AMS en, 279 . PlraoollS. 143 P(psina. función to la dJ&estJOo de prordrw. 194 Plomo. tnflhi5 por etpectrofoh>melr11 de abs-ort1t"n alóPilidoul. r..r... de lPLr~ 606 Pepsio6ger.o• .secreción de. S16 núca. 81 biosfrur:sis de hcm y poñlrinu. 343 •f01.esise11 ctlulas pri..cipales. 575 iNoltncí6n coa. 466--*S ni\·etn des·-. tdJd y. 697 J>tpridm. cllub1. dtpodoci6e de p!OI<ÚIIHO. 19-1 sl~is de htm t D. ~6 Piridou.,.¡na, fos!~ode (PMn606 Pe¡>ddleo•. <11loca, l92 ._ PlP. \'itm Piridoul. fosfarode IPlP'I. P\rido-.ina (\·i1unina S.). 606. l'éaJt r~IJibUtt VituninJ Ptpido natñutttieo au1iculu (ANP). romrol dd cq~nh· p-nitro1n.ilim. dclennirución lit anoplumi~ alfa-2, 6~ 1 B., (pirido1.ihl). brio de ckttr6Ii101 mediante. 39-4 en~ayo. especuofotomtnico de p-otefna óe co:tsuladtflcienci1 de. dct(Tn\inación de AST y, 254 funci6ua b rtfullci6n renal, 365 c~o.623 Pi1ui1ui.a Pl¡ln. Vlast Osic:odonl (Petrodoa~ p-nitrofenilfosfato (pNPP). ¡qs-a tniliiis de: ALP, 266hom1o11>S de. 491-192 Pbdida de la memoria ydcftcitnri• &: tiamioa. 69S retro~!itne:ftlxi6o nt(atin. ciciode. 490 ~67 Pafil de ries¡o para. en(ttmt:d¡d de antria eorooaria, PN~rr. \'lau Frnilttanol~Jfiioa. N-mttilttansfenn de. dJ¡fundOtl oive-ks de Upidos r:n. l74--17S adeoorna~o. bipttar.dto~memia asociada co11. 570 lPN~rn. Perbidrociclofentanoftnantrr:no, 483, 481 ea aftcrioaes mtaraki. 660 pNPP. \'i¡ur ~aia-oCtllilfosfllO i,pNPP). aiNdos coo. Sl6.l1S p0J ntlclco,SSB en enfermedad de Cushia~ ~ de aire arfl'KI$ftrico. 415. 4151: Pericarditis, úcc:ciOCI en lupuS eritem~IOSO sis1lmico. r:apacidad dt OlÜ,tn.:~dón tk b hemo¡lobina y. .¡}6 hipofundooarNento. 493 226 ruroorcs. def1ciencia de GH que acompa~ a. 492· c!&rmitu:dón dt. 4J6 Periorbiral, cdr:mt, tn poJim.io~ilis y derl1Ulomiositis, 49) «1><1•.68! m bipt:rp"Obt'tiflt111i:t uor:ilda COA. 493 r~wacidot'4s~~422 Ptriloneol. llqlido. oi"les A~iS en. 27'! rllndob lhipófisi•). 4SH9-1 dt Wlfi'C'\'CIIOSl . .. IS. 41 Sc: Pennc:>biidod c:apilor en los Olones.l59 :t.lrNctmmit:nto dt ADH en. ~93 p(h y pC02, tkttcminlCiOntS tnnS.CUIÚICIS de, "J6, ..t~8 Puolidasa. P"ucba de, pan det:nninación de UD!rt IIUIOmfa de, 489 Pobbción. dimibució~ por edad YJt.I.O, 680 . oc:uh•. 587 Klttción de. pua rrw-nr intcn-atos de rt:fneDCla, 70 ctlulu ¡onadolr"'"' de, ll>l de rlbono p11o ELISA. 101 ckf•cncia eo b ucrmón de ACTH de. s-&5 Podoci1~ J~i. J.'l . Pc:r01ido, p oducción m 11 tue'(ión ck buociJwa coa función rn la ptservacilm dd CQ'Iiliclwio de a¡ aa. Poli~iWrids. Jtldt.~IC pv1 eltclrolorcsrs..l97 !luco.d. 7l re¡ ul:acióa del silltnu n:producthoo femenino poc. Potick-1\Jl ~anvnorJtla.tl«s, 468-469 p
•"

754 • INDICE Al.FABETICO INDICE ALF ABETICO • 755 Polimerasa, reacción en c11dena dt (PCR). para confirpermanganato de, aplicación para destilación de agua. Progestinl$, biosfntesis y metabolismo de, 561 mación de HJV en niños, 678 9 del metabolismo de la progesterona, 561 Polimetilpemeno, plás!ico de, para rna1erial de laborato- Potenciomettfa para análisis del equilibrio acidobásico, Programa de almacenamiemo en memoria (Terminate434-436, 435 rio, 7,8 and-stay-resident TSR}, definición, 127 Polimiositis, 228 PraJidoxima (PAM), tratamiento para intoxicación con Programa de especificaciOn de memora expandida, en ALT y ASTen, 253, 253 pesticidas, 469 microcomputadoras, 127 asociación con el sfndrome de Sj6gren, 227 Prealbúmina, ensayos inmunológicos para, 200 Programas, 132 nh·eles, de creatincinasa en, 261 marcador del estado nutricional. 601 apücacióo.lll·l32 enzimáticos en, 280 Pretaliaelna (factor Aetcher), 625 comunicación, definición, 131 Poliolefinas para material de laboratorio, 7 Precipitación defin:ición, 130 Poliptptido, inhibidor gistrico (GIP), 5ro:-ssr· -- -- -
.

hormonas, 482, 484 mecanismo de acción. 485 como marcadores de rumores, 333c · metabolismo de, en el hfgado, 281 a urea, 370 ni"des., edad y, 689-690 tOialesde, 198-199 participan en la coagulación, clasificación, 621 e recambio de, 194 sfmesisde,482 transducciOn de señales por, 484 transporte, de fármacos mediante, 446--447 mediante, 359. Vlau tambitn Transporte. Protei!Rlria efectos del ejercicio en, 203 niveles de ami lasa afectados por, 210 poliarteritis nodosa, 232 producción excesiva, 380 pruebas plra, 379-380 sfndrome ncfr61ico, 382-383 Prmohem, J41 estructura y composición, 342 Protones. donador de, definición, 412 Protoporfiria. deficiencia de ftrroquelalasa asociada con, J46 Pro1oporfrrina. 341 hemoglobina,416 zinc, como terrapirrol. ."41 Prorriptilina {Vi\'actil). abuso de, 474 Protrombina. Wa.st Factoc JI (prouombina). activación de la, 620 grupo de, en pro1eínas de coarul:~ción. 622. 62:!c, 6~6 requerimiento de \'itamina K. 608 1íempo de (TP), 623 en deficiencia de prccalicrefna. 625 pai3 estimar el es1ado de la \'itami na K. 609 como medida del funcionamiemo h~·pj ti ro, 29 1 en slndrome de Rrye, 307 Pro11ombinilsa para con\"ersión tlel fact\)f 11 a tmmbinJ. 626 Pruebas farmacoló~ic as, dt: confirmarit\n, 477-478 EMIT para. 104 parat¡uinidina, 452 Pruebas que !iC basan en l:l matulación, 62.1. 6~3c par
pararatón(mnu.st·).I'S/2. 121J scrit!, DU-9, J~J 1nuusc unidl1a, 129 Pulmón rígido, ~ índriJnk' dd. 229 Pulmonar dinccr. \o'ftl.~( U w ncu~énicn . c{mccr (dnccr pulmt'nar). carcinomJ, elbd y, 689 rt.ltma. JddQsis mpirouoria a.sod:~da .:on, 4)0 cnfamcdad. acidosis respiraH-.ria as1lCiada .:on. ~JO defil'it•rn:ia de AAT :lSOCiada con. JOJ funl·ionamicnJo. ed.::IJ y, ()82 . \'étJ.\1' /amhi~n Pulmtlnes. infano, AST y ALT. 25J. 253 obs1ructi\·a cróni c:~. enferiTk'dad, a_\üriaóón rnn dikrencia de AAT. JOJ t:d3dy,689 \'aluración. neonJta\.671 Pulmonares obslrurli \·as. enfcrmnioldes. rrónir
Pulmones amoniguación en, 419 equilibrio acidobásico controlado en, 421 intercambio de gases en, 414 metabolismo de fármacos en, 447 neonatal, 671 pC01. mantenimiento en, 419 tensoac!Í\'OSen. 667 Punto fin:~.l. método de. para determinar la actividad enzimálica, 248, 2-18 Puntos, de decisión, linealidad-dC1oSPf"ocedimi~-en.- -·· 60 múltiples. m~ todo de, p:Lra determinar la actividad enzindlica, 248, 248 Punzanres, productos, en el laboratorio clínico, 25c manera de desechar, 34 Purinas, metabolismo a ácido úrico, 374 PUrpura, asociación con SrDA, 236 trombocitopénica trombótica, 381

dopamina, 552-55) estradiol. 567 estrógenos, 665 ferriti na, 408. 610 feloprotefna alfa, 666 fosfatasa ácida prostática, 268 FSH y LH, 491 g.astñna, .589 hormona del crecimiemo, 491 insulina, 154 Iaetógeooplacemariohumano,666 microalbuminuria. 380 oxitocina, 490 progesterona,567 prolactina.491 proteínas en lfquidocefalorraquídeo. 205 T¡lir.e,51l T~total .S09

testostcroJU, 564 Tg,51 3 defirúción,96 Quaalude. Via.st Metacualona (Quaalude}. deteccióndefármacos, 475 Quejlis como fuente de da!os para e\'aluar la calidad, 72 gonadotropina coriónica humana (HCG), 665 Quelato de cobaho, 341 gonadotropinas. 568 Quemaduras. cambios de la albúmina sérica en, 200 identificación de SIADH. 492 hipoproteinemia en, 199 péptidos e. 154 Quttatoconjunti\'itis sicca en sfndrome de SjOgren. 227 técnica de anticuerpos doble~. 97 Queratopatía de bandas, por hipercalcemia, 535 Radioinmunométrico. ensayo {IRMA), 99-100, 99 Quilomkrones. 172 determinación, de anticuerpos tiroideos, 513 Apo B-48 asociada con..l14 ____ __ - -~-- - - - de-fcrritina. 408. 610 bandasele<"troforéticas, 179 efec1o de Hook en, !107 niveles. ele,·ados de, afección familiar, 179 medición de T~. 513 en FCHL (Frederickson tipo V), 180 Radio inmuno~trico ensayo. fase lfquida en un solo sire~tosde, 172 tio. 99. 99, 100 asoci
' l:>b •

INDICE ALFABETICO • 75i

INUICt:AL~At:StiiCU

consideraciones para control de calidad, 72 EUSA,I OI EMJT.IOl-104 ensayo, radioinmunológico, 96 radioinmunoméuico, 99-100 enlimas como, 250 grado. fórmula (National Formulary grade reagems)

(NF),I2 práctico, 12 t&:nico, l2 USP (United Statet Pharmacopoeia), 12 Jimpiela de material de laboratorio, 6 purificad os, 12 qufmicaniente pUIOS, 12 sistemas automatizados, 114 Reactivos de fase aguda (APR) antitripsina alfa. ), 200 ceruloplasmina. 201 drfinición dt, 200, 200c elecrro!oretograma, 206 fibrinógeno, 202, 627 glucoprotelna alfa·l ácida, 201 haptoglobina, 201 inhibidor PA. 630 , proteinaCreactiva, 201 sfmesis en el hfgado, 287 Receptores adrenérgícos,551-552 de andrógenos, defectos en. 569 defectos de, en seudohipoparatiroidismo, 533 fármaco~ . 447-448 hormonales, 482 secuencia de aminoácidos en, 505 hormonasesteroides. 485 LDL1 81 como marcadores de tumores, 331-332, 332c Recifn nacido. enfermedad de Graves en, 516 Retipiemes. de laboratorio. 2 para limpien ele derrames de material biológico, 34 metilicos a prueba de explosión para transferencia de liquides, 29 Recipiemes volumfuicos de \'Ídrio paracomener. matraces. 3 micropipetas, 5 paramedir,3 buretu,2-4 pipetas. semiautomáticas. 5 Recomendaciones del CDC para precauciones universa· les.33 Recursos de laboratorio, 1-10 Reducción basal de icido, 58~585 Reductasa, delta. reducción del conisol. por la, 542 Referencia, métodos de, para aniilisis de calcio, 531 para determinación de ALT, 2.55 Renmancia medidas de, especuofotometda para determinación de glucosa,l60 fotometrla, automatizada. 115 prueba EKT ACHEM para la bilirrubina, 293 r<jillade, 81 ,81 Refractómetro, análisis de gravedad· espedfi~,;a. 378 anilisis dt pro~:etnu totales, 199 Refrigeradores, a prueba de explosiones, 30 Regan, isoenrima, fos.fatasa alcalina. 266 Reg.islr.!.dores, en espectrofotómettos, 83 Regresión lineal por mfnimos cuadrados, 65-66 Regulación por la colecistocinina (CCK), biliar, \'esfcula,580 Regulaciones exposición en el trabajo, a fonnaldebído (29CFR 1910.1048),24 a patógenos que se transmiten por la sangrt, 24, 33 a productos qylmicos peligrosos en laboratorios (29CFR 1910.1450), 24 normas para comunicación de riesgos {HazardCommunication Standard Regu)atior:.s, 29CFR 1910.1450), 24,27

Regulatorios. mecanismos. retroalimentación ne~ati\'a para control de hormonas, 483 Reilfenstein, sfndrome de, 569 Rejillas. de difracción, 81 paso de banda de las, 81 de transmisión, 81 Relación de cinc protoporftrina bem para valoración del estado del hierro. 611 RenaJ aguda, insuficiencia, 383-384 anatomfa. Vta.St Riñones. funcionanúemo compenwión para desequilibrio acidobásico, 428 depuración, pruebas para, 376-377 edad y, 682-685 efectos del ejercicio, 649-651 en mediciones hemodin!micas. 649-650, 650 flujo plasmático, dltrante el embarazo, 664 nitrógeno no proteicu y, 370..38ó procesos c:n. 357 sensibilidad de los ni,·eles de B2M al, 204 valoración de, 375-382 flujo ~angufneo para, 174 insuficiencia a¡uda. 383-384 hiperpotasemiaen,397 enrespuestaalejercicio,6Sl crónica, 385 h.ipocalcemia en, 534 depltraci6n de jcido úrico en. 374 desequilibrio acidobási co en. 426 hipermagnesemia despufs de, 401 hiperprolactinemia asociada con, 493 niveles de fosfatasas alcalinas en, 264 rethuo de aloinjenos, prueba para seguimitnto, 378 tejido. Wasr Riñones. liberación de. que acompaña a la proteinuria, 379 trasplante, para tratamiento de lupus eritematoso sisté· mico. 226 túbulo.357 Renales, afecciones, 382-385 acidosis tubular.427 aminoacidurias, 214 c!lculos,385 defecto tubular en cistinuria, 214 envenenamiento con plomo asociado con, 466 en bipoaldosterorusmo secundario, 546-547 obstrucción linfMica que acompaña a proteinuria, 379 osteodisuofia, 534 prmeinuriaen, 380 Renales, enfermedades. am.iloidosis asociada con, 204 en etapa final, asociación con lupus eritematoso sisrfmico,227 tumores, marcadores para, 337 Renina.358 determinación de la acti,·idad, en determinación de aldosterona, 544 nh·eles en hiperaldosteronisrno secundario. 547 respuesta al ejercicio, 647 Renina-angiotensina, sistema, 355, 541 regulación, del ion sodio de, 393,393 de la síntesis de aldosterona por, 543 Repettaio de pruebn, definición. 111 Reproductivas, hormonas, 558-571 Requerimiento dietético diario. Viast rambiin Consumo diario recomendado (Recommended daily allowances (ROA)). hierro.402 magnesio, 400 Requerimientos de recuperación para evaluación de métodos , 67-68 Resinas. de fluorocarbono para material de laboratorio de plistico, 8 de intercambio iónico para ablandar el agua, 9 ResisteDcia androgfnica. sfndrome de, 569 Resolución de monitores de video. 128 Re~onaocia. en espectrofluorimeu1a, estabilüación de, 91 magnética nuclear (NMR). 92-93

Respiración, definición, 414-415 euana, defuUción, 415 interna, definici6n, 415 regulación de, 415-416 Respirador, uso del, p:1ra el manejo de productos químicospeligrosos,31 Respiratorio, mecanismo, acidosis, 430..431, 430c alcalosis,43 1-432,432c en sobredosis de salicilatos, 413 compensación para desequilibrio acidobásico, 4~ª- --- ·síndrome de insuficieocia. 667 Resultados falsos, negativos de pruebas, 68 positivos de pruebas. 160 para análisis de orina por EMIT para determinar para de!enninación de glucosa en orina, 160 uso de drogas, 104 de prueb&s diagnósticas, tipos de, 68 verdaderos, negMi\'os de pruebas, 68 posith·os de pn:ebas. 68 Retfculo endoplásmico áspero, hepatocitos, 286 Mntesis , de albúmina en, 287 de apoprotdna en, 287 liso, hepatocitos, 286 Retino!, 607-608. vtast Vitamina A {retinol). proteina enlazante con (RBP), marcador de estado nutricional602 transporte por, 200 Retrovirus, ensayo con sonda de DNA para,106 HIV,235 Retrovirus HTLV-1 como factor de riesgo para leucemia o tioloma,333 Reumáticas sistémicas, enfermedades, 223 Reumatoide, factor (fR), artritis reumatoide, 231 escleroderma, 229 sfndrome de Sjógren, 227 Reye, slndrome de. hiJlado grado asociado con, 307 Rh, grupo sangufneo, incompatibilidad y eritroblastoSJS fetal,667 RIA. Viau Rad.ioinmunológico, ensayo {RIA). Riboflavina (vitamina 8 11}. 606 RID. vtau lnmunodilución radial tRIO). Riñones,3ll·366 acción del PNA en. 394 control acidobtisico en Jos, 424 efecto, de la angiotensina en la tasa de filtración. 544 de la hipc:rcalcemia en, 535 estructura,356 metabolismo de fármacos en, 447 preservación del pCm en, 419 regulación del, ion bicarbonato por los, 399 ion potasio (K''"). 3% ion sodio (Na•), 393 RNA polimerasa l, anticuerpo dirigido contra, 22~ ROM. Viau Memoria sólo de Jecrura (ROM). Rose-WaaJer, prueba, para detección de factoc reumatoid<, 231 Rotor, síndrome de. 305 ictericia en, 298 Roulcault, fenómeno de, en midoma múltiple, 203 RT1U, para determinación tiroidea total, 510 Ruti:~a de sincronización (handshalting). Viau rambiin Conttol de flujo de datos para comunicación. completa, !36, 136 mediante hardware. 136- 137, 137 mediamesoftware, 137·139 ninguno, sin rutina de lincroniu.ción interface del apa· rato con la computadora, 135-136, 136 con saltos,136-137.137

•

Sacaron, 143,144 S:!.licilatos afección miua acitlobhica en int oxicación p<>r. 433 alcalosis respiratoriaasc11:iaW conmtoliuciónpor. 4 ~ 1 efecto, en la dl~)lUnción de ácido úrico. )75 en los nh·eles de T• total. 508

·-

prueba de la mancha para. 475 sobredosis de, 472-473 tratamiento de, artritis reumatoide, 231 enfermedades mixtas en tejidos conjuntivos, 230 lupus eritematoso sistémico, 227 Salivales, g!Andulas, atrofia en el sfndrome de SjOgren, 227 fuente de amilasa, 269 Salkowsló, reacción de (colesterol), 175 - --· Sandboff, enfermedad de, 183 ·-·---sangre -··· autovigilancia de ruveles de glucosa en, 153 cambios en volumen, ni\·eles de BUN y, 371 coocenlnl.ción de glucosa en, 146 gases en. edad y, 68S..689 oculta, determinación de, 587 pH de, 412 \'enosa capilar, muestra para análisi~ acidobásico, 433 Sangufneas, transfusiones, sobrecarga de hierro por, 404 utiliz.ación del ox.fgeno rras. 417 Sarcoidosis, hipercalccmia en, 535 Sarcosina, oxidasa de, determinación de creatinina mediame, 374 · Saturación secuencial, para determinación de T4 total, metodologfa de, 509 para determinación de triyodotironina. 511 Schilling, prueba de. para absorción de vitamina 8 12, 585 Schmidt, slndrome de. 519 -- -~· SDS PA-GE para análisis de protefnas. 198 Secobarbital, abuso de, 469 Secreción, definición, 360 en los nefrones, 355 en el riJ!.ón, Jro-363 Seaetina,580 prueba de infusión dt, para diagnóstico del slndrome dt Zollinger-Eilison, 591 Secretorios, rumores, polipéptido intestinal vasoacti,•o para uálisis de. 594 Secuencial,anilisis,definición.IJI Secuenciales múltiples. analizados (SMA), 116 Sedimento, e~amen microscópico del. para determinar hematuria.38l urinario, en sfndrome nefrótico. 383 Seguridad calidadanaUtica. 72 medldas de, 2.4-36 manejo de materiales.alfa-toloidina. 158 para desecho de azida de sodio, 96 gases comprimidos. 32-33 materiales inflamables, J3 radioisó
Sensibilidad Sistema básico de entradas y salidas (Basic Input OutP'J' análisis, de orina por EMlT, 104 System ([BIOS]). definici6n, l26 de creatinina, 373 de bombeo para control del ion hidrógeno en los rifloantfgeno espectf.ico para la próstata (PSA), 333 nes,362 detectores termiónicos-selectivos (TSD}, 477 internacional de unidades (unidades del SI}, 20-21 ensayo, Abbot IMXTSH, 506, 506 Sistemas amomatizados. Viast flllltbiln Análisis autoradioinmunométrico, 99, 100 maUlados; Automatinción. ensayos, inmunológicos, para análisis de proteinas, analizador, de glucosa de instrumentos Betkman, 160 195 TDx TM para análisis de conisol, 542 para detección de fármacos, 475 aspe.rsores, contraindicaciones para el uso de. 32 radioinmunológicos, 98-99 brecha de aniones como control para, 399 con sonda de DNA, 107 criterios de selección, 120-121 espectrofotometrfa de absorción atónúca, 85 DuPont ACA, instrumento, 463 funci ón de la longitud de onda en espectrofotometrfa, Eamnan Kodak. Viau Analizador EKT ACHH-t 78 (Eastman Kodak). lMA para pruebas de funcionamiento tiroideo, 506 ensayo inmunológico para detección de fármacos, 4i5 marcadoresdetumores,327 eMayos radioinmunolópcos, 98 rnfmdos espectrofluorimétricos, 91 lavadoras para If!aterial de Jabora10rio, 6 nefelomerrfa, I95 mantenimiento de. 116 prueba de Schilling para anemia perniciosa, 585 monitoreo dt, ejemplo. 58 pruebas, para el cáncer, 338 Oak. Ridge National Laboratory, analila.dores en paradiagnósticas, 69 lelo, ll6 con dip$tick para proteinuria, 380 OPTICHEM de Coulter Elect;onir:s lnc., 119 SLAA. I05 de réplica y demanda dt Olympus Corporation. temperatura de flama y, en fotometrta de flama, 89 119,120 Sensimilla, abuso de, 471 Technicon lnstruments Corpor<~tioo , analizadores de Señales anilogas a sistemas au!omatilados. 116 flujo continuo producidos por, 116 Se~ación de anticuerpos dobles para determinación de Simmas, con microprocesadorts, uso en el laboratorio. · gastrina,589 123 Sepsis, e~trahepática. nh·eles de fosfatasas alcalinas en. operativos en disco, 131 264 MS-DOS (~ticrosof1),127 Stpticemia, análisis para investigar hemoglobinuria en, OPTICHEM de Coulter Electronics 1nc.,ll9 381 . de pruebas unitarias p.lra equipo automatizado, 114 Serina. excreción de, en el slndromt·de HafJiup, 215 Sitio activo enzimático, 244 Serinproteasas SjOpcn, síndrome de, 225 inhibidor PA. 631 definición. 227 plasmina, 629 SUlA. \'iasr Inmunológico fluorescente con sustratos protefna e, 632 marcados. ensayo (SLFlA). proteinas de coagulación. 622 SNC. \',fau Nervioso central, sistema (CNS). Serológicas, pruebas, para diagnóstico de HIV en niños, Sodio. uida de, deStcho de, 96 678 Sodio. ion (Na~) titulación en, 19 acth·idad fisioltlgica en los ri ñone!, 360 Serotonina, asociación con atecriones mentales, 659 determin~ción de, 405 como marcador de tumorr:s, 33 1 determinación del funcionamiemo tubular. 379 modelo dt plaquetas para respuestas del si5tema nerelectrodos ion select i ,· o~ para medir. 115 \'iosocentral a. 660 uceso de ingestión de, 395 Sertoli,ctlulasde, 562 excreción de. influencia del PTH v, 529 Seudocolinesterasa (ChE). 274 fotometrfa de emisión de flama p~ determinación de, deteuninación como prueba subrogada para pesticidas, 87 468-469 liquido extracelular, 390 Seudoefedrina,abusode.469 niveles , en la enfermedad de Conn, 547 Seudohiperaldosterona, sfndrome de, ocasionado por séricos. en sfndrome de Cushing. 546 orozuz, 396 urinarios. insuficiencia renal aguda intrarrenal, 384 Seudobiperpotasemia, 397 osmolalidad del suero y, 380 Seudohiponatremia. 394. 395 papel en la preservación del equilibrio del ai)ua, 391Set~dohipoparatiroidismo. 533 3% hiperfosfatemiaen.536 reabsort ión a lo largo del nefrón. 361 Seudoseudohipoparatiroidismo. 533 Software,l30..132 Shadow RAM. definición. 12? · para conferencias o prcsemación tlc seminarios, 132 Sheehan, slntlrome tle, 49~ S('llubilidad, coeficientes (alfa) de, 419 Siilico. icido. c~mo marcador de tumores. 334 fásma cos, 4-UJ Sirca. slndromede, 227 pr oteína~. 192 SIDA. vrast lnmunodeficiencia adquirit!a. sfndtome de (SIDA). SC'Iluciones conce nttaciónde.D-16 Stderosis B:tntü. 404 clecuMitos. 391 Silicato de aluminio. Wa.1 r Lloyd, reacti\·o de. exrr~~ionC'S de la ley de BcC'r, 78 Silicio.61J upre~ada. como molaridad, 14-15 Simbolo intrrnaóonal de rie ~gC'I biológico. 25 como nonnali1lad. 15-16 Sirnnx1nds. cnrermedad de. 493 definición. 13 Simuhine-o. a n~li sts. dcfimción. 111 como fuente de ern'r l'n cspertronuorimttria. 91 Sincitiotrofobl;hticas. ~-~lulas, de lactógeno placentario hmri:ujora~ para cuhm~. 82 humano. 665 p't)~. ?R4

INDICE ALFABETICO • 75t

Som..c!AtiNM (hofniOU LaW• de Lt hom101a dtt oc· chNtmco). 491 ~IOI'!.aiOOIIopinl coriOQÍ(I

h\lm.ltla 01($~ I'I•Jt

Ll0 pla«DIIIÍO l~maOO Sornalomcdina, 491 , 494 C. ,rnrrsis de, 481 control del meraboliuno de urbohilka1o1 mtdtanlc, 141 Son\ltoslarina. d ecro en el TRH. 500 rtl"bcióodtlmmbotismodewbohidtliOI, I ~i

Somoni·Ntlloo. llttodo de. plll deltfmiriiciOn deamil.asa. 270 pau dcltrminación de alucosa, 1S8 SOJ orre. de actlalo de celulosa p¡~a clcctrofomis. 197 t.tl acl de 1111011 para clecuoforcsh. 191 Sopoflt toólido. antic~' en rnuyo 1adioinmuoomt· IIÍ
~!14

llptdol, p;crr11 como medid~ del fu,.;ion¡¡rr,¡cm•, h<"p~ · rko.291 n~ncjo de mutHras. 106 como nwcadorrs de tu:rJOI\'i. ))2.)i5 p!OitfnU, allJli}i), raza enU~l· r-..dll ·iAt:IUto',rr.Cw~ •·. 100 Sulla1al1cina, ddiCkncia de foJatu a~1acb t.uD, ~n SuliUnco, .f.cido, en ~luciont:\ limpi;¡l).,a\ ,., Suminiuro. tk aire rn el fi>IÓI'l'K.1W t.k: Oatl'hl. ~ lo! de flS cn rl fmórocuodt fl;1rrw. )! ~ Supt&rrcn¡ks afecCtotiC'S,JdcfKII'm.. hrptr;.I~ICII>fl.I)IOO l:<.CJI.:I;¡¡j.r Cl.l~.

547 ~rndromc ~pran::no¡"t;nlal•.l-1 Wult•• qur a•.•oll'l· !'Qba.~"'S

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T).. SOS. WOJt tambii11 Triyc:odot¡.01iaa fT)). frwtice de TJ libre, 511 librt, 51 1·512 prue~ de coruumo pm der.aminxión de THRB. 510·511 pMb& de IUp
Subi1I1\IIC \'I.,J' 1tKI•n•lo ISiihii!Nit) Swcuulcol,na, hnhGll'h lntt"aiMe collncttn•~. n.t So<m>.l79 Suebo. pcrtwbmonc) ckl dtfKIC'ft\:la dt uanuna y, 6'15 Suero, lnSJi¡j¡ de l eido biti>r.S90 1Cii\'icbd cnt im.f.lica. cftcros del eJerciciO en. 6-IJ-6-16 albúmina como medida del funcion:urueruo hcpJ.rico. 290-291 am!bu y cic1omicronemi:~. 179 bHirrubina. 291·294 dcramin~ción cualflati\11 dt lfpidos,l78, 17& tuuin>, SSS-589 ni\'tlti cn cl si/dome de Zollin¡cr·EIInon. ~~¡2 ¡1ucosa. 157·160 Jipl!a, ICiivi cbd de. r'-111 dia.frw\~liCO de ,ancrc:»IJ!i~.

liú'CIDI' II'\l.

nh·d n lk. u atWarrlaJ~~ic:u~ia. 234 af«aonn combimdu de iDR~~liOdefteicnci:a ,n.vt, 232 ~ndtom<, de Ncttlol. 2Jt dt Wi1kon-Aldrich, 233 linfodro¡ en pcnoDJ.S de edad an.nudJ., 6S9 tupresoras, (la), 223 &nomutidadeHo, asoc:i>d>;con SIDA, 236 T. prueba de la. 6J.6S dtdo!cob 1,6-l

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procb& tliSA. 101 linrftic~. ~a ~:n~)ode toafulat.flfl. tm-62~. 61-k T. rtlula! a}·udanre,fl4).224 anorm:.lidatk~ en, ~~CX:iitd:a~ t on SIOA, 2~5

ncona!Olo,517

'1d1 rncdia de, ~O~ 18 \'IDu T,c~lulu, utprcsous!U:¡. TAA. 'r'lau AniiJeno uoriido alum~•e,. O ,,,,J l llb>qoo..., dctto t:tl la ,.¡cb media de lalrorilin:.. -'\'··U4 como tamr dt ntS[O;"p:uJ t11w f>'lltl'kJ~r. )J6 rn d~er ~ICiino. J37 reruiKión en cllabonrorio cUniw. 24·2~ Tala.~mia. ni\t:lcs dt h:~ptUflul:iiU ttl. 2fll ~obrccarra de himo a!tOCia.d.l con. 4~ Ti!l'll·in \'tuu Prn1uocina ITal-.·inJ Tt.nuf\o y forma moltcular~. c:lt-c!otn la 101\a de miErl· ciOO cke1mforbica. 1% Tzn[itt. cnfnmtdad de, 1111. lfiB l:!:rJM:a p.11:1 cnmunincilln c:n~ic:. 13\IJJ Tua tk e~trc-ción dt: albúmim, en ;.tkta! r:nrrc11~ . 6S I 1m dt tt3Wón. llcterminaci~n dt.•. p:u ~ an~li~is dc trc::.rirJJJ~a.374

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cloranfenicol,45-J disopiramiJa, 4~J ft'nobalbital. 4SJ lid
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ÍIJCnlt de mu "'nr«UofkN:tÜndlla. 91 6prinu. JW1 lt'KCÍon.:5n raliudu pot' c:nzimu. 246 Te.ndcnciJ ctr.ttal, .u. 7J de una diWibuo61 AOI'TMl, H Te.nde.ncin; 'i ti!JI)Cia de. 51, .~2 Tensión cambios en IOi Dheks de BUN debido"· 371 bcmoglobinwia CD rHpvtsla a, 381 libmci6n de. adrenalina eD respvclla a. S5J.5S4 proceinuria qve acompaÑa. 3SO "'P"""' dcptoodiuoa ok la
116

l ..'t.!~l par~ ~li men11c:i6n de U.comptll adora., 12-)

Hcnicu. de anricuapos dobles. 97 de limpteu.. para denamt de OU!eria:l bit>~J!:Il"fl, J.4 para malcti~l de laborarorio. 10 1dlún. p;~Jil INIUial de J.bor;t;:wio, 1, 8 1 cJ•dowftjuntivo. r:nfn mtdildt.s. müta!. tkl, 230 p..'ffil ANA p:v:a. 23(k sir.dromt' de:Sj0gren.227 Tr:jii.ll1~ blando~. depósi10~ de fo~fa1o de nido en. ~ 17 el r\'M de la hipctn ltmia t.n. .S3S To.:rr.pcn.•ura 3-~fi~•' de iwtazinw LO, 2.51 (l lllfflll de. u~ analitadoro t l'l paraldo, 116-117 eD .siitefNlo a.-romatizado;, 1IS di~ocixi6o de odrcno de la lC:fllll¡okrbih;a y. 417 d~1u tn el matmal \'OiurM:ico dt 'fiUrio, 2 e~c:alu r:ua medición dr, IJ

~nllhis en hir~umn10.

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(uncionrs dt. 5 (1.1 ,:loh.thnas cnlanDfu con fldGJ. enlace de a u6r:r· n(IJ a.558 Ul como tstlmul•' para la prodocci6n de. 491 ni vdes dnpués ra de JO~dolropina (G11RH), S63 ,.¡M mdabólicn. $60 Tcunia.. en akak»il. mtl.'lb61ka., 430 IIC
Tct00rlicos. anhc1-rm-i\'OS, •~s. 4~5c; l~.

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TKmpo dt t)pCn. ck(ral('ir.ÍII. 111 Tierra. PJC:Caulióa ~~ \t'rufi..bdtlb.,riu..n Ti mita. I'TWI. en r'CJWft:LS ck cd.l\1 :a\;nz:ad~. f~~ TiiTMn!., bormonu. uatamft:nh> ()JIJ ti slodu1mc \k Dr·

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!fniHÍSdc,5QO.~I


Ti1oidta disfuncióa. ammonca KCUndari.a.511 hipe.ttiroidi1mo uoci&do con carcinoma, Sl6 llivtlcs de crutincinua. 260 hormona. protdDas que se cn\wn con. 512 pcrollidw. SOl dtcto ta b dmesh de MlT '! DIT, 501 tormentl. 51-4 Tiroidtll, Joormoou. lO-I-lOS a~aci~ c0111 enfcr:mechdts rntnulc:s. 660 biodntois de, S00-503 circul1ci6o de, 482 con~umO atti\·t:l cchlla:r de., 503 dt rel="nofollow">iodiiiiCión dt. SOl

nconaal672 rtfvlacióQ por rctroalimrcuri6n Df:J&li\'l. SOO JcsiSICDcia pcriflriu a. 518 rtspuesaa11cjcrcicio.6-U> Tiroideo. cs1¡do, SOSc Tire~. anticuapos. 513 micrOI.494 ""'omb dt, 497-lOO. ~98 dwrrono cmbri6nico dt. •9S-499 dilfooociOn de, dtmcoci> y. 700 eslnK'hln v rundone.s de. 523 funci~ento. edad y, 691·692 pru.l06-SIUII sweci.6n &= c.alcitontna en. 531 !~linu que s.c cnlauncoa (TGB~ .508c, SLO TiJoides. hormon1 t!limubnte óe (TsH~ 492.49-4, 503 Wtisís pcr tnUyo inrmmocrWmlvico. 103 n~ayo Fl.. 507 r:oco.. quo bl>
lKiriacióa ten btpatitis aain a6Nn, 324

crónin.l:ro tUpcnilotdimao asociado c:oo. 516 linfocfrica aónica de twhimoto, 518 ell el po~pano, 522 linfoc:ltica,SI8 ubacuda. dia~nósrico diferencial. 513 Tiro!Un.a.
217

htreditaria, ilnte~i~ de htrn e:n, l46 Tirosioosis (li'osintmi.ll~ 211 Tiro101Kosis. l'lllll lQmbiill ttipcrtiroidiuoo (Tirocoti·

anorexia ncniou coniJierMC COA. H2 bulimi1 pa,;on couisltntr con. ~22 edad y. 692 r ns•yo de tirOJr.inalibces para determinar, 507 facticia. diagnóstico difettncill de. 513 ni\·eks de fosfatasu a.lcalinn en. 264

r .......ull Tioooopio• (15H).""""""' hb
Tuo1ina lT, )_ 492. \'iol.'t rcmti;,t T, . rlokilmt r:ntil~me '~n tTBG). ~00 carnt.,o~ durante: el embmto. b64

tfe.Cios eo Ju p:udw de. fundocamitnto tiroideo. l09 Di-.le! de. coobunk d<(rBPA). 200.l01 reculación del metaOOtUmo de wbobidutos median· te, 147 re.spues~ al rjacici~ 646 .... ~SOI-S lO Tisular, fac.tor, actincit:ll de. 620 fondón"' Lo =robó6o.¡;:::-,6" 19<'---- rcquaimi(Al.S). 272 amilw. 269 AST y ALT. 252.l5l. 2JJ colinestmu. 2i4 cbloidtogcom de ¡loa>ll-6-fDifiiO, m r.ol><wkiob,267 kadn>mioopc¡>lid11> (LAP), 2Jl lipwiLP~211

S'·nuclcotid:lsa. 273 1ransferasa de 1amnu¡hnamilo, 211 Titul&bl<,lciolo,l6J uclulióo de lo1 hi~ótfnos de loa 11ooNodt. -4 ;'~ urinatio,,.ll Titul.ocióo, l9 Tobralriciu, .C54. .f.}l; Tofranil. Vhur lmipnl'lttl (h,uNI) Tolbot>mid>,prO
m

pwa OOtrminacióa k tb:ou ea orina.. 161 Tonw de arua pual1ndo de ojoi. 36 Tomopalla COil~lla.dorinda rara nknr el fuD.."iona· mitn:o rcoa.l, 386

Ton.cina. l'last CkuS"omacin.a (Thonzina). Tokemia dd crnbaruo, 668 ' Tólicu, ¡ustancilS, :!~ acidosis lktin prOI'onda por. 421 l01iti1i1 pan dcicttóo de, 475-116 brctha de uioats aociada con b in¡e.sti6a de. 399 clllifocaci6oo, 460-(15, 461< eomp~.~!!iiOS DrJ!iniU>S. DO \'OJiriiU. 468-475 dalool bepltiCOI&I«i>dDI con, )14<: ucuo de \'itamina D. SJS exposición de n.irtlx •· 614 hiaro como, 404 ins,.fidelltia. hepOO fulminante pc:r, 315 rtM.Iacuda iorrancml ocuiOftlda por .384 ToAicid¡d

cloranfcnicol. 4.s4 cobr<,612 cromo, 613 fl1rmacos e.n pcnoa.u de. edld annuda, 690 frnotiacina,412 nuoruro,612 1ilio.4SS maDfaJO
forrnsc. 6iol TP. 1'iaJt f rorromhD1.11tmpodciPT).

I·PA. 1'/aJt Acrh·a&>rdc r~um~n{lrcno risuW ll·PAt TRAb (.1o!UK1K'f~ rtcrptl1fes de TSH}. ~ 1~ en la e~f(rn!NJd Jc C..a\·b, SIS. ~16

Tn.nnminua rlwsa.rcic:opinírin (GPT). W&Ut A.WUarniDclno.sfa-ua.. Tra011minuu AST y ALP. 2.11-2SS TranKCtoWa, aitroÓto CETK), activtdad de:, para dtta· minación de tiamiu, 60S Tr~nKonina (gtob!Jlina ealrn.nle coa conicoller<~Kle$), 540, SS& cambios d..-ante el emblruo, 664 Transaiptasa innna. Rtuo,;riJar, 1J.S Trwduttióo de 1t6>b, dt bonnottas <•lwoln• b dlol.o.484 Trllllfmlll, tnmfttw de pmm>!lutllrilo,l71·ll2 Tr>01fcrriD>, 201. 518 cambios durame d embarno, 664 nwcadcr del emdo Dutricional. 601·602 mediO.. por> dclcrn>ow Lo urunción pcm:ntu>l, 40}. ~

ifotcsis en ti hf¡ado, 211 rruu pone de himo mtdia,lt, 403 TnnsfuliMn h<molll odquiood> dtof"'/1 dt,JOI h<100n~1 A. ~29 tncrl6tr hfnii'UIM'a a, )02 IUCciOIWII,]AI

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760 • INDICE ALFABETICO efectos del ejercicio en, 642 niveles de, edad y, 688 en FHCL (Frederickson tipo V), 180 en quilomicronemia familiar, 179 saturados, 169, 169 seudohiponatrtmia asociada con, 395 vías metabólicas, 171 -172 Trimipramina (Surmontil), abuso de, 474 Tripanosomiasis, niveles de lgM en, 203" Tripsina, 579 activación por enterocinasa. 583 función en la digestión de proteínas, 194 Trip!ófano, exertdón de, en síndrome de Harnup, 215 Tr'sódico, fosfato, solución limpiadora, 6 Tr:yodotironina (T3}, 492. Viast también T3. niveles de, edad y, 692 respuesta al ejercicio, 646 total, 611 ,. Trofoblástica gestacional, enfermedad, fetoprotelna alfa asociada con, 332 gonadotropina coriónica humana (HCG} para vigilancia de. 665 Trombina activación del factor V. 628 fibrinógeno como sustrato para, 627 función en la coagulación, 619 generación de, en coagulación, 620 inhibición, por antitrombina ID, 631 por cofactor n de heparina, 632 Trombocitopenia, asociación con lupus eritematoso sistémico, 226. 227 asociación con SIDA, 236 infección por HJV, 678 Trombocitosis, asociación con políarteritis nodosa, 232 Tromboembolia pulmonar, edad y. 689 Trombolftica. tera~utica. deficiencia de plasminógeno que acompal\aa, 630 Tromboplastina activada, tiempo parcial de (aPTl), 62~ Trombospondina. función en la coagulación. 619 'Ttom~'unn, si metas~ de, funci6n en la éoagulación, 619 Troumau, •i¡no de, en hrrcx:alctmia, 534 '1SD. Wll.l t Ot:tcctor ternú6nicu·selectivo (TSD¡. 1 Sil. Wau 'firm~c1 , honnona estimuladora de la ITSH): Tirmropina (TSH).'' tullicurrp
Tuberculosis, edad y, 689 niveles de lgA e lgM en, 202 Tubo inclinado, técnica del, ensayos de coagulación, 623 Tubular funcionamiento, afecciones del, ~lucosuria en, 381 insuficiencia renal aguda posrenal asociado con, 384 proteinuria en afecciones de, 379-380 pruebas para, 377-379 valoración del funcionamiento renal a partir de, 375-376 necrosis, aguda, en insuficiencia renal aguda intrarrenal, 383 reabsorción de protcfnas plasmáticas, proteinuria que acompaña a, 379 Túbulo contol'3ionado, distal, 358 secreción en, 358 proximal, gluconcogénesis en, 357 riñón, 357 Tubulointersticiales, enfermedades, 384-385 Túbulos, pruebas dt concentración para funcionamiento de, 378-379 Tumores antlgeno asociado a (TAA), 334 benigno, definición, 327 clasificación de, 328-335 hepáticos, clasificación, 316c marcadores de, 327-328 B2M,204

INDICE AlFABETICO • 761 ertatincinasa CK-BB, 262 transferasa de desoxinucleotidilo terminal, 330 producción de andrógenos en, 570 TUN. Viast Nitrógeno urinario total (TUN). Tungsten()-halógeno, lámpara dt, 80 Turbidimetrfa automatizada, 115 para análisis de proteínas, 195 Turbidimétricos, análisis, para determinación dt lipasa (LP), 271 Turbidimétricos, métodos, para determinación de inmunoglobulina, 335 para determinación de lipasa (LP), 271 Tumer, slndrome de, como causa de amenocrea primaria, 570-571 TygonR para ruberfa de laboratorio, 8 Ul Vtast Unidades internacionales (Ul) de acthidad enzimática. Ulceras, 592 Ultrafiltración renal, 358-359 Ultrasonograffa. para dttectar afecciones fetales que pr()vocan hipotiroidismo, 517-518 para valoración dtl sufrimiento fetal, 667 Ultravioleta. radiación (UV), 75-76 vigilancia dt la ALTen, 254 Unidad central de procesamiento (CPU), 126 definición, 125 Unidades de medición absorbaocia, 77 actividad de renina, 544 bits por segundo (bps) para comunicación computadorizada, 129, 133 calidad de impresión de la computadora, 130 concentración, de electrólitos, 391 en forma de molalidad, 15 como normalidad, 15-16 concentraciones porcentuales, 14 conversiones entrt, 16-17 gravedad especifica, 20 katal para actividad enzimática, 249 manose2'Jndos, para chips RAM de computadoras, 126 megahenz (MHz), para velocidad del reloj de la computadora, 126 millón de instrucciones por segundo (MIPS) para computadoras, 130 molaridad, 14-15 pixels, para resolución de monitores (pantallas), 128 porcentaje de transmitancia, paso de la luz a través de una celda, 67 presión de gas (mmHg, Torr), 414 radiación electromagnética, 75 SI para presión de gases (pasea!, Pa), 414 Ul para actividad enzimática, 244, 249 valor amortiguador, slyke, 418 varianza, 45-46 Unidades del sistema Sr. Vlase Sistema Internacional de Unidades (unidades SI). Unidades internacionales (UI), de actividad enzimática, 244 Uniones apretadas, 360 U-PA. Vlast Plasminógeno de urocinasa. acti vador del (u-PA). Urta cilculo del nitrógeno ureico, 371 catabolismo de protelnas, 194 ciclo de, 252 filtración en los riñones, 359 fuente de NPN, 370-372 interpretación de Jos valores séricos de. 372c metabolismo de, 371 prtservación dt la osmolalidad plasmática mediante, 391 Urtasa para análisis del nillógeno urtico, 371 Urttra, 355, 562 Uricasa para determinación de 4cido úrico, 375 Urico, icido ao6lisis para, 374-375 cálculos renales, 385

estructura dt. 374 niveles de, uso dt diuréticos en personas de edad avanzada y. 680, 681 Uridin difosfato glucuronilllansferasa, 289 actividad de, e~~ la enfermedad de Gilbert, 306 deficiencia de, en sfndrome de Crigler-Najjar, 305 Uridinfosfato glucosa-4, epimerasa de, deficiencia dt, 155-156 ' Urinobilinógenn, concentración fecal y urinaria de·, 295296 dererminación dt, en an~Jisis de oópa 381 excreción de, 289 Urinómetro para ant1isi' de gravedad especffica, 378 Uroporfirina, 341 Uroporfuinógeno, cosintasa de, 351 deficieDCia de, 345-346 descarboxilasa dt, 351-352 deficiencia de, 345 Uterino, cáncer, marcadores para tumores, 337 cuello, 563 Utero, 563 cambios durante el ciclo menstrual, 564 regulación del sistema reproductivo femenino mediante cl, 564 UUN. Viast Nitrógeno ureico en orina (UUN}. UV. Wast Ul!ra\iolcta, radiación (W). Valina, excreción de, en slpome de Harnup, 21 S Valor prtdictivo de las pruebas diagnósticas, 69-70 Valoración neonatal dt laboratorio, 671,675 Valorts de rtfertncia ácido, ascórbico, W5 biliar sáico, 590c úrico, 375c 4ddos grasos, eseociales, 604 no esteriliados, 604 actividad dt renina, 544 albúmina, 601 sérica, 199-200 aldolasa (Al.S), 273 aldostaona, S44 ALP, 267 amilasa, 270 an4lisis de úroxioa b'brt, 508 AST y ALT, 255 B2M, 204 bilirrubina sérica.. 291, 291c BUN,372 cálculo de, 70-71 cobre, 612 colesterol, 176 colincsterasa, 275 consumo deTctotal yT3, 511 consumoT, 510 conisol, según la hora del dfa, 542 creatinina, 374, 374c depuración de, 377, 377c lndice de elención dt, 602 desaminasa de porfobilinógeno. 351 deshidrogeoasa de glucosa 6-fosfato, 27! determinación, del balance de nitrógeno, 603 de cuerpos cetónicos, 163 determinaciooes acidobásicas, 426c DHEA, en varooes y mujeres, 568 D-xilosa en sangre y orina, 586, 586c edad y sexo, 680 electrólitos, en orina, 400 en suero y orina, 405c ensayo de sTSH, 506, S01 eritrocitos en orina, 381 estradio~ 567c factores que afectlll, 70 fenilalaoioa sérica. 217 ferñtina. 604 en suero, 403 fluoruro, 613 folato, 607 fosfatasa Acida, 269

fructosamina, 603 gastrina, por el estado de enfermedad, 589c glucosa, 603 en ayunas, 160, 160c plasmática, 153 pruebas de tolerancia, según la edad, 685 grasa fecal, 604 hemoglobina, 303 glucosada, l62c, 603 hidroxiprolina, 602 hierro, 303, 401 hormona, antidi~tica (ADH), 490c foliculostimulante (FSH), 568, 568c luteinizaote, 568. 568c lgM, 202 ion, bicarbonato, 399 cloruro (Cl ·). 398 magnesio, 401 isoenzimas, de creatincinasa, 263 LD,259 leucinaminopeptidasa (LAP), 274 lipasa (LP). 271 marcadores bioqulmicos del estado nutricional, 614c 3-rnetilhistidina, 603 normalización de, para depuración de creatinina, 376 5'-nucleotidasa. 273 pirido.x.ina, 606 porfirinas, 350 porfobilinógeno, 349 prealbúmina, 601 progesterona. 567c proteína sérica total, 199 proteínas, enlazante de retino!, 602 en líquido cefalorraquldeo. 205 séricas c:n adultos, 204c totales en orina, 380 protoporfirina, 351 de eritrocitos. 350 recuento dt linfocitos totales (TLC), 602 ribofla\'ina. 606 selenio. 611 T3. 51 1, 611 im·ersa, 512 libre, 512 índice (FfJI}, 51 1 testosterona, 567, 567c tiamina. 605 tiempo de protrombina, 609 tiroglobulioa, 5I3 tiroxina total, 51 O transferasa de gammaglutamilo, 272 transferrina. 602 triglict ridos, 178, 604 urobilinógeno en orina. 295 vitamina, A. 608 Bt2. 607 D, 60S E,608 \'erificación de, 73 zinc, 612 ZPP/H. 611 Valores umbralcs límite, para productos químicos tóxicos, 29 Valproico, ácido. 453 Vanadio, 613 Vancomicina. 454 Vanilmandtlico. ~cido (VMA). 551 Varianza. deftnición, 45 prueba de la F para comparación de. 61 ·62 Varones acción del FSH en, 491 anatorrúa reproducti\'a. 562-563.562. 571 infenilidad en. 568 regulación del sistema reproductivo. 563-564. 565 Vascular. cerebral. accidente. asociación con hiperliprd~· mía. li9 endotelial. sistema. 619 enfermedad. renal. 382 \ '~sculiti~. aHKtáda con lupus ememawsn mr¿mi(o. ~2~

Vaso deferente, 562 Vaso de precipitados. 5, 5 Vasopresina. Viau Antidiurética, hormona (ADH). Vasos rectos, funciones de, 365 para la preservación de agua en los riñones, 364 Vejiga, 355 cambios en los ni\·eles de BUN por tumorts de, 371 marcadores para tumorts de, 337 Velocidad reloj, definición, 126 Vena cava inferior, llenado dt sangrt del hígado a la, 284 ; Venenos, 29 detección dt hemoglobinuria en respuesta a, 38 1 Ventilación. 414-415 Ventral, pared, defectos en, niveles de fetoprotefna alfa en. 666 Ventriculares prematuras, contracciones,·lidocafna para tratar, 452 Verde de indocianina, prueba de, para el funcionamiento hepático, 295 Vestido y arreglo, en el laboratorio clfnico, 26 Vida media 4cido valproico, 453 albúmina, 601 antidepresivos, 455 antiplasmina alfa-2, 631 carbamacepina, 453 catecolaminas. 551 cininógeno. 625 cloranfenicol, 454 clorpromacina. 455 CO en sangre, 462 cofactor IJ de heparina, 632 conisol, 542 determinación, 448-449, 449 disopiramida. 454 etosuximida. 453 factor. 11. 626 V. 628 VIl. 626 Vlll,628 1X,627 Xl,625 Xlll, 629 fenitofna, 453 fenobarbital, 453 fibrinógeno, 627 gastrina, 577 haloperidol, 455 hormona parariroidea, 529 hormonas, esttroideas. 486 inhibidor PA. 631 lidocafna, 452 litio, 455 marcadores de tumores, 327 metotrexato, 455 plasmina, 629 plasminógeno. ó29 prealbúmina, 501 proteica. en per~onas de edad avanzada, 694 primidona, 453 procainamida. 453 propanolol. 452 proteicas. 480 proteína cnlazante con retino!, 602 proteínas, 194 según el sexo. 680 1J. 503 Td03 THC. 471 r-PA. 630 reofi!ina. 454 transfcrnna. 601 \'ancomicina. 454 Vide<'adaptad,,r. de mmrutad,lra. defmici(ir.. 127 Vidt'otarjt't:l. de C t~mpu t;¡dtlra . ddíni;ión. 12/ \'rdri•>. C110 allo r.wemdn de ~ihce. 2 wr: !lai•' cl'nrenrd•' actítlr.:•'· :

de cal y sosa cáustica, 2 calibración de matraces volumétricos de, 3 Vigilancia control de calidad, 40-60 definición, 443 fármacos, en niños, 674 en personas de edad avanzada, 684 tera~uti~a con levotiroxina, 507 VIP. Vlase Polipéptido intestinal vasoactivo (VIP). Vipornas. Viast Islotes, tumores de Jos (\ipomas). Viral, hepatitis, AST y ALT, 252 ictericia en, 298 insuficiencia hepática fulminante asociada con, 315 Virales, agentes, como marcadores de tumorts, 33: 335c antígenos, análisis por ensayo radioinmunológico, 99 infecciones, como factor de riesgo en cáncer uterino, 33~· marcadores, en hepatitis B, 310,311 Virilización, 570 Virilizante, síndrome, 545 Virosis, asociación con lupus éritematoso sistémico, 225 Vista, vitamina A y, 607-608 Visuales, afecciones, en perso~ de edad avanzada, ~80 Vitamina A (retino!). deficiencia de, 264 transpone de, 200 Bt. \'tase Tiamina. B~ (Piridoxina). Viase rambiin Piridoxina (vitamin;; B6). defici~ncia de, afecciones afectivas y, 700

niveles de. edad y, 695 B11. 606 absorción de, 579 dtficiencia dt, afecciones afectivas y, 700 edad y, 684 C, 600-601. Vlast ranrbitn Acido ascórbico. absorción de hierro y, en personas d~ edad avanz;,da.694 deficiencia de, demencia y, 700 en personas de edad avanzada, 695 0 ,608 acidosis tubular renal por intoxicación, 428 acti\'idad en los riñones, 366 deficiencia de, 533 asociada con ~rdidas óseas. 536 en personas de edad avanzada, 698 efecto en la absorción de Ca2•. 578 de fósforo, 578 función en la homeostasis del calcio, 531 hipercalcemia por cantidades tóxicas de, 535 regulación del PTH mediame metabolitos de, 529 sfntesi s de, control del PTH del 531 edad y. 684 en riñones, 355 E (Tocoferol), 608 d~ficicncia de, en personas de edad 3\'anzada. 695. 698 H.607 K.608-609 deficiencia de, facter IX y, 627 en personas dt edad avanzada, 697 protelnas dependientes de, 622 Vitaminas, 604-609 . absorción de, 578-579 almacenamiento en el hlgado, 290 análisis por espectrofluorimetóa, 92 clasificación por solubilidad, 605c liposolubles, 607-609 solubles en agua, 605-60i valoración de. en personas de edad avanzada. 694 Vitronwina. función en la coa~ulación, 619 inhibidor PA enlazado con, 631 Vivactil. Vé11.1r Protriptilina (Vi\'3l'til). \'LDL WaJr Lipoprotcinas de baja denstdad (VLDI.} VLDL-C. \'éaJe Colesterol de ltporwtdnal de mur l•át~ demiuad (VLDL.·Cl ' VMA. \'ra.1e Vanililrnandélico. árru(l ( \'~lA ) \'1>láuks. cornpu~¡ tlll. tll• t(lxiro), 411.' · ·1 6.~

762 • IN DICE ALFABETICO

Voltametrfa de agotamiemo anódico para determinacíón Wiskolt·Aidricb, slndrome de, 233·234 Word (Palabn), para computadora, definición. 133 de plomo,
Yodomtuicos. métodos, para determinación de ami lasa, 270 Yodotirooinas. formación a panir de !ÍroJiobutilll, 501 sfntesis de, 502 Yodolirosina, slntesis de, 502 Yoduro, hipotiroidismo ocasiooado por, 518 transpone de, 503 YuxtaJIOmetlllar, aparato, 358, J58 regulación del sistema renina-angiotensioa, 393 ZlrnmernuM, reaccí6n de, ea el anilisis de t~~eroi:les cerógenos, 542, 54J Zlnc. 611-612 acrodénnatitis enteropitica asociada con deficiencia de, 604 wlisis por especuofotomettú de absorción atómica.

87 bioslmesis de hem y porf11ina, 343·344 deficiencia de. en personas de edad a•anuda, 6~ protopoñlfina. 352 determinación de, 350 como indicador de intoxicación con plomo, 466 Zollinger-Eilison. slndrome de, 591·592 =ión de icido ca. 584 Zona. cardiaca del t~~óma~o. 575, 575 de carra para instrume111os auttrmtizados, 113 Zwíneriones. l'iast Anfolitos (zwiueriones).

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Esta obra se terminó de imprimir en Septiembre de 1996 en los talleres de Prensa Técnica, S.A. de C.V. Calzada de Chabacano No. 65-A, Col. Asturias Delegación Cuauhtémoc, 06850, México, D.F. La edición consta de 1 000 ejemplares más sobtantes para reposición