Quimica Clinica 1995, ANDERSON

Libro de Bioquímica Clínica, lenguaje muy sencillo .Descripción completa

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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 \

/

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:_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 . . 7~'73?-Pgi(;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.

~cado

o

105

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

106 • QUIMICA CLINICA

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.

107

Referencias l. Yalow RS, Berson SA: Assay uf plasma insulin in human subjects by immunological methods. Nalure 184: 1648- 1649, 1959. 2. Yalow RS: Radioimmunoassay of hormones. ln Williams E: Textbook ofEndocrinology. PhHadelphia, WB Saunders, 1985, pp 123-132. 3. Kohler G, Milstein C: Continuous cultures of fused cells secreting antibody of predefined specificity. Nature 256: 495-497, 1975. 4 . Catt K , NiaU HD , Tregear GW: Solid-phase nt· dioimmunoassay of human growth hormone. Biochem J 100: 31C, 1966. 5. Catt K, Trcgcar GW: Solid-phase radioimmunoassay in antibody-coated tubes. Science 158: 15701572, 1967. 6. Wide L , Porath J: Radioimmunoassay of proteins with the use of sephadex-coupled antibody. Biochim Biophys Acta 130: 257-260, 1%6. 7. Bowie LJ: Automated /nstrumentation {or Radíoimmunoassay. Boca Raton FL, CRC Prcss, 1980. 8. Miles LEM, Hales CN: Labeled antibodies and immunological assay system. N ature 219: 186189, 1%8.

9. Lazarchik J, Hoyer LW: Immunoradiomctric 10.

11.

12.

13 .

14.

15.

16.

measurements of the factor VIII procoagulant antigen . J Clin lnvcst 62: 1048-1052, 1978. Engvall E, Perlmann P : Enzyme-Jinked immunosorbent assay (ELISA). Quant.itat.ive assay for immunoglobulin G. Immunochemistry 8: 871-874, 1971. Van Weemen BK, Schuurs A : Immunoas~ay using antigen enzyme conjugates. FEBS Lell 15: 232216, 1971. Rubenstcin KE , Schneider RS, Ullman EF: Homogeneous enzyme immunoassay- a new immunochemical technique. Biochem Biophys Res Commun 47: 846-851 , 1972. Burd JF, Wong RC, Feeney JE, et al.: Homogeneous reactant-labeled fluorescent immunoassay for therapeutic drugs exemplifie d by gentamicin determination in human serum . Clin Chem 23: 1402-1408, 1977. Wong RC , Burd JF, Carrico FJ, et al.: Substratclabcled tluorescent immunoassay for phenytoin in human serum. Clin Chem 25: 686-691 , 1979. Ngo TT, Carrico RJ, Boguslaski RC: Homogeneous ftuorescence immunoassay for protein using ,B-galactosyl-umbelliferone label. Paper presented at Second International Conference on Diagnostic lmmunology, New England College, Henniber, NH, 1979. Ngo TT, Wong RC: Fluorogenic enzyme substrate labeled immunoassays for haptens and macromolecules . In Ngo TT , Lcnhoff HM: J:;nzyme-Medi-

108 •

11. 18.

19.

20.

21.

QUIMICA CLINICA

ated Immunoassay. New York, Plenum Press, 1985. Colbert DL, Smith DS, Landon J, Sidki AM: Single-reagent polarization fiuoroimmunoassay for barbiturates. Clin Chem 30: 1765-1769, 1984. Popelka SR, Miller DM, Rolen JT, Kelso DM: Fluorescence polarization immunoassay II. Analyzer for rapid, precise measurement of fluorescence polarization with use of disposable cuvettes. Clin Chem 27: 1198-1202, 1981. Tanner A, Bouldin HD, Maiden MFJ: Newly delineated periodontal pathogens with special reference to Selenomonas species. Infection 17: 182187, 1989. Drake TA, Herron Jr RM, Hindler JA, et al.: DNA probe reactivity of Mycobacterium avium complex isolates from patients without AIDS. Diagn Microbio! Infect Dis 11: 125-128, 1988. Yolken RH: New prospects for the diagnosis of viral infections. Yale J Biol Med 62: 131-139, 1989.

Bishop, ML, Duben-Engelkirk, JL, and Fody, EP, Eds.: Clinical Chemistry: Principies, Procedures, Correlations. Philadelphia: Lippincott, 1992. Kaplan, LA and Pesce, AJ, Eds.: Clinical Chemistry: Theory, Analysis, and Correlation (2nd ed.). St. Louis: CV Mosby, 1984. Sevier, ED, David, GS, Martinis, J, Desmond, WJ, Bartholomew, RM, and Wang, R. Monoclonal antibodies in clinical immunology. Clin Chem 27: 17971806, 1981.

Thorell, JI, Ed.: RadioimmunologyDesign and Quality Control. New York: Pergamon Press, 1982. Voller, A, Bartlett, A, and Bidwell, D, Eds.: Immunoassays for the 80's. Baltimore: University Park Press, 1981. Woodrow, DA, Ed.: Introduction to Clinical Chemistry. Boston: Buttersworth, 1987.

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

~

Paciente

l

~

Obtención de la muestra

~ Preparación de la muestra

t

l

Identificación de la muestra

~

Transporte del reactivo- + -----Muestreo

Reacción

~

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--+-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 dehidratos, 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 - :-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 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 (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 (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.

8. Kottke BA: Apolipoproteins and coronary artery disease. Mayo Clinic Proc 61 : 313-320, 1986. 9. Rhoads GG, Dahlen G, Berg K , et al.: Lp(a) lipoprotein as a risk factor for myocardial infarction. JAMA 256: 2540-2544, 1986. 10. Kostner FM, Gavish D, Leopold B , et al.: HMGCoA reductase inhibitors lower LDL cholesterol without reducing Lp(a) levels. Circulation 80: 1313-1319, 1989. 11. Stavropoulous WS, Crouch RD: A new colorimetric procedure for the determination of serum triglycerides . Clin Chem 20: 857, 1974. 12. Hogan M, ed: Mayo Clinic Health Letter 6: 1, 1988. 13. Frederickson DS, Levy RI: Familial hypercholesterolemias. In Stanbury JB , Wyngaarden JB , Frederickson DS, eds : The Metabolic Basis of Inherited Disease. 3rd ed. New York, McGraw-Hill, 1972. . 14. Goldstein JL, Brown MS: The LDL.,receptor defect in familial hypercholesterolemia. Med Clin North Am 66: 335-362, 1982.

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)

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:~leforesi·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 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~~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 esprádicos. 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-

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!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

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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

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necesario realizar más investigaciones para comprender mejor las reacciones autoinmunitarias en el medio fisiológico y fisiopatológico. .-

Referencias l. Tizard IR: Immunology: An Introduction. 2nd ed. Philadelphia, Saunders College Publishing , 1988, pp 514-520. 2. Theofilopoulos AN: Autoimmunity. In Stites DP , et al. (ed.): Basic and Clinical Immunology . 5th ed. Los Altos CA: Lange Medica! Publications , 1984, p 1952. 3. Robbins SL, Cotdm RS, Kumar V: Pathologic Basis of Disease. 3rd ed. Philadelphia, WB Saunders, 1984, p 177. 4. Tan EM: Antinuclear a ntibodies in diagnosis and management. Hosp Pract l offl 18: 79-84, 1983. 5. Alspaugh M , Maddison P: Resolution ofthe identity of certain antigen-antibody s ystems in systemic lupus erythematosus and Sjogren' s syndrome: An inter-laboratory collaboration. Arthritis Rheum 22: 796, 1979. 6. Maddison PJ , Reichlin M: Deposition of antibodies to a soluble cytoplasmic antigen in the kidneys of patients with systemic lupus erythematosus. Arthritis Rheum 22: 858, 1979. - Greenwald CA , Peeble s CL, Nakamura RM: Laboratory tests for antinuclear antibody ANA in rheumatic diseases. Lab Med 9: 19-28, 1978. Tan EM: Antinuclear antibodies in diagnosis and manage ment. Hosp Pract [offl 18: 84 , 1983. 9. Smith HR, Stinberg AD: Autoimmunity-a perspective. Annu Rev Immunol 1: 175 , 1983. Beck JS: Variations in the morphological patterns of "autoimmune" nuclear fluorescence . La ncet 1: 1203, 1961. •. Re imer G , Rose KM , Scheer U , et al.: Autoantibody to RNA polymerase 1 in scleroderma sera. J Clin Inve st 79: 65-72 , 1987 . .. Robbins SL, Cotran RS, Kumar V: Path ologic Basis of Disease . 3rd ed. Philadelphia , WB Saunde rs , 1984, pp 180-189. : Lambert PH , Perrin L , Izui S: R ecen! Aduances in Systemic Lupus Eryth ematosus . New York , Academic Press, 1984. pp 225-229, 279. - Shoenfc ld Y , l senberg D: Anti-DNA antibod y idio types : Their pathogcnic role a nd prognosti c ignificance in systemic lupus er ythe matos us tSLE). Research. Diagnostics and Clinical Tcsting 427: 52-55, 1989. Budman DR , Steinberg AD: Hc ma tologic aspects of systemic lupus erythe matosus . Ann Inte rn Mcd 86: 220- 229. 1977. - Pribor. HC. Scan·y RL: Antinuc lcar anti bodies : .\n upd ate . C linica l Forum . Deccmber 19S4. pp L-- 17. - Barrett JT: Texthouk (~F lmmunology. 4th ed. St. Lo uis . C V Mosby. 1983 . pp 424-428.

18. Rapaport SI: Introduction to Hematology . 2nd ed. Philadelphia, JB Lippincott , 1987, pp 553556. 19. Blatt PN , Martín SE : The lupus anticoagula nt. Arch Pathol Lab Med 111: 113, 1987. 20. Robinson DR: Systemic lupus er ythematosus. Sci Am 15: 8-10, 1984. 21. Talal N: Sjogren's syndrome. In Rose N , Mackay I (ed s.): The A utoimm une Diseases. New York , Academic Press , 1985, pp 145-159. 22. Tal al N , Moutsopoulos H , Kassan S (eds.): Sjogren 's Syndrom e: Clinical and Immunological Aspects. West Germany, Springer-Verlag, 1987. 23. Robbins SL, Cotra n RS , Kumar V: Patholqgic Basis of Disease. 3rd ed. Philadelphia, WB Sáunders, 1984, p 189. 24. Talal N: Sjogren syndrome and pseudol ymphoma. Hosp Pract [off] September 30, 1988, pp 71-80. 25. Ta1al N: Sjogren's syndrome . In Pñ m er on the Rheumatic Diseases. 9th ed. Atlanta , Arthritis Foundation, 1988, p 136. 26. Townes AS , Stevens MB : Sjogren 's syndrome . In Th e Principies and Practice of Medicine. 20th ed. New York, Appleton-Ce ntury-Crofts , 1980, pp 1133 - 1135. 27. Tala! N: Sjogren 's syndrome . In Primer on the Rheumatic Diseases . 9th ed. Atlanta , Arthri tis Foundatio n , 1988, pp 137-138. 28. Berkow R: Sjogre n' s synd rome . In The Merck Manual o! Diagnosis and Therapy. 15th ed. Ra hwa y, NJ , Mere k an d Co., 1987 , pp 1249- 1250. 29 . Barwick DD , Wa lto n J N : Polymyositis. Am J Med 35: 646, 1963. 30. Pachman LM , Maryjowski MC: Ju ve nile dermatomyositis and polymyo sitis. Clin Rh eum Di s 10: 95- 115 , 1984. 3 1. Townes AS , Stcven s MB : Polymyositis . In Th e Prin cipies ami Practice of M edicine . 20tli ed. New Yo rk, Ap pl eto n-Centur y-Crofts, 1980, pp 1125- 1127. 32. Berkow R: Polym yositis/ Dermatomyositis. In The Mere/.: Manual of Diagnosis and Th erapy . 15h cd. Rahway , NJ , Merc k a nd Co. , 1987, pp 1280-1282. 33. Petc r JB: Pol ymyositis an d de rmatom yositis. In Interna! Medicine . Vol l. Boston , Little, Brown, 1983, p 1063. 34. Dawkins RL , Silko PJ : Polymyositis a nd m vasthe nia gravis : lmmunodeficie ncy di so rders invol ving s kele ta l muscle . Lancet 1: 200 , 1975. 35. Robbins S L. Cotra n RS, Ku mar V: Pathologic Basi.1 of Disease. 3rd ed. Philadelphia , WB Saundcrs. 1984, p 194. 36. Cronin ME , Mille r FW , Plotz PH : Polymyo s itis and dcnnatom yositis. In Primer on the Rheumatic Diseases. 9th ed . Atlanta , Arthri tis Foundatio n, 1988, pp 121-123. 37. McCart y GA: Au toan tibodies an d their relati o n

238

38. 39.

40.

41.

42. 43 . 44. 45 . 46. 47.

48 .

49.

50.

51.

52. 53 .

o

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to rheumatic diseases. Med Clin North Am 70: 237, 1986. . Peter JB: Polymyositis and dermatomyositis. In Interna/ Medicine. Vol l. Boston, Little, Brown, 1983 , pp 1053-1056. Medsger T A Jr: Systemic sclerosis (scleroderma), eosinophilic fasciitis, and calcinosis. In McCarty (ed.): Arthritis and Allied Conditions. 10th ed . Philadelphia, Lea & Febiger, 1985, pp 994-1036. LeRoy EC: Scleroderma (systemic sclerosis), In Kelley WN, Harris ED, Ruddy S, Sledge CB (eds.): Textbook of Rheumatology. Philadelphia , WB Saunders, 1981 , pp 1183-1205. Medsger T A: Systemic sclerosis and localized scleroderma. In Primer on the Rheumatic Diseases. 9th ed. Atlanta, Arthritis Foundation, 1988, pp 111-116. Medsger T A, Masi AT: Epidemiology of systemic sclerosis. Ann lntern Med 74: 714, 1971. Haynes DC, Gershwin ME: The immunopathology of progressive systemic sclerosis (PSS). Semin Arthritis Rheum 11 : 331, 1982. McCoy R et al.: The kidney in progressive systemic sclerosis: Antibody elution studies. Lab Invest 35: 124, 1976. Tan EM: Antinuclcar antibodies . In Interna/ M edicine. Vol l . Boston, Little , Brown, 1983, pp 947-948. Robbins SL, Cotran RS, Kumar V: Pathologic: Basis of Disease. 3rd ed. Philadelphia, WB Saunders, 1984, pp 192-193. Berkow R: Progressive systemic sclerosis. In The M erck Manual of Diagnosis and Therapy. 15th ed.' Rahway, NJ, Merck and Co., 1987, pp 1277-1279. Penning CA, Steen VD, Reimer G, et al.: An analysis of systemic sclerosis patients with a utoa ntibodies to the nucleolar proteins PM-Scl, RNA polymerase 1 and fibri llarin. Arthritis Rheum 30: S96, 1987. Townes AS, Stevens MB: Polymyositis . In Tlu: Principies and Practic:e of Medicine. 20th cd. New York, Appleton-Century-Crofts, 1980, p 1125. Traub YM , Shapiro AP, Rodnan GP, et al.: Hypertension and renal failure (scleroderma renal crisis) in progressive systemic sclerosis: Report of a 25 year experience with 68 cases. Medicine 62: 335~352, 1984. Fudenberg HH, Stites DP, Caldwell JL, Wells JV: Basic and Clinical Immunology. 3rd ed. Los Angeles, Lange Medica! Publications, 1980, p 458. Connolly SM: Scleroderma: An overview. Hospital Medicine, 22(4): 103-120, 1987. Sharp JC, et al.: Mixed connective tissue disease- a n apparently distinct rheumatic disease syndrome associated with specific antibody to a ribonucleoprotein antigen. Am J Med 52: 148, 1972.

54. Robbins SL, Cotran RS , Kumar V: Pathologic Basis ofDisease. 3rd ed. Philadelphia, WB Saunders, 1984, p 195. 55. Berkow R: Mixed connective tissue disease. In Tlze Merck Manual of Diagnosis and Therapy. 15th ed. Rahway NJ, Merck and Co, 1987, pp 1288-1289. 56. Schumacher HR: Rheumatoid arthritis . In Primer on the Rheumatic Diseases. 9th ed. Atlanta, Arthritis Foundation, 1988, pp 84-96. 57 . Hazelton RA et al.: lmmunogenetic insights into rheumatoid arthritis: A family study. Q J Med 51: 336, 1982. 58. Robbins SL, Cotran RS, Kumar V: Pathologic Basis ofDisease. 3rd ed. Philadelphia, WB Saunders, 1984, p 1351. 59. Stites DP, Terr Al: Basic and Clinical Immunology. 3rd ed. Norwalk CT, Appleton & Lange. 1991, pp 444-446. 60. Robbins SL, Cotran RS , Kumar V: Pathologic Basis of Disease . 3rd ed. Philadelphia., WB Saunders, 1984, p 1354. 61. Townes AS, Stevens MB: Rheumatoid arthritis. In The Principies and Practice of M edicine . 20th ed. New York, Appleton-Century-Crofts, 1980. pp 1135-1140. 62. Horwitz CA: Laboratory diagnosis of rheumatoid diseases . Postgrad Med 67: 193-203, 1980. 63. Berkow R: Rheumatoid arthritis. In The Mere Manual of Diagnosis and Therapy . 15th ed. Rahway NJ, Merck and Co, 1987, pp 1239-1245. 64. Conn DL : Polyarteritis. In Primer and the Rheumatic Diseases . 9th ed. Atlanta, Arthritis Foundation, 19R8, p 125. 65. Kurland LT, Chuang TKY, Hunder GG: The eptdemiology of systemic arthritis. In Lawrencc RC , Shulman LE (eds.): Epidemiology of th' Rheumatic Viseases. New York, Gower Medie Publishing, 1984, pp 196-206. 66. Townes AS , Stevens MB : Polyarteritis. In r;., Prin cipies and Practice of Medicine. 20th ed. New York , Appleton-Century-Crofts, 1980, 11 28-1130. 67 . Bennington J L: Dictionary and Encyclopedia Laboratory M edicine and Technology. phia, WB Saunders, 1984, p 11 64. 68. Berkow R: Polyarteritis nodosa. In The M e Manual of Diagnosis and Therapy. 15th ed . way NJ, Merck and Co., 1987, p 1 285. 69 . .Peter JB: Polyarteritis nodosa. In Interna! M cine. Vol l. Boston, Little, Brown , 1983, 1048-1049. 70. Kaufman LD, Kaplan AP: Microscopic teritis. Hosp Pract [off] 24: 85-97, 1989. 71. Stites DP, Terr Al: B asic and Clinical ogy. 3rd ed. Norwalk CT, Appleton & 1991 ' pp 341 - 354. 72. Williams WJ : Hematology. 4th ed. New Y McGraw-Hill, 1990, p 967. 73. Stitcs DP, Terr Al: Basic and Clinical Immw:

AFECCIONES INM UNOLOGICAS 13 •

ogy. 3rd ed. Norwalk CT, Appleton & Lange, 1991' pp 341-344. -.._ Gelfand EW, Dosch HM: Djagnosis and classification of severe combined immunodeficiency disease. Birth Defects 19: 65 , 1983. -s. Berkow R: Combined immunodeficiency. In The Merck Manual and Diagnosis and Therapy. 15th ed. Rahway NJ, Merck and Co., 1987, p 285 . -6. Robbins SL, Cotran RS, Kumar V: Pathologic Basis ofDisease. 3rd ed. Philadelphia, WB Saunders, 1984, p 206. - . Fudenberg HH, Stites DP, Caldwell JL, Wells JV: Basic and Clinical Immunology. 3rd ed. Los Angeles, Lange Medica! Publications, 1980, p 425. . . Robbins SL, Cotran RS , Kumar V: Pathologic Basis of Disease. 3rd ed. Philadelphia, WB Saunders, 1984, p 208 . . Peter JB: Wiskott-Aldrich syndrome. In Interna! Medicine. Vol l. Bastan, Little, Brown, 1983, p 971. . Williams WJ: Hematology. 4th ed. New York, McGraw-Hill, 1990, p 970. . Berkow R: Wiskott-Aldrich syndrome. In The Merck Manual of Diagnosis and Therapy . 15th ed. Rahway NJ, Merck and Co, 1987, p 285. _ Fudenberg HH , Stites DP, Caldwell JL, Wells JV: Basic and Clinical Immunology . 3rd ed . Los Angeles, Lange Medica! Publications, 1980, p

91. 92. 93. 94. 95 . 96.

97. 98. 99. 100.

~29.

· - Tizard IR: Immunology: An Introduction. 2nd ed. Philadelphia, Saunders College Publishing, 1988, p 389. Berkow R: Ataxia telangiectasia. In The Merck .\1anual ofDiagnosis and Th erapy. 15th ed. Rahway NJ, Merck and Co , 1987, p 286. Bluestein HG: Ataxia telangiectasia. In Interna/ .\fedicine. Vol l. Bastan , Little, Brown, 1983, pp 97 1-972. Stites DP, Terr Al : Basic and Clinical Immunology . 3rd ed. Norwalk CT, Appleton & Lange, 1991' pp 345-346. Stites DP, Terr Al: Basic and Clinical Immunology . 3rd ed. Norwalk CT, Appleton & Lange, 1991, pp 335-339. Humphrey AL: The immunodeficiency diseases. In The Principies and Practices o! Medicine. 20th ~- New York, Appleton-Century-Crofts , 1980, p .l OO. DiGeorge AM: Congenital absence of thymus :md its immunologic consequences: Concurrence .1>ith congenital hypoparathyroidism. In Bergsma D (ed.): Immunologic Diseases in Man. Birth De:·ects 4: 116, 1968. Berkow R: DiGeorge syndrome. In The Merck

101. 102. 103. 104. 105. 106. 107. 108.

239

Manual of Diagnosis and Therapy . 15th ed. Rahway NJ, Merck and Co., 1987, p 284. Robbins SL, Cotran RS, Kumar V: Pathologic Basis ofDisease. 3rd ed. Philadelphia, WB Saunders, 1984, p 284. Williams WJ: Hematology. 4th ed . New York, McGraw-Hill, 1990, p 972. Bennington JL: Dictionary and Encyclopedia of Laboratory Medicine and Technology. Philadelphia, WB Saunders, 1984, p 1071. Steihm ER, Fulginiti VA: fmm unologic Disorders in Infants and Children. Philadelphia, WB Saunders, 1980, pp 137-140. Stites DP, Terr Al: Basic and Clinical lmmunology. 3rd ed. Norwalk CT, Appleton & Lange, 1991' pp 343-345. } Schwaber J, Molgaard H, Orkin SH , et al.: Early pre-B cells from normal and X-linked agammaglobulinemia produce C without an attached V region. Nature 304: 355 , 1983 . Williams WJ: H ematology. 4th ed.' New York, McGraw-Hill, 1990, p 971. Tizard IR: Immunology: An Introduction . 2nd ed. Philadelphia, Saunders College Publishing, 1988, p 388. Stites DP, Terr Al: Basic and Clinical lmmunology. 3rd ed. Norwalk CT, Appleton & Lange, 1991 , pp 322-325. Tizard IR: Immunology : An Introduction. 2nd ed. Philadelphia, Saunders College Publishing, 1988, pp 329-330. Tizard IR: Immunology: An Introduction. 2nd ed . Philadelphia, Saunders College Publishing, 1988, p 398 . Wintrobe MM : Clinical Hematology. 8th ed., Philadelphia, Lea & Febiger, 1981, p 1398. Berkow R: Selective lgA deficiency . In The M erck Manual of Diagnosis and Therapy. 15th ed . Rahway NJ, Mere k and Co, 1987, p 284. Robbins SL, Cotran RS , Kumar V: Patho/ogic Basis of Disease. 3rd ed. Philadelphia, WB Saunders, 1984, p 206. Haseltine WA , Wong-Staal F: The molecular biology of the AIDS virus. Sci Am 259: 52-62, 1988. Stites DP, Terr Al: Basic and Clínica/ Jmmunology. 3rd ed. Norwalk CT , Appleton & Lange , 1991, pp 699-700. . Tizard IR: Immunology : An Introduction. 2nd ed. Philadelphia, Saunders College Publi shing, 1988, p 394. Berkow R: Sjogren's syndrome. In The Merck Manual of Diagnosis and Tlzerapy . 15th ed. Rahway NJ, Merck and Co, 1987, p 291.

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

- - . ...--;..~ 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- 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 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 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

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800 700

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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-

278 •

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

280 •

QUIMICA CUNICA

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

ENZIMOLOGIA 14 • 28

::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.

Referencias l. Smith EL, Hill RL, Lehman IR , et al: Principies of Biochemistry: General Aspects. 7th ed. New York, McGraw-Hill, 1983. 2. Orten JM , Neuhaus OW: Human Biochemistry. St. Louis, CV Mosby, 1982. 3. Tietz NW: Fundamentals of Clinical Clzemistry. Philadelphia, WB Saunders, 1987. -L Enzyme Nomenclature, Recommendations (1978) of the Nomenclature Committee of the International Union of Biochemistry. New York, Academic Press, 1979.

5. Lott JA , Wolf PL (eds. ): Clinical Enzymology: ,A Case-Oriented Approach. Chicago, Year Boo~ Medica! Publishers, 1986. 6. Pesce AJ, Kaplan LA : Methods in Clinical Che m· istry. St. Louis, CV Mosby , 1987. 7. Griffiths JL: The laboratory diagnosis of prostatic adenocarcinoma. Crit Rev Clin Lab Sci 19: 187203 , 1983. 8. Mifftin TE, Bruns DE: Pancreatic amylase. Clir Chem News, 12: 14-15, 1986 . 9. Kolars JC, Ellis CJ, L evitt MD: Compa rison ol serum amylase, pancreatic isoamylase and lipas~ in patients with hyperamylasemia. Dig Dis Sci 29: 289-293, 1984 . 10. Legaz ME, Kenny MA: Electrophoretic amylas€ fractionation as an aid in diagnosis of pancreatic disease. Clin Chem 22: 57-62, 1976. 11. Zakowski JJ, Bruns DE: Biochemistry of humar alpha amylase isoenzymes. Crit Rev Clin L ab Sc1 21: 283-322, 1985. 12. B'erk JE , Fridhandler L: H yperamylasemia: Interpretation and newer approaches to evaluation. Chicago, Year Book Medica! Publishers, 1980, p¡: 235-265. 13 . Lott JA: Inflammatory diseases of the pancreas. Crit Rev Clin Lab Sci 17: 201-228, 1982. 14. Bergmeyer HU (ed.): Methods of Enzymatic Analysis . Vol IV. Weinheim, Verlag, Chemie, 1984'. 15. Latner AL, Schwartz MK: Advances in Clinica/ Chemistry. Vol 22. New York, Academic Press, 1981. 1 16. Pittiglio DH , Sacher RA: Clinical Hema tology and Fundamentals of Hemostasis. Philadelphia, FA Davis, 1987. 17. Wu AHB: Creatine ki nase isoforms in ischemic heart disease. Clin Chem 35: 7- 13, 1989. 18. Tietz NW, Huang WY, Rauh DF, Shuey DF: Laboratory tests in the differential diagnosis of hyperamylasemia. Clin Chem 32: 301-307, 1986. 19. Panteghini M: Lipase. Clin Chem News, 17: 6-7, 1991. 20. Lott JA , Patel ST, Sawhney AK , et al. : Assays of serum lipase: Analytical and clinical considerations. Clin Chem 32: 1290-1302, 1986. 21. Panteghini M, Pageni F: Diagnostic value of measuring pancreatic lipase and the P3 isoform of the pancreatic amylase isoenzyme in serum of hospitalized hyperamylasemia patients. Clin Chem 35: 41 7-421, 1989. 22. Salt WB, Schenke r S: Amylase-its clinical significance: A review of the literature. Medicine 55: 269-289, 1976.

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 :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-

308 •

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 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



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.

...

Referencias l. With TK: A short history of porphyrins and the porpHyrias. Int J Biochem 11: 189-200, 1980. 2. Meyer UA: Porphyrias. In Braunwald E, lsselbacher KJ , Petersdor RG, et al. (eds .): H arrison'! Principies of Interna/ Medicine. IIth ed . Ne'" York, McGraw-Hill, 1988, pp 1638-1 643. 3. Labbe RF, Lamon JA: Porphyrins and disorder-5 of porphyrin metabolism. In Tietz NW (ed.): Fur:damentals ofC/inica/ Chemistry. 3rd ed. Philade~­ phia, WB Saunders , 1987, pp 825-841. 4. Kappas A, Sassa S, Galbraith RG, Nordmann Y The porphyrias. In Stanbury JB, Wyngaarden JB Frederickson DS (eds.): The Metabolic Basis ~· Inherited Disease. 6th ed . New York, McGra\0 Hill, 1989, pp 1305-1365. 5. Labbe RF, Rettmer RL: Zinc protoporphyrin : .-\ product of iron deficient erythropoiesis. Semi. Hematol 26: 40-46, 1989. 6. Fernandez Cano P, Labbe RF: Specimen colle.:tion for urinary porphyrin studies. Clin Chem Ac~ 132: 317-320, 1983. 7. Schreiber WE, Jamani A, Pudek MR: Screenin_ tests for porphobilinogen are insensitive. Am Clin Pathol 92: 644-649, 1989. 8. Piomelli S: Free erythrocyte porphyrin in the detection of undue absorption of Pb and of Fe deSciency . Clin Chem 23: 264-269, 1977. 9. Blumberg WE, Eisinger J, Lamola AA , Zuckerman DM: Zinc protoporphyrin leve! in blood determined by a portable hematofluorometer: .-\ screening device for lead poisoning. J Lab Cl: Med·-89: 712-723 , 1977. 10. Rettmer RL, Gunter EW, Labbe RF: Overcomi the Iimitations of hematofluorometry for assayinj zinc protoporphyrin. Ann NY Acad Sci 514: 345346, 1987.

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 Jr265 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'

(1)~

S! :l Ql

.QE ÜC\1

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

i

Posición erecta Hemorragra Diuréticos Restricción de sal Edema

Renina

Angiotensinógeno -----:l~ Angiotensina 1 1

'f

Enzima convertidora

Angiotensina 11

~

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

t

Osmolalidad plasmática

/~ t

t Sed

Secreción de ADH

l

~

t Ingestión de agua t Resorción renal de agua

~/

Retención de agua

t

t

Volumen plasmático en circulación

y

J.. Osmolalidad plasmática

t

.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 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 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 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.fi.
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

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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+

..

~

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

• :r.

+

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 pri11 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 npnrnldnrnino~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 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, 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

x

- N;;y :zArJeuerpo

j-0 ~ AOCC • C!te1.::xieidad ~~ oepetiOiel".tedl! ar.ticwpos

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

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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 hipTH 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 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 ~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 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.

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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 mitDIICA

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.

Referencias l. Tyrrell BJ. i\ron DC. Forsham PH: Glucocorti-

1

3.

4.

5.

6. 7.

coids and adrenal androgens. In Greenspan F led.): Basic wrd Clinical Endocrinology. Norwalk CT. Appleton Langc. 1991. pp 323-379. Gornall AG. Luxton A\V. Bhavnani BR: Endocrinc disordcrs. In Gornall AG (ed.): Applied Bioclrrmisrry t~( Clininrl Disorders. Philadelphia. JB Lippincott, 1986. pp 285- 358. Bondv PK: Disordcrs of the adrcnal cortex. In WilsÓn JD. Fostcr DW !eds.): Wil/iams Textbook of Endvcrinv/ogy. Philadelphia. WB Saundcrs. 1985, pp 81(}...890. Brown MS. Kovanin PT. Goldstcin JL: Receptor mediated upwke of lipoprotein-cholcstcrol and i t ~ utilization for steroid svnthcsis in tkc adrcnol cortex. Rccent Prog Horni Res 35: 215-257. 1979. Chattorzji SC. Watts NB: Endocrinolog)'. In Tictz N tcd.l: Tt•.ubook of Cliniml ClrmrisiiT. Philadclphia. \\'ll S;111nders. 198ó. pp 997- 11 71. (;•rey RM. Sen S: Rcccnt progress in the control of ald o~t cnmc secrction. Rcccnt Prog Horm Res 42: 251-291. 198ó. Anccli A. Frairi R: Simuhaneous diagnosis and tre;~tment of acute adrcnoconical insufñciency. Lancct 2: 1 217- 1 21~. 1975.

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

No97%) 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 scroviene 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 rQ2.00 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 --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.

Referencias 1. National Research Council: Recommended Di· eran· Allowances. 10th cd. Washington DC. Na· 1ional Academy Press, 1989. 2. Harris JA. Benedict FG: A biometric study of basal melabolism in man. Washington DC. Car· negie Jnstitulc, 1919. pub. no. 279. 3. Blackburn GL. Bistrian BR, Maini BS, ct al.: Nu· tritional and metabolic asscssment of the hospital· ized patient. JPEN J Parellter Emer Nutr 1: 11~2. 1977. 4. Haider M. Haider SQ: Asscssment ofprotein-cal· orie malnutrition. Clin Chem 30: 128&-1299. 1984. 5. Hall JC. O'Quigley J. Giles GR. ct al.: Upper limb anthropornetry: Thc valuc of mcasurement vari· ance studics. Am J Clin Nutr 33: 184&-185 1. 1980. 6. 13istrian BR. 131ackburn GL. Shcrman M. Scrim· shaw NS: Therapcutic index of nutrition depletion in hospitalized patienls. Surg Gynccol Obste! 141: 512-516. 1974. 7. Tictz NW (cd.): C/inical Guidt' to Laboratory T,•.H.v. 2nd ed. Philadelphia. WB Saunders. 1990. 8. Oakcr JR. O'Conncr JP. Mctcalf PA, et al.: Clini· cal uscrulncss of cslimation of scrum fructosamine conccntnltion as a scrcening test for diabetes mellitus. Or Mcd J 267: H63-867. 1983. 9. Goldstcin DE. Littlc RR. Wicdcmeyer HM. et al.: Glyc:ucd hcmoglobin: Mcthodologies and clínica! applicalions. Clin Chcm 32: B64-B70, 1986. 10. Mullins RE, Gcbhart SSP, Whealon RN : Fruc· to~ar ni nc a~~ay as an aid in lhe managemcnt of 1liabclcs: Analylical and clinical cvalualion. Clin ('hcrn D: 1002. 1987. 11 . Skippcr A (cd.): Diflitian's Hamlbook of Entera/ oml l'arr·ott·rol Nmriti01r. Rockvillc MD, Aspcn l'uhli,hm. 19&9. 12. 1 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 fa5%) 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• 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 corredres 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 testosterentrenamiento, 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-73. 1973. 9. van Praag Hl\1. Plutchik R. Conte H: The serotonin hypothesis of (auto) aggression. Critica! appraisal of the cvidencc. Ann NY Acitd Sci 487: 150- 167, 1986. 10. Brown GL. Goodwin FK . Ballengcr JC. el al.: Aggression in humans corrclates with cercbrospinal flu id metabolitcs. Psychiatry Res 1: 13 1139, 1979. 11. Evans L. Kenardv J. Schncider P. el al. : Effcct of a sclective scro1o;1in uptakc inhibitor in agorapho-

o

661

bia with panic attacks. Acta Psychiatr Scand 73: 49-53, 1986. 12. Kahn RS, Wetzler S, van Praag HM, et al.: Neurocndocrine evidcnce for serotonin receptor hypcrsensitivity in panic disordcr. Psychopharmacology 96: 360-364, 1988b. 13. Apter A, van Praag HM , Plutchik R, et al. : The relationships between a serotonergically linked series of psychopathological dimensions. Psychiatry Res 32: 191-199. 1990. 14. Olds J. Milner P:. Positive reinforcement produced by electrical stimulation of the septal arca and other regions of the rat brain. J Comp Physiol Psychol 47: 419- 427. 1954. 15. Mason ST: Cattcholamints and Behaviour. Cambridge, England, Cambridge University Press, 1984. 16. van Praag HM , Asnis GM, Brown SL,_et al. : Beyond serotonin. A multi-aminergic perspective on abnormal behavior. In Brown SL. van Pmag HM (eds.): Serotonin in Psychiatric Disorders. New York , Brunner/Mazcl, 1990. 17. Treiser SL, Cascio CS. O'Donohuc TL. et al. : Lithium increases serotonin rclease and decreases serotonin reccptors in the hippocampus. Sciencc 213: 1529-1 531, 1981. 18. Pert A, Rosenblan JE, Sivit C. el al.: Long-tcrm treatment with lithium prcvents the devclopment of dopamine receptor supcrscnsitivity. Scicncc 201 : 171-173, 1978. 19. Bloom FE. Baetgc G. Dcyo S. et al.: Chcmical and physiological aspects of the actions of lithium and antidepressant drugs. Neuropharmacology 22: 359- 365. 1983. 20. Berridg~ MJ: Inositol trisphosphatc and diacylglycerol as second messengers. Biochem J 220: 345-360, 1984. 21. Youdim MB: Platelet monoamine oxidase B: Use and misuse. Expcrientia 44: 137-141. 1988. 22. Wirz-Justice A: Platelet rcsearch in psychiatry. Experientia 44: 145-152, 1988. 23. Carroll BJ, Martín FIR, Davies BM: Resistance to suppression by dexamethasone of plasma 110 HCS levels in sevcre dcpressive illness. Br Med J 3: 285- 287.

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

---~ - - ..~·-·~--

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 trtntteínas 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

692 • QU\MICA CUNICA

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.

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__.,_______ __ 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 1313. Prcuss HG ICU>.): (in induccd by vitamin 1:1 1~ dcficicncy. J i\m Gcriatr Sur :w: ólll-60~ . 1991. ~). ~l urk~ JE: Nutritional stalUI or thc cltlcrlv. .'\m .1 Mcli X1: 679-ó95. 1986. . . .!4. Hirgcgarú G. Hallgrcn R. Caro 1: Scrum crvthropuietin in rheumatoid arthritis and othcr i~Oam­ matory arthritides. Br J Hacmatol fl5: ~7\J-~HJ . 1987. 2) . .'\nneslcy TM: Spccial consideratio n ~ for gcriatric thcrapcutic drug monitoring. Clin Chcm 35: 1337- 1341. 1989. ~ó. Harpcr CM. Newton PA. Walsh 1R: Drug-induced illnc>s in lhe elderly. l'ostgraJ McJ Xh: 24.1- ~56 . 19X9. ~ 7 . Munlllmat SC Cusac k HJ. Vestal RE: M ana~ ,·-

ment of drug thcrapy in the elderly. N Engl J Med 46. McHenry MC: Comrnunity-acquircd pneumonia. 321: 303- 309. 1989. In Cunha BA (ed.): Jnfecriou~ Distases in rhe 28. Conscnsus Confcrence. Urinary inconlincnce in Eldtrly. Littleton MA: PSG PubL Co., 1988, PP adults. JAMA 261: 2685- 2690, 1989. 116-143. 29. Reaven GM , Chen N, Hollenbcck C, Chen Y-DI: 47. Annesley T: Pharmacokinetic changes in the clEffect of age on glucose tolerance and glucose dcrly. Clin Lab Sci 3:100-102, 1990. uptakc in healthy individuals. 1 Am Geriatr Soc 48. Shamburek RD, Farrar JT: Disorders of the di37: 735-740. 1989. gcstive syste.m in the cldcrly. N Engl J Med 322: 30. Gambcrt SR , Escher JE: Atypical presentation Of- - -438-443, 1990. endocrine disorders in !he elderlv. Geriatrics 43: 49. Sokoll U , Dawson-Hughes B: Effecl of meno69- 78. 1988. pause and aging on serum total and ionizcd cal31. Rochman H: Clinical Pa1hology in 1/rt Elderly. cium and protein concentrations. Calcif Tissue BaseL Karger. 1988. pp 38-49. lntl44: 181-185, 1989. 32. Jubiz \V: Endocrinolog_r: A Logical Approachfor 50. Marcus R: Laboratory diagnosis of primary hyCiinicians. 2nd ed . New York. McGraw-Hill. pcrthyroidism. Endocrino) Mctab Clin North Am 1985. pp 285-286. 18: 647-658, 1989. . 33. Rowe JW: Research in gcrontology. 1n Rowe 51. Touilou Y, Touitou C. Bogdan A, et. al.: DtfferJW_Besdine RW (cds.): Geriatric Medicine. 2nd ences bctwecn young and elderly sub¡ects m seacd. Boston, Little , Brown, 1988. pp 513-517. sonal and circadian variations of total plasma 34. Lipson LG, Bray GA: Energy.ln Chen LH (cd.): proteins and blood volume as reOccted by hemoNwrilional Aspecls afAging. Vol. 1. Boca Raton globin , hematocrit. and erythrocyte counts. Chn FL CRC Press. 1986. pp 161-171. Chcm 32: 801-804. 1986. 35. Kitabchi AE , Murphy MB: Diabetic ketoacidosis 5~. Burns EA. Goodwin JS: lmmunology and infecand hypcrosmolar hyperglycemic nonketotic tious diseasc. In Cassel CK. et al. !cds.): Gerialcoma. Med Clin North Am 72: 1545- 1563. 1988. ric Medicine. 2nd ed . New York. Spnnger36. Cefalu WT, Prathcr KL et al.: Clinical C\'aiuaVcrlag, 1990, pp 312-329. 53. Jurivich DA. Cohen HF: lmmunc systcm ami imtion of serum fruc tosamine in monitoring elderly outpatient diabetics. J Am Geriatr Soc 37: 833munoprolife rativc disorders. In Rowc JW. Bc~837. 1989. dine RW (eds.): Grriall'ic Medicine. 2nd cd. Bos37. Vlassara H. Brownlee M, et al. : Nonenzrmatic ton. Little. Brown. 1988. PP 276-301. glycosyla!ion: Role in the pathogenesis of dia54 . Phair 1P: Host defenses in the eldcrly. In Cunha bctic complications. Clin Chem 32: 037-1:141. BA (ed.): llifecrious Diseases in rile Elderly. Lit19&.. tleton MA: PSG Publ. Co.. 1988. pp 6-17. :.s. ~leneillr GS. Greenspan SL. Rowe JW. Minakcr 55. Timiras PS: Aging of the gastrointestinal tract KL: E~docrine systems. 1n Rowe JW. Besdine and livcr. 1n Timiras PS (ed.): Pllysio/ojlical BaRW lcds.l: Gerialric Medicine. 2nd ed. Boston. sis ofGeriarrirs. New York. Macmillan, 1988. PP Littlc. Brown_ 1988, pp 402- 430. 334-348. 39. Stout RW: lnsulin as a mitogcnic factor: Role in 56. Vierling JM: Hepatobiliary disease. In Schrier thc pathogencsis of cardiovascu1ar diseasc. AmJ RW (ed.): Geria1ric Medicin e. 2nd ed. PhiladeiMcd 90: 62S-65S, 1991. phia, WB Saunders, 1990. PP 440-452. ~0. Barrctt-Connor EL. Cohn BA. Wingard DL. 57. Cho C. Flynn RJ: Hcpatic enzyme induction by Edclstcin SL: Whv is diabelcs mellitus a stronger anticpileptic drugs in the elderly male. Laboratory Medicine 21:823- 826, 1990. . risk factor for f~tal ischemic heart discase in 58. Dcftos U: Bone protcin and pcptide assays m womenthan in men~ JAMA 265: 627-631. 1991. 4 l. Riescnbcrg D: Diabetes mellitus. 1n Cassel CK. thc diagnosis and management of skelctal discase. Clin Chem 37: 11 43- 1148. 1991. et al. (cds.): Gerialric Medicine. 2nd ed. New York. Springer-Verlag, 1990. pp 2~8-238. 59. Wei JY: Cardiovascular system.' ln Rowe 1\V. 42. Bcnfante R, Reed D: Is elevated serum cholcs· Bcsdinc RW (eds.): Gerialric Medicine. 2nd ed. terollevel a risk factor for coronarv heart disease Boston, Littlc, Brown. 1988, pp. 167- 192. in the eluerly? JAMA 263: 393-396. 1990. 60. Mooradian AD. Morlev JE. Korenman SG: En43. Kannel WB: Nutritional contributors to cardiodocrinology in aging. Dis Mon 34:393-461. 1988. vascular discase in the elderlv. J Am Geriatr Soc 61. Demers LM: Thc aging endocrine system. Labo34: ~7-36. 1986. ratory Management 26: 24-~6- 1988. 4~. Timiras PS: Aging of rcspiration. The lung. a bat62. Sawin CT. Geller A. Hershman 1M. et al.: T~e tcred organ. 1n Timiras PS (ed.): Pfn-siologiml aging thyroid. The use of thyroid hormone 111 Basis o/Geriarrirs. Ncw York. Macmillan. 1988. older persons. JAMA 261: 2653-2655: 1~8?· pp 303-314. 63. Garry P1: Nutritional nceds changc as mdJvtduals 1986 ~5. Sparrow D, Weiss ST: Pulmonary systcms. In erow older. Clin Chem News 12: 6-7. 10. · Rowc JW . Besdine RW (eds.): Grriarric .\Jedi64. Schncider EL. Vining EM , Hadlcy EC. el,~~ C'inr. 2nd ed. Boston, Linte. Brown. 1988. pp Recommendcd dictary allowanccs and the hca~ 19 ~66-275. of thc elderly. N Engl J Mcd 314: 157- 160 • ·

6

VAlORACION GERIATRICA EN El lA5QAAlOiliO 38 ' 705 70t • QU'.MICA CUNICA

65. Noble 0: Geriatric ranges needed in TOM. Clin Chem News 17: 1, 8, 1991. 66. Nordstrom JW: Trace mineral nutrition in the elderly. Am J Clin Nutr 36: 788- 795, 1982. 67. Rianchctti A, Rozzini R. Carabellese C, et al.: Nutritional intake, socioeconomic conditions. nnd health status in a large elderly population. J Am Gcriatr Soc 38: 521-526, 1990. 68. Nclson RC, Franzi LR: Nutrition and aging. Med Clin North Am 73: 1531-1550. 1989. 69. Mahalko JR, Johnson LAK, Gallaghcr SK, Milne 0: Comparison of dietary histories and sevcn· day food records in a nutritional asscssment of older adults. Am J Clin Nutr 42: 542-553. 1985. 70. Lowenstein FW: Nutritional requirements of the elderly.ln Young EA (ed.): Nwilion, Aging and Health. New York, AJan R. Liss, 1986, pp 61-89. 71 . 'Beattie BL, Louie VY: Nutrition and health in the elderly. In Reichel \V (ed.): Clinica/ Asprf/S of Aging. Baltimore, Williams & Wilkins, 1989, pp 207-227. 72. Bernstein LH: The lab·s role in nutritional as· sessment of patients. Medica! Laboratory Observar 20: 2-4, 1988. 73. Oodson-Lehrcr L: Rate ncphelomctry in a nutritional tcsting program. Am Clin Lab 10: 10-13. 1991. 74. Milnc D: USDA , ARS. Gnmd Forks Human Nu· trition Rcscarch Centcr. Grand Forh ND. Pcr'onal w mnnmication. 1991. 7~ . llo¡1dcn m. Olcskc JM . Munvcs E~l. ct al.: Zinc and intmunocompctcncc in thc cldc rl y~ Basclinc tlata un tinc nutriturc ;md immunity in un~upplc· mcntcd subjccts. Arn J Clin Nutr 46: 101-109. IIJX7. 76. Gray üE. Paganini-Hill A, Ross RK. el al.: Yita· min supplcment use in a Southern California re· tircmcnt community. J Am Oiet A~soc 86: 800802, 1986. 77. Roe DA: Geriatric Nutrition. New Jer~e)' . Prentice-Hall. 1983. 78. Cheraskin E: The prevalence of hypoviwmino'i' C. JAMA 254: 2894, 1985. 79. Van Pelt 0: Vitamins may hclp fight Parkinson\ disease. lnsight 4: 56, 1988. 80. Tucker DM, Penland JG. Sandstead HH . ct al.: Nutrition ~tatus and bmin function. Am J Clin Nutr 52: 93- 102, 1990. 81. Bcll IR. Edman JS. Morrow FO. ct al.: B com· plcx vitamin pattcrns in geriatric and young adult inpatients with major dcprcssion. J Am Gcriatr Soc 39: 252-~57. 1'!91. 82. Smidt LJ. Crcmin FM, Grivetti LE. el al.: lnflucncc of thiamin supplementation on the health and general well-bcing of an cltlcrly lrish population with marginalthiamin delicicncy. J Gerontol 46: 1\116-22, 1991. 83. Meydani SN. Ribava-Mcrcado JD. Ru,~cll RM. et al.: Yitamin B, dcficicnc\· impair' intnkukin

2 production and lymphocyte proliferation in elderlv adults. Am J Clin Nutr 53: 1275-1280. 1991. 84. Talbott MC, Miller LT, Kerkvliet NI: Pyridoxine supplementation: Effect on lymphocyte responses in elderly pcrsons. Am J Clin Nutr 46: 659-664, 1987. 85. Beck WS: Cobalamin and the nervous system. N Engl J Med 318: 1752-1754, 1988~-86. Pcterson WL: Helicobacrer pylori and peptic ulcerdisease. N Engl J Med 324: 1043-1048, 1991. 87. Lindstedt G, Lundberg P-A, Johansson P·M, et al.: High prevalence of atrophic gastritis in the elderly: lmplications for health-associated refercncc limits for cobalamin in scrum. Clin Chem 35: 1557- 1559, 1989. 88. Rosenberg IH , Bowman BB, Coopcr BA. et al.: Folate nutrition in the elderly. AmJ Clin Nutr 36: 1060-1066, 1982. 89. Lindenbaum J, Healton EB, Savage DG, et al.: Neuropsychiatric disorders caused by cobalamin deficiency in the absence o~anemia or macrocytosis. N Engl J Med 318: 1720-1728. 1988. 90. Su bar AF, Block G, James LO: Folate intakc and food sources in the ÚS population. Am J Clin Nutr 50: 508-516, 1989. 91 . MacLaughlin J. Holick MF: Aging decreases the capacity of human skin to produce vitamin D.'. J Clin lnvest 76: 1536- 1538. 1985. 92. Morley JE: A place in the sun does not guarantee adcquatc vitamin D. J Am Gcriatr Soc 37: 663664, 1989. 93. Reichel H. Koeffier HP. Norman AW: The role of thc vitamin D cndocrinc systcm in hcalth and diseasc. N Engl J Mcd 320: 9R0-991. 1989. 94. Licata A: Somc thoughts on o~tcoporosis in women . Clevc Clin J Mcd 55: 233-23X. 19HH. 95. Sutcr PM, Russcll RM : Vitamin rcquircmcnts of thc elderly. Am J Clin Nutr 45: 501- 512. 1987. 96. Mcydani SN. Barklund MP. Liu S. ct al.: Vitamin E supplementation cnhanccs ccll-mediated immunity in heallhy clderly su~jccts. Am J Clin Nutr 52: 557-563, 1990. 97. National lnstitute of Aging and U.S. Bureau of the Ccnsus: tlmerin/s Ct'/112.0 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¡>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,'tjfcioollnínt 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>. 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 1ico, bq>llico. 284 CooriuciO> coltc•ores. de los riftones, lll Kaccióa e• b.l61 Con. 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 ELISA, 101 marcadas. 1(1().1 Ol romo marOQch,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 nudurrcadom rn. m . )36 d;a&lld ¡. 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 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 lnlttpbqii. olioid1d de lo brmO(Iolioa hociJ d oaJ!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· 111ÍOICÍro·omlnohiJ11nlO (PAH), ¡xuebl de depuro..;On p1f> dtrermiTQ.."'ión de flujo u nt uinm renal,

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Patdelo. anflísis en. dcfiniciOn. 111 a.nalizadomen. l l6-111 uan~ión m.

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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~.~

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